介紹

水體富營養化（eutrophication）指的是水體中N、P等營養鹽含量過多而引起的水質污染現象。其實質是由于營養鹽的輸入輸出失去平衡性，從而導致水生態系統物種分布失衡，單一物種瘋長，破壞了系統的物質與能量的流動，使整個水生態系統逐漸走向滅亡。

危害

富營養化會影響水體的水質，會造成水的透明度降低，使得陽光難以穿透水層，從而影響水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的過飽和狀態。溶解氧的過飽和以及水中溶解氧少，都對水生動物有害，造成魚類大量死亡。同時，因為水體富營養化，水體表面生長著以藍藻、綠藻為優勢種的大量水藻，形成一層“綠色浮渣”，致使底層堆積的有機物質在厭氧條件分解產生的有害氣體和一些浮游生物產生的生物毒素也會傷害魚類。因富營養化水中含有硝酸鹽和亞硝酸鹽，人畜長期飲用這些物質含量超過一定標準的水，也會中毒致病。

在形成“綠色浮渣”后，水下的藻類會因得不到陽光照射而呼吸水內氧氣，不能進行光合作用。水內氧氣會逐漸減少，水內生物也會因氧氣不足而死亡。死去的藻類和生物又會在水內進行氧化作用，這時水體也會變得很臭，水資源也會被污染的不可再用。

防治對策

富營養化的防治是水污染處理中最為復雜和困難的問題。這是因為：①污染源的復雜性，導致水質富營養化的氮、磷營養物質，既有天然源，又有人為源；既有外源性，又有內源性。這就給控制污染源帶來了困難；②營養物質去除的高難度，至今還沒有任何單一的生物學、化學和物理措施能夠徹底去除廢水的氮、磷營養物質。通常的二級生化處理方法只能去除30-50%的氮、磷。

控制外源性營養物質輸入

絕大多數水體富營養化主要是外界輸入的營養物質在水體中富集造成的。如果減少或者截斷外部輸入的營養物質，就使水體失去了營養物質富集的可能性。為此，首先應該著重減少或者截斷外部營養物質的輸入，控制外源性營養物質，應從控制人為污染源著手，應準確調查清楚排入水體營養物質的主要排放源，監測排入水體的廢水和污水中的氮、磷濃度，計算出年排放的氮、磷總量，為實施控制外源性營養物質的措施提供可靠的科學依據。

減少內源性營養物質負荷

輸入到湖泊等水體的營養物質在時空分布上是非常復雜的。氮、磷元素在水體中可能被水生生物吸收利用，或者以溶解性鹽類形式溶于水中，或者經過復雜的物理化學反應和生物作用而沉降，并在底泥中不斷積累，或者從底泥中釋放進入水中。減少內源性營養物負荷，有效地控制湖泊內部磷富集，應視不同情況，采用不同的方法。

治理意義

其主要意義有：

（1）對富營養化河湖水體進行治理修復，是社會經濟發展、城市景觀、生態環境建設的迫切需要，具有經濟和環境雙重效益。

（2）明顯提高富營養化河湖水體的處理效果、大大縮短治理周期、有效降低處理成本。

（3）恢復水體使用功能，有效緩解我國水資源嚴重匱乏的問題。

（4）改善居民居住環境，提高人民生活質量。

防治方法

國外許多國家已經認識到，政府對污水采用三級處理，去除點源污水中的氮和磷，加以回收再利用，是最先進、最經濟、最有效的防治水體富營養化的積極措施。

工程性措施

包括挖掘底泥沉積物、進行水體深層曝氣、注水沖稀以及在底泥表面敷設塑料等。挖掘底泥，可減少以至消除潛在性內部污染源；深層曝氣，可定期或不定期采取人為湖底深層曝氣而補充氧，使水與底泥界面之間不出現厭氧層，經常保持有氧狀態，有利于抑制底泥磷釋放。此外，在有條件的地方，用含磷和氮濃度低的水注入湖泊，可起到稀釋營養物質濃度的作用。

化學方法

這是一類包括凝聚沉降和用化學藥劑殺藻的方法，例如有許多種陽離子可以使磷有效地從水溶液中沉淀出來，其中最有價值的是價格比較便宜的鐵、鋁和鈣，它們都能與磷酸鹽生成不溶性沉淀物而沉降下來。例如美國華盛頓州西部的長湖是一個富營養水體，1980年10月用向湖中投加鋁鹽的辦法來沉淀湖中的磷酸鹽。在投加鋁鹽后的第四年夏天，湖水中的磷濃度則由原來的65μg/L降到30μg/L，湖泊水質有較明顯的改善。在化學法中，還有一種方法是用殺藻劑殺死藻類。這種方法適合于水華盈湖的水體。殺藻劑將藻殺死后，水藻腐爛分解仍舊會釋放出磷，因此，應該將被殺死的藻類及時撈出，或者再投加適當的化學藥品，將藻類腐爛分解釋放出的磷酸鹽沉降。

生物性措施

利用水生生物吸收利用氮、磷元素進行代謝活動以去除水體中氮、磷營養物質的方法。有些國家開始試驗用大型水生植物污水處理系統凈化富營養化的水體。大型水生植物包括鳳眼蓮、蘆葦、狹葉香蒲、加拿大海羅地、多穗尾藻、麗藻、破銅錢等許多種類，可根據不同的氣候條件和污染物的性質進行適宜的選栽。水生植物凈化水體的特點是以大型水生植物為主體，植物和根區微生物共生，產生協同效應，凈化污水。經過植物直接吸收、微生物轉化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和懸浮顆粒，同時對重金屬分子也有降解效果。水生植物一般生長快，收割后經處理可作為燃料、飼料，或經發酵產生沼氣。這是國內外治理湖泊水體富營養化的重要措施。

近年來，有些國家采用生物措施控制水體富營養化，也收到了比較明顯的效果，稱之為生物操縱（biomanipulation）。例如德國近年來采用了生物控制，成功地改善了一個人工湖泊(平均水深7米)的水質。其辦法是在湖中每年投放食肉類魚種如狗魚、鱸魚去吞食吃浮游動物的小魚，幾年之后這種小魚顯著減少，而浮游動物(如水蚤類)增加了，從而使作為其食料的浮游植物量減少，整個水體的透明度隨之提高，細菌減少，氧氣平衡的水深分布狀況改善。但也發現，浮游植物種群有所改變，藍綠藻生長量比例增高，因為它們不能被浮游動物捕食，為此可以放鰱魚來控制這種藻類的生長。

防治方法總結

對于河湖水體富營養化治理，各個國家和地區采用不同的物理、化學、生物方法對其進行預防、控制和修復，并且取得了一定的成效。主要的物理處理方法有底泥疏浚、引水沖洗、機械曝氣等，一方面工程量巨大、運行成本高，另一方面對污染嚴重的河湖進行底泥疏浚，易導致底層的沉積物發生懸浮和擴散，促進了沉積物中的氮、磷營養鹽及其所吸附的金屬離子的釋放，從而使水體環境面臨受沉積物中釋放的重金屬離子及氮、磷營養鹽二次污染的風險；化學方法有投加混凝劑和除藻劑等，雖然能在短期內取得一定效果，但也存在著治理不徹底、成本高的問題，特別是會產生二次污染，引發新的生態問題；現流行的生物和生態修復，通過微生物降解和水生植物的吸收、轉移或生態浮床、濾床的過濾、吸附等措施來消減水體中的氨氮。此類方法雖避免了二次污染問題，但受自然環境影響大，要求條件苛刻，同時相對于其它處理技術而言，更有周期長、見效慢的缺點。