水污染与富营养化及防治

1、水污染与富养分化及防治课程学习心得通过连续教育的学习水污染与富养分化及防治课程，熟悉到由于人类的活动，将大 量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物养分物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流 水体后，水生生物特殊是藻类将大量繁殖，使生物的种群、种类数量发生转变，导致水体富 养分化，破坏了水体的生态平衡。以下就水污染与富养分化的形成、危害及防治措施等相关 问题谈谈自己的熟悉。水体富养分化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等养分物质大量进入湖泊、 河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物快速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化, 鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，随着河流夹带冲击物和

2、水生生物残骸在湖 底的不断沉降淤积，湖泊会从平养分湖过渡为富养分湖，进而演化为沼泽和陆地，这是一种 极为缓慢的过程。但由于人类的活动，将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物养 分物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，水生生物特殊是藻类将大量繁殖，使生 物的种群、种类数量发生转变，破坏了水体的生态平衡。一、富养分化的形成水体富养分化是在人类活动的影响下，为生物所需的氮、磷等养分物质大量进入湖泊、 河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物快速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化, 鱼类及其他生物大量死亡的现象。富养分化可分为自然 富养分化和人为富养分化。在自 然条件下，湖泊也会从贫养分

3、状态过渡到富养分状态，沉积物不断增多，不过这种自然过程 特别缓慢，常需几千年甚至上万年。而人为排放含养分物质的工业废水和生活污水所引起 的水体富养分化现象，可以在短时期消失。水体消失富养分化现象时，浮游生物大量繁殖, 水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，视占优势的浮游生物的颜色而异。这种现象在 江河湖泊中称为“水华”在海中那么叫，作“赤潮”。富养分化的指标，从测定的工程上分，大 致可分为物理、化学和生物学三种指标，这些指标是衡量富养分化的一个尺度，但富养分藻 类和一些光合细菌能采用无机盐类制造有机质，称为自养型生物。自然水体中的磷（特殊是 磷）在肯定程度上是浮游生物数和氮量的掌握因素。生活

4、污水、化肥和食品等工业的废水以 及农田排水中都含有大量氮、磷及其他无机盐类。纳入这些废水后，水体中养分物质增多, 促使自养型生物大型绿色植物和微型藻类旺盛生长。藻类主要分布于水体上层，随着水 体富养分化的进展，藻类的个体数量快速增加，而种类渐渐削减。水体原来以硅藻和绿藻为 主，红色颤藻的消失是富养分化的征兆，随着富养分化的进展，最终变为以蓝藻为主。藻类 繁殖快速，生长周期短，有限的养分物质在短期内一再被重复采用，一遇相宜环境就爆发性 地繁殖，以致消失“水华”现象。死亡的水生生物在微生物作用下分解，消耗氧；或在厌氧条 件下分解，产生硫化氢臭气，使水质不断恶化。同时湖泊渐渐变浅，直至成为沼泽。富养

5、分 化状态一旦形成，水体中养分素被水生生物汲取，成为其机体的组成局部。在水生生物死亡 后的腐烂过程中，养分素又释放入水中，再次被生物采用，形成植物养分物质的循环。因此, 富养分化的水体，即使切断外界养分物质的来源，也很难自净和恢复。二、富养分化对水质的影响和危害.使水味变得腥臭难闻水体富养分化严峻时可能使深层水体的溶解氧消耗殆尽而呈厌氧状态，使得需氧生物 难以生存。这种厌氧状态，可以触发或者加速底泥积累的养分物质的释放，造成水体养分物 质的高负荷，形成富养分水体的恶性循环。,降低水体的透亮度在富养分水体中，生长着以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻。这些水藻浮在湖水外表, 形成一层“绿色浮渣”使水

6、质变得浑浊，透亮度明显降低，湖水感官性状大大下降。.影响水体的溶解氧富养分湖泊的表层，藻类可以获得充分的阳光，从空气中获得足够的二氧化碳进行 光 合作用而放出氧气，因此表层水体有充分的溶解氧。但是，在富养分湖泊深层，状况就不同, 首先是表层的密集藻类使阳光难以透射入湖泊深层，而且阳光在穿射过程中被藻类汲取而 衰减，所以深层水体的光合作用明显受到限制而减弱，使溶解氧来源削减。其次，湖泊藻类 死亡后不断向湖底沉积，不断地腐烂分解，也会消耗深层水体大量的溶解氧，富养分化的防 治是水污染治理中特别棘 手而又代价昂贵的困难问题，这主要是导致水质富养分化的氮、 磷养分物质既有自然源，又有人为源；既有外源性

7、，又有内源性；既有点源，又有非点源, 这给掌握污染源带来了显 而易见的困难。另一方面，养分物质去除难度高。至今还没有任 何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水中的氮、磷养分物质。通常的二级生化 处理方法，只能去除3050%的氮和磷。某些处理措施在理论上或者在肯定的条件下是 可行的，但是，在实际上或者在大范围内，那么往往达不到预期效果。.向水体释放有毒物质富养分对水质的另一个影响是某些藻类能够分泌、释放有毒性的物质，有毒物质进入 水体后，假设被牲畜饮入体内，可引起牲畜肠胃道炎症，人假设饮用也会发生消化道炎症，有害 人体健康。.影响供水水质并增加制水本钱湖泊经常是生活饮用水和工业用水的供应

8、水源。富养分水体在作为供应水源时，会给制 水厂带来一系列问题。首先是在夏日高温藻类增殖旺盛的季节，过度的藻类会给制水厂在过 滤过程中带来障碍，需要改善或增加过滤措施。其次，富养分水体由于缺氧而产生硫化氢、 甲烷和氨等有毒有害气体，而且水藻产生的某些有毒的物质，在制水过程中，更增加了水处 理的技术难度。既影响制水厂的出水率，同时也加大了制水本钱费用。,对水生生态的影响在正常状况下，湖泊水体中各种生物都处于相对平衡的状态。但是，一旦水体受到污 染而呈现富养分状态时，水体的这种正常的生态平衡就会被扰乱，某些种类的生物明显削 减，而此外一些生物种类那么显著增加。这种生物种类演替会导致水生生物的稳定性和

9、多样性 降低，破坏了湖泊生态平衡。三、水体富养分化的防治措施在富养分状态的水体中生长着很多藻类，其中有一些藻类能够散发出腥味异臭。藻类散 发出这种腥臭，向湖泊四周的空气集中，直接影响、烦扰人们的正常生活，给人以不舒适感 觉，同时，这种腥臭味也使水味难闻，大大降低了水质质量。富养分化掌握对策中的原那么和 可供选择的方法主要有以下几种。.掌握外源性养分物质输入绝大多数水体富养分化主要是外界输入的养分物质在水体中富集造成的。假如削减或截 断外部输入的养分物质，就使水体失去了养分物质富集的可能性。从长远观点来看，要想从 根本上掌握湖泊水体富养分化，首先应当着重削减或者截断外部养分物质的输入。掌握外源

10、性养分物质可以实行以下措施。(1)制订养分物质排放标准和水质标准制订向水体排放养分物质的标准，是为了到达符合规定的水体养分物质浓度的水质标 准。当确定某一湖泊水体的主要功能后，可依据水体功能要求再制订相应的水质氮、磷浓度 的允许标准。(2)依据湖泊水环境磷容量，实施总量掌握对湖泊的环境磷容量进行测算后，可以据此制订磷排放量的逐年削减和安排排放磷的 总量掌握方法。同时，严格的行政管理措施也是必不行少的。就目前普遍使用的洗涤剂而言, 除少数几个我国洗涤剂中的磷含量低于2% , 一般洗涤剂都含有512%的磷酸盐成分，这 使进入水体的磷相当可观。因此，采纳行政措施掌握洗涤剂中的磷含量，推广使用无磷洗衣

11、 粉等不失为一种掌握磷的方法。对违反总量掌握方案规定的单位，应当实行相应的约束措施, 如加倍收费或者罚款等。(3)实施截污工程或者引排污染源截断向湖泊水体排放养分物质的排放源，是掌握某些湖泊水体富养分化的关键性措施。 实施截污工程，需要比拟高的一次性投资。但经过这样的一次性高额投资，可以从根本上消 退水体富营化的主要的人为外源性污染源，供应了改善水质的基本条件。因此，从长远观点 来看，这样的投资是必需的。(4)合理使用土地，最大限制地削减土壤侵蚀、水土流失与肥料流失只要合理规划采用土地，最大限度地防止土壤侵蚀和地表径流过份漫流，如在建筑物、 农田支配自然排泄系统，就可以削减被暴雨或融雪冲走的氮

12、和磷。同样，保护湖边绿化带、 集中收集饲养场的家禽粪便等也是掌握面源养分物质的方法。.削减内源性养分物质负荷(1)生物性措施生物性措施是指采用水生生物汲取采用氮、磷元素进行代谢活动这一自然过程到达去除 水体中氮、磷养分物质目的的方法。它的最大特点是投资省，有利于建立合理的水生生态 循环。在浅水型的富养分湖泊，通常种植高等植物，如莲藕、蒲草等，随着这些水生植物收 获，氮、磷养分物也就随着水生植物体一道离 开了湖泊水体。这种方法适用底泥中养分物 质积累丰富的浅水湖泊，是一项既有经济效 益又有明显环境效益的可行措施。采用养鱼去 除氮，也是一项化磷“害”为利的有效措施。各种不同的鱼类有着不同的食性，采

13、用鱼类的食 性不同，放养以浮游藻类为食的鱼种，就能够到达去除湖泊氮、磷的目的。可到达既促进渔 业生产，又净化水质的双重目的。总之，生物性治理措施不象截污工程和引污工程对掌握外 源性养分物质那样效果明显而直接，但是，它是截污工程不能替代的一项去除湖泊内源性养 分物负荷的有效措施，值得提倡。(2)工程性措施工程性措施主要包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀等。挖掘底泥对 改善那些底泥养分物质含量高的水体是一种有效的手段，但需留意挖掘底泥的地点和深度。 由于水体深层底泥中的可溶性磷以及氨氮可能反而高于表层底泥，当挖掘表层底泥后，正好 暴露出深层底泥高 含量的可溶性磷和氨氮，使更多的磷和氮从

14、底泥中释放出来，使水质进一步恶化。所以，事先查清底泥养分物质在纵向剖面的形态分布，有助于合理地发挥挖掘底 泥去除内源性养分物质的效益。但不管怎样，从总体和长远 观点来看，它削减了已经积累 在表层底泥中的总氮和总磷量，削减以至消退了潜在性内部污染源。而且通过挖掘底泥可 以深入湖泊水体的深度，实际增加了湖泊环境容量，最终仍能起到降底湖泊水体养分负荷的 作用。至于挖掘地点，那么应仔细调查讨论底泥沉积的状况，包括底泥特征、沉积物的区域分 布等，慎重精确地进行选择。深层曝气适用于湖水较深而消失厌氧层的水体。磷简单在厌氧条件下从底泥中释放出来，实行定期或不定期人为湖底深层曝气充氧，使水与 底泥面之间不消失

15、厌氧层，有利于抑制底泥磷释放，对改善水质有利。注水冲稀的一种手段 是在有条件的地方，用含磷和氮浓度低的水注入湖泊，起到稀释养分物质浓度的作用，这对 掌握水华现象，提高水体透亮度等有肯定作用，但养分物绝 对量并未削减，不能从根本上解决问题；另一种手段是换水，这是针对临江湖泊的方案，起到江水取代湖水, 以流淌的贫养分水代替停滞的富养分水的目的。(3)化学方法这类方法包括分散沉降和用化学药剂杀藻等。对那些溶解性养分物质如正磷酸盐等，采 纳往湖中投加化学物质使其生成沉淀而沉降。而使用杀藻剂可杀死藻类，这适合于水华盈 湖的水体。藻类被杀死后，水藻腐烂分解照旧会释放出磷，因此，死藻应准时捞出，或者再投 加

16、适当的化学药品，将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。.去除污水中的养分物质城市生活污水及某些工业废水中含有较高浓度的氮、磷养分物质，一局部氮、磷能够 通过二级生化处理过程被微生物去除，采用生物法进行脱氮除磷是一种比拟适用的方法。 但由于城市污水中的氮、磷浓度往往要比活性污泥生长所需要的浓度高出25倍，所以污 水中仅有30%50%的氮和磷被活性污泥去除，余下50%70%的氮和磷将随二次废水排 出。采用物理化学方法去除污水中的氮、磷养分物质可以采纳以下方法。(1)铁盐分散沉降法三价铁盐易与磷酸盐反响生成不溶性的磷酸铁。二价铁盐也能和污水中的磷反响生成 不溶性沉淀物。投加铁盐去除磷，可以在一级处理或者

17、二级处理的任何一般的生化反响池内 完成。在一级处理时，铁盐等化学物质投加到输入的废水中，磷便在一级处理的沉淀池中沉 淀下来。在二级处理时，铁盐那么投加在二次沉淀池中，使磷沉淀去除。(2)铝离子交换法铝离子与磷酸盐具有特殊强的亲合力，可以选择性地从废水中去除磷。而后，用高浓度 的氢氧化物，如氢氧化钠回收铝，再用石灰回收氢氧化钠，回收的铝和氢氧化钠可以循环采 用。但从经济性角度考虑，铝离子交换法需谨慎选用。(3)石灰分散与氨汽提法用石灰去除污水中的磷是一种比拟有用而且比拟经济的方法。在pH值偏碱时，石灰 与磷发生反响，生成磷酸盐和无机氢氧化物，磷酸盐和悬浮物质随反响生成物分散沉淀下 来，到达去除磷的目的。当投加石灰时，