湖泊富营养化影响及防治方法

李洪义

摘 要：水体富营养化会导致藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡，使水体丧失调节区域气候、维持区域生态系统生态平衡的功能，严重影经济建设和社会发展，因此湖泊富营养化急需治理。

关键词：富营养化;防治方法;营养物质

水资源是人类赖以生存的基本物质，其中，湖泊水作为水资源中不可或缺的重要成员，不仅具有淡水资源储备、洪涝调蓄、生物多样性繁衍、水产养殖、调节地表径流、净化水质和景观旅游的功能，还具有调节区域气候、维持区域生态系统生态平衡的特殊功能。然而我国湖泊富营养化引起的水环境安全问题却日益突出。因为生产发展的需要，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡，致使我国已成为世界上水华暴发最严重的国家之一。藻类水华在影响湖泊水环境功能的同时，给人民的生产和生活也带来严重危害[1l。

一、湖泊富营养化演化过程及原因分析

（一）湖泊富营养化演化过程

湖泊在富营养化演化一般经历渐变和突变两个阶段。当湖泊水体中营养盐浓度缓慢提高，浓度超过自净容量临界浓度时，水质将会突然快速恶化，导致湖体生态系统全面崩溃。同理在治理已经富营养化的湖泊时，水质恢复也将是一个长期而艰巨的过程，当湖泊营养盐的浓度缓慢下降，直到下降至某一临界值时，水质才开始全面好转。因此，湖泊水质恢复将是一个漫长而艰巨的过程。例如日本在治理琵琶湖过程中就用了30多年的时间和巨额的费用。

（二）湖泊富营养化发生的原因

（1）化肥流失

人类使用的合成氮肥是进入沿海水域的营养物质的最主要来源。根据全球的统计数据，在施用于土地的氮肥中，平均12%的合成氮肥直接流入了沿海水域。而在某些高流失量地区，比如在降水量较多的农耕地区，这个统计数字可能高达30% 。

（2）生活污水输出过量营养物质

日益增长的人口数量增加了污水的排放，由此也增加了排放到自然环境中的营养物质。

（3）工业污染排放

很多工业制造和加工工厂使用氮和磷化合物作为基础产品，如：化肥厂、农药厂、食品加工厂、含磷清洁剂、 使用尿素作为基础产品的行业。

（4）人类对水生植被的破坏

在人类活动影响之前，高原湖泊在自然条件下有大量的湿地与水生植被的发育，据2O世纪50年代调查，云南高原湖泊的水生植物，其种类和数量都很丰富，尤其是浅水湖泊，水草茂密[2l。但后来由于人类对水生植被的破坏，也大大加剧了湖泊的富营养化进程。

二、湖泊富营养化防治方法

（一）外源性营养物质控制

绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养物质在水体中富集造成的，为此，首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入，控制外源性营养物质，控制人为污染源。如果减少或者截断外部输入的营养物质，就可以使水体失去了营养物质富集的可能性。

外部营养物质一般以点源和非点源的方式输入湖泊，因此控制湖泊的外源污染措施分为控制点源营养物质和控制面源。

（1）控制点源营养物质输入

点源营养物质是指具有固定排放口的营养源，点源营养物质控制就是要截断营养物质进入湖体的途径。具体来说就是对工业废水、农业生产及生活污水施行有效控制。

（2） 控制非点源营养物质输入

非点源是指除具有固定排放口的营养源以外，其他的各类营养源，也称面源。非点源根据入湖途径不同又可划分为直接流入湖泊的非点源和间接流入湖泊的非点源两大类。来自我国和欧洲、美国、加拿大、日本等国家的资料表明，湖泊污染负荷的50%来自流域内非点源[3]。因此，控制非点源营养物质是治理湖泊富营养化中不容忽视的措施之一。目前，对湖泊非点源营养物质的控制主要通过退耕还林还草、休耕或轮耕、施肥管理、土地科学利用和湖泊流域植被的恢复、人工湿地和湖滨带生态恢复等措施实现。

（二）减少内源性营养物质负荷

输入到湖泊等水体的营养物质在时空分布上是非常复杂的。氮、磷元素在水体中可能被水生生物吸收利用，或者以溶解性鹽类形式溶于水中，或者经过复杂的物理化学反应和生物作用而沉降，并在底泥中不断积累，或者从底泥中释放进入水中。减少内源性营养物负荷，有效地控制湖泊内部磷富集，应视不同情况，采用不同的方法。

（1）生物方法

利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。目前，有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。大型水生植物包括凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类，可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。例如固定化亚硝化菌和硝化菌水体、底泥中的氨氮转化成硝酸盐氮，固定化反硝化菌能利用水中的部分有机物作碳源，进行反硝化作用，可以去除湖水中的氮[4]。

（2）物理方法

包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等。挖掘底泥，可减少以至消除潜在性内部污染源;深层曝气，可定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧，使水与底泥界面之间不出现厌氧层，经常保持有氧状态，有利于抑制底泥磷释放。挖掘底泥沉积物是治理湖泊富营养化内源负荷的重要措施之一，但由于工程量巨大，成本高，因此一般仅适用于小型湖泊，目前尚未见中等以上湖泊通过疏浚底泥控制湖泊富营养化成功的实例[5]。

（3）化学方法

通过凝聚沉降和用化学药剂杀藻等方法实现对湖泊水质的净化。

三、总结

我国绝大多数湖泊营养物质含量较高，水质恶化问题突出。这与我们缺乏对于湖泊富营养化的发生机制比较清晰的了解有很大的关系。实际上，迄今为止，还没有形成一种控制湖泊富营养化、治理和恢复湖泊生态环境的有效措施。但随着对富营养化治理经验的不断积累，人们逐渐认识到湖泊的富营养化治理是一项长期而系统的艰巨工程，不可能一蹴而就。因此，湖泊富营养化治理应采取综合防治措施，控制营养物质与水生植被恢复并举才能标本兼治，恢复湖泊生态功能，实现湖泊水体的良性循环。

参考文献：

[1]金相灿，湖泊富营养化研究中的主要科学问题[J]，环境科学学报，2008。

[2] 张静芳，杨世宽.云南高原“四湖” 的生态问题与生态后果[M]，云南科技出版社，1987。

[3]金相灿，湖泊富营养化控制和管理技术，化学工业出版社，2001。

[4]李正魁，濮培民，净化湖泊水体氮污染的固定化硝化一反硝化菌研究[J]，湖泊科学，2000。

[5]秦伯强，杨柳燕，湖泊富营养化发生机制与控制技术及其应用[J]，科学通报，2006。