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我國湖泊富營養(yǎng)化研究論文
論文關鍵詞:湖泊富營養(yǎng)化湖泊治理
論文摘要:湖泊富營養(yǎng)化是當前我國湖泊面臨的主要污染問題，在對湖泊富營養(yǎng)化進行了諸多治理取得成效的同時，還存在著許多的問題，本文就當前湖泊富營養(yǎng)化治理的現(xiàn)狀和所存在問題進行了思考，指出今后在湖泊富營養(yǎng)化治理中的進展情況。
一、湖泊富營養(yǎng)化及其危害
富營養(yǎng)化指湖泊、水庫、緩慢流動的河流以及某些近海水體中營養(yǎng)物質(一般指氮和磷的化合物)過量從而引起水體植物(如藻類及大型植物)的大量生長。由于藻類在與水生植物競爭營養(yǎng)鹽上有優(yōu)勢，當湖泊水體營養(yǎng)鹽過多后，藻類滋生，根生或者浮游生物大量生長。造成對湖泊水體正常功能的危害。例如導致飲用水臭味和水色的變化。大量浮游植物或者淺水根生植物的生長繁殖，可能導致湖泊沼澤化，容積大幅度減少；植物的分解消耗大量溶解氧，釋放大量溶解性有機物，導致水質急劇惡化。藻類在代謝死亡過程中能夠釋放各種藻毒素，具有比較強的毒理作用，危及整個湖泊生態(tài)系統(tǒng)。通常，湖泊、海灣富營養(yǎng)化的限制性物質是氮和磷，所以用氮和磷作為富營養(yǎng)化的指標是有效的。實驗表明，隨著水
中氮肥、磷的增加，藻類的繁殖量也在增加，而且有線性關系。其結果是引起水質惡化、味覺和嗅覺變壞、溶解氧耗竭、透明度降低、漁業(yè)減產(chǎn)、死魚、阻塞航道，對人和動物產(chǎn)生毒性。特別值得重視的是，近十幾年來，我國湖泊富營養(yǎng)的趨勢發(fā)展很快，到本世紀末，大多數(shù)湖泊的富營養(yǎng)化都有加重。故對湖泊富營養(yǎng)化的防治已成為當務之急。
二、富營養(yǎng)化治理的進展
1.物理方法
(1)污水分流。湖泊富營養(yǎng)化的一個重要原因就是外源污染。工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的污水直接排放到湖泊是造成湖泊水體營養(yǎng)鹽含量增加的主要原因。通過對排放管道的改造，將污水的排放引至別處，是防治湖泊富營養(yǎng)化重要的、有效的措施。
(2)換水／稀釋。湖泊內(nèi)營養(yǎng)鹽含量過多，通過換水／稀釋可以直接將湖泊水體內(nèi)的營養(yǎng)鹽濃度降低，同時可以排除掉大量的營養(yǎng)鹽。
(3)深層排水。湖泊底層營養(yǎng)物含量高，一般而言，底層水的營養(yǎng)鹽濃度高于表層水，當水流轉時，底層湖水進入上層，引起表層湖水營養(yǎng)物含量的增加。
(4)曝氣／混合。采用機械攪拌、壓縮空氣、水泵、噴射泵等方法進行曝氣和促進水的流動，可以防止底泥釋放磷，改善氧氣狀況，加強礦化作用，降低浮游植物光合作用等效果。
(5)挖泥。富營養(yǎng)化湖泊中的底部沉積物常是一個營養(yǎng)庫，在一定條件下可不斷釋放磷，這稱為內(nèi)部負荷。當外部負荷減少后，內(nèi)部負荷可補償，使富營養(yǎng)化現(xiàn)象繼續(xù)存在。挖泥可以直接去除底泥中的營養(yǎng)鹽含量，減輕內(nèi)部負荷對湖泊的影響。
(6)機械收草藻。利用機械收割裝置直接收獲水草和藻戔可以直接改善湖泊的表層生態(tài)環(huán)境，同時，水草和藻類本身就會吸收大量的營養(yǎng)鹽，通過對它們的收獲也可以從湖泊中去除營養(yǎng)鹽。
2.化學方法
(1)深水曝氣技術。營養(yǎng)鹽類的大量注入，致使藻類及浮游生物異常繁殖，水體溶解氧急速下降，在水與底泥的交界面甚至出現(xiàn)厭氧現(xiàn)象。在深水進行人工曝氣，可以在不改變水體分層的狀態(tài)下提高溶解氧濃度；其次還可以降低氨氮、鐵、錳等離子性物質的濃度,可有效改善厭氧狀況。
(2)營養(yǎng)物鈍化。利用鋁鹽與無機和顆粒磷產(chǎn)生沉淀，可以減少水體中磷的含量，鐵鹽(氯鹽或鋁鹽)、硫酸鋁鐵、泥土顆粒和石灰泥都有類似的功能，鈣鹽也是相當有效的營養(yǎng)物鈍化劑。
3．生物方法
(1)水生植物修復技術。利用適合相應湖體環(huán)境的水生植物及其共生的微環(huán)境，來去除水體中的污染物質。水生植物在其生長期間可有效吸收與富集水中和底質中的營養(yǎng)鹽，起著“營養(yǎng)泵”和“營養(yǎng)庫”的作用。合理構建并維持水生植物的生物量，可轉移出氮、磷等營養(yǎng)鹽，各類漂浮植物、浮葉植物、挺水植物和沉水植物等水生植被的恢復和重建可有效分配水體營養(yǎng)鹽，避免單一優(yōu)勢種的過度滋生，保持水體凈化能力。
(2)水生動物修復技術在湖泊水庫生態(tài)系統(tǒng)中，水體中的藻類除受營養(yǎng)物質的控制外，作為食物鏈中的一環(huán)，也受到浮游動物和魚類的控制。因此，可以通過調控食物鏈的環(huán)節(jié)來達到改善湖泊水庫水質的目的。
(3)生物膜技術。利用比表面積較大的天然材料或人工介質為載體，利用其表面形成的粘液狀生物膜，對污染水體進行凈化。載體上富集的大量微生物能有效攔截、吸附、降解污染物質。
三、富營養(yǎng)化治理方法存在的問題
對于湖泊富營養(yǎng)化，各個國家和地區(qū)采用不同的物理、化學、生物方法對其進行預防、控制和修復，并且取得一定的成效。現(xiàn)在主要的物理處理方法有底泥疏浚、引水沖洗等；化學方法有投加混凝劑和除藻劑等。這些物理、化學方法對湖泊的治理有一定的作用，但是對污染嚴重的湖泊進行底泥疏浚，易導致底層的沉積物發(fā)生懸浮和擴散，促進了沉積物中的氮、磷營養(yǎng)鹽及其所吸附的金屬離子的釋放，從而使水體環(huán)境面臨受沉積物中釋放的重金屬離子及氮、磷營養(yǎng)鹽二次污染的風險；投加化學藥劑，雖然在一定程度上可以使水體透明，水質得到改善，但是長期使用可能會加速湖泊的老化，引發(fā)新的生態(tài)問題。相比較來說，物理和化學的處理方法成本高，并且對富營養(yǎng)化的治理不徹底，只能在短期內(nèi)效果明顯，不適于長期使用。國內(nèi)外對水體富營養(yǎng)化的研究和實踐證明，目前生物調控和生物修復方法因其成本低、處理徹底且無二次污染而得到行業(yè)內(nèi)的認可。
四、對我國湖泊富營養(yǎng)化治理的展望
近年來，國內(nèi)外的專家學者對湖泊富營養(yǎng)化進行著不斷深入的研究，但是結果卻不盡如人意。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，環(huán)境問題的日益凸現(xiàn)，從當前情況來看，我國湖泊除少數(shù)位于西北的外都受到不同程度的污染，并且這種污染不是減緩而是在加劇。因此，我國對湖泊的富營養(yǎng)化問題也日益重視，但是由于公民環(huán)保意識的淡薄，處理設施的陳舊，以及我國經(jīng)濟的相對落后，政府環(huán)境監(jiān)測管理、政策法規(guī)存在的不足，徹底治理湖白的富營養(yǎng)化不是一朝一夕的事情。目前，我國湖泊富營養(yǎng)化的治理，根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)濟條件和技術措施，重點應放在控制污染源上：控制排磷、排氮的點源污染、非點源污染以及內(nèi)源污染；制定污水的排放標準，并且加強監(jiān)督和管理力度。限制湖區(qū)的人類活動，嚴格管理湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖、
流域盲目開發(fā)以及植被的破壞、周圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)的污水和固廢的排放。政府應加強對環(huán)境保護的宣傳，提高全民的環(huán)保意識；加強法制建設，完善湖泊的環(huán)境保護法律法規(guī)。對經(jīng)濟相對發(fā)達的地區(qū)，我們還應積極借鑒國外湖泊治理的先進經(jīng)驗，結合當?shù)氐淖匀粭l件和湖泊的富營養(yǎng)化狀況制定切實可行的方案。在湖泊生態(tài)修復問題上，要認清治理工作的長期性和復雜性，樹立解決水環(huán)境問題的長遠觀點。所以湖泊富營養(yǎng)化的生物修復技術應成為基礎研究領域首先解決的重大科學問題之一，也是今后一段時間湖泊富營養(yǎng)化治理的主要研究之一。
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