水动力条件对水体富营养化的影响

水动力条件对水体富营养化的影响一、本文概述水体富营养化是当前全球范围内面临的一大环境问题，其导致的藻类大量繁殖、水质恶化、生物多样性降低等后果，对水生生态系统和人类生活产生了深远的影响。水动力条件，作为影响水体富营养化进程的关键因素，其研究对于理解和控制水体富营养化具有重要意义。本文旨在探讨水动力条件对水体富营养化的影响，以期为水环境治理和生态保护提供科学依据。本文首先对水体富营养化的概念、成因及危害进行简要介绍，明确研究背景和研究意义。接着，重点分析水动力条件对水体富营养化的影响机制，包括水动力条件对营养物质输移、转化和生物可利用性的影响，以及水动力条件对浮游植物生长、群落结构和生物量的影响等方面。在此基础上，本文还将结合国内外相关研究成果，综述水动力条件对水体富营养化影响的研究进展，并指出当前研究中存在的问题和不足。本文将提出针对性的建议，以期通过改善水动力条件，控制水体富营养化进程，促进水生态环境的持续改善。通过本文的研究，我们期望能为水环境治理和生态保护提供新的思路和方法，为构建人水和谐共生的生态环境贡献力量。二、水动力条件概述水动力条件是影响水体富营养化的重要因素之一。它主要涉及水体的流动、混合、温度和压力等物理过程，这些因素直接影响水体中营养盐的分布、传输和生物可利用性。在本节中，我们将详细讨论水动力条件对水体富营养化的影响机制。水体流动与混合：水体的流动和混合对营养盐的分布起着关键作用。流动可以带动营养盐的迁移，而混合则影响营养盐的垂直分布。在流动较弱的水体中，营养盐容易积聚在表层水体，从而促进表层水体的富营养化。相反，流动较强的水体可以有效地将营养盐分散，减少局部区域的富营养化风险。水温：水温是影响水体生物活动的重要因素。在一定范围内，水温的升高会加速生物的代谢活动，从而增加营养盐的消耗速率。当水温过高时，可能会引起某些生物死亡，导致营养盐的再生和积累，进而促进富营养化。水温的变化还会影响水体中溶解氧的含量，进一步影响营养盐的生物可利用性。水压：水压对水体中营养盐的溶解和生物可利用性有一定影响。一般来说，水压的升高会降低营养盐的溶解度，从而减少生物可利用的营养盐含量。水压的变化还会影响水体的密度，进而影响水体的垂直混合，进一步影响营养盐的分布。水体稳定性：水体的稳定性是指水体抵抗垂直混合的能力。在稳定的水体中，营养盐容易在表层积聚，从而促进表层水体的富营养化。而在不稳定的水体中，营养盐的垂直分布较为均匀，富营养化的风险相对较低。水动力条件对水体富营养化的影响是多方面的，包括水体的流动、混合、温度、压力和水体稳定性等。了解和掌握这些影响因素，有助于我们更好地预测和防治水体富营养化，保护水环境。三、水体富营养化现象解析水体富营养化是一个复杂的生态过程，它涉及到水体中营养物质的过量输入、生物群落的改变以及水质恶化等多个方面。在这一过程中，水动力条件扮演了关键的角色。理解水动力条件对水体富营养化的影响，对于预防和治理富营养化现象具有重要的理论和实践意义。水动力条件直接影响着水体中营养物质的分布和传输。水动力强劲的环境有利于营养物质的扩散和稀释，从而降低局部区域的营养盐浓度，减轻富营养化的风险。在水流缓慢或静止的水体中，营养物质容易积聚，导致底泥中营养盐含量上升，进而促进藻类等浮游生物的过度繁殖。水动力条件还会影响水体的氧化还原环境，从而间接影响富营养化过程。在强水动力条件下，水体中的溶解氧含量较高，有利于有机物的氧化分解，减少了有机物的积累。而在水动力较弱的区域，溶解氧含量较低，可能导致有机物的厌氧分解，释放大量的氮、磷等营养物质，加剧了水体的富营养化。水动力条件还能改变水体中的生物群落结构。在水流较快的环境中，大型水生植物和底栖动物等生物群落可能得到更好的发展，这些生物通过吸收和利用营养物质，有助于维持水体的生态平衡。而在水流缓慢的环境中，藻类等浮游生物可能占据优势，导致水体中的生物多样性降低，生态平衡被打破，从而加速了富营养化的进程。水动力条件对水体富营养化的影响是多方面的。通过深入研究和理解这些影响机制，我们可以更好地预测和管理水体富营养化现象，为保护和恢复水生态环境提供科学依据。四、水动力条件对水体富营养化的影响机制水动力条件是影响水体富营养化的关键因素之一，其作用机制表现在多个层面，包括物理、化学和生物等多个过程。物理过程：水动力条件直接影响水体的混合和扩散作用。在强水动力环境下，水体混合作用强烈，营养盐分布更加均匀，这有助于降低营养盐的浓度，从而减缓富营养化进程。在弱水动力条件下，水体混合作用减弱，营养盐可能在特定区域累积，进而加速富营养化过程。化学过程：水动力条件的变化也会影响水体的氧化还原电位和pH值等化学条件，这些条件对营养盐的形态和生物可利用性具有重要影响。例如，低氧环境有利于氮、磷等营养盐的释放和转化，从而促进水生生物的生长和富营养化进程。生物过程：水动力条件对水生生物群落的结构和功能具有显著影响。强水动力环境可能增加水体的扰动，对水生生物造成压力，降低其生物量和生产力，从而减缓富营养化。适度的水动力条件也可能为水生生物提供适宜的生长环境，促进生物多样性，从而对富营养化产生复杂的影响。水动力条件对水体富营养化的影响机制是一个复杂的过程，涉及物理、化学和生物等多个方面。在实际的水体管理中，应根据具体的水动力条件和富营养化状况，采取针对性的措施，以减缓富营养化的进程，保护水生态系统的健康。五、案例分析：不同地区水动力条件与水体富营养化的关系简要介绍每个案例的地理位置、气候特征、水体类型及其社会经济重要性。描述每个案例的水动力特征，如流速、流量、潮汐作用、水体混合程度等。评估每个案例区域的富营养化程度，包括营养盐（如氮、磷）的浓度、藻类生长状况等。分析不同水动力条件如何直接或间接地促进或减缓富营养化过程。讨论富营养化对不同案例区域的社会经济影响，如渔业、旅游业、公共健康等。六、水动力条件改善与水体富营养化防控策略水动力条件是影响水体富营养化的重要因素。通过优化水动力条件，可以有效地改善水体的富营养化状态。具体措施包括：增强水流循环：通过增加水体流动，促进营养盐的分散和稀释，减少局部区域的营养盐积累。改善水体的混合性：通过人工手段增加水体的垂直和水平混合，减少营养盐在底部的沉积和积累。减少农业面源污染：通过合理施肥、优化农业管理措施，减少农田径流中的氮、磷含量。城市污水处理：加强城市污水处理设施的建设和运营，确保污水排放达到标准，减少营养盐的输入。恢复水生植被：水生植物能吸收水体中的营养盐，同时提供栖息地，促进生态系统的恢复。构建人工湿地：人工湿地可以有效去除水体中的营养盐，同时提供生态景观和生物多样性。长期监测体系：定期监测水体营养盐水平、生物多样性等指标，及时掌握水体富营养化状况。综合管理策略：结合水动力条件、污染源控制、生态修复等多方面措施，制定综合管理策略。环境教育：通过教育和宣传活动，提高公众对水体保护的认识和参与度。本段落旨在提出一系列针对水动力条件改善和水体富营养化防控的策略。通过实施这些策略，可以有效地减轻和预防水体富营养化，保护水资源，维护生态平衡。七、结论与展望本研究深入探讨了水动力条件对水体富营养化的影响，并通过实验数据和理论分析揭示了两者之间的复杂关系。研究结果表明，水动力条件对水体富营养化过程具有显著影响。在适宜的水动力条件下，水体的混合和流动能够加速营养物质的扩散和稀释，从而降低富营养化的风险。当水动力条件过强或过弱时，可能会导致水体富营养化加剧。本研究还发现，水动力条件对浮游生物的生长和分布也具有重要影响，进而影响水体的营养盐动态和生物地球化学循环。尽管本研究取得了一定成果，但仍有许多问题值得进一步探讨。未来研究可进一步关注水动力条件对水体富营养化的长期影响，以揭示其对水生态系统结构和功能的长期效应。可探讨不同水动力条件下，不同类型水体（如河流、湖泊、水库等）的富营养化过程及其响应机制。随着全球气候变化和人类活动的加剧，水动力条件可能发生变化，因此研究未来气候变化和人类活动对水动力条件和富营养化的影响具有重要意义。应进一步加强水动力条件与水体富营养化关系的模型研究，以提高预测和管理水体富营养化风险的能力。通过综合研究和实践应用，我们有望更好地认识和理解水动力条件对水体富营养化的影响，从而为水资源的保护和可持续利用提供科学依据。参考资料：水动力条件对水体富营养化的影响表现在多个方面。水动力条件会影响水体物质循环。在流动的水体中，物质循环更活跃，有利于营养物质的扩散和稀释。当水体流动缓慢或处于静止状态时，营养物质容易在水中积累，从而导致水体富营养化。水动力条件对水体中微生物和植物生长有影响。在流水环境中，微生物和植物的生长受到水流速度和水质等因素的影响。快速的水流可以携带更多的营养物质，促进微生物和植物的生长。当水流速度过慢或水体处于静止状态时，微生物和植物容易大量繁殖，导致水体富营养化。水动力条件对水体中有机物质含量也有影响。有机物质是水体中微生物的主要食物来源。在流水环境中，有机物质可以随着水流散布到更广泛的水域，减少局部区域的富营养化。当水流缓慢或水体静止时，有机物质容易在局部区域积累，导致水体富营养化。为了缓解水体富营养化现象，可以采取以下措施：加强水质监测和预警，及时发现并控制富营养化现象；促进水体流动，增加水体的自净能力；实施生态修复工程，如种植吸收营养物质的水生植物、投放天敌等。水动力条件对水体富营养化具有重要影响。要缓解这一问题，需要深入理解水动力条件的作用机制，并采取针对性的措施，实现水生态系统的可持续发展。随着全球人口的增长和饮食结构的改变，水产养殖业的发展迅速，为人类提供了大量的水产品。水产养殖的快速发展也带来了一些环境问题，其中最突出的是对水体富营养化的影响。本文将就水产养殖对水体富营养化的影响进行探讨。水产养殖是一种人为控制下的大量水产品生产过程，通常需要大量的饲料和药物投入。这些饲料和药物中含有大量的营养成分，如氮、磷等，进入水体后会导致水体的富营养化。水产养殖产生的大量废物和残饵也是水体富营养化的重要来源。水产养殖过程中需要大量的饲料和药物投入，其中含有大量的营养物质，如蛋白质、脂肪、糖类等。这些物质在水中分解时会产生氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐等物质，这些都是导致水体富营养化的重要因素。同时，一些药物如抗生素、消毒剂等也会对水生生物产生负面影响，进一步加剧水体的富营养化。不同的养殖品种对水体的富营养化影响不同。例如，养殖鱼类和甲壳类动物会产生大量的氮磷等营养物质，而养殖贝类则会产生大量的有机质和磷酸盐等物质，这些物质也是导致水体富营养化的重要因素。在选择养殖品种时应该考虑到其对环境的影响。养殖密度和养殖方式也是影响水体富营养化的重要因素。高密度养殖会产生大量的残饵和排泄物，导致水体中的营养物质含量增加，加剧水体的富营养化。同时，不同的养殖方式也会对水体的富营养化产生不同的影响。例如，网箱养殖会产生大量的悬浮物和残饵，而池塘养殖则会产生大量的底泥和水溶性有机物等物质。水生生物的生存环境也是影响水体富营养化的重要因素。例如，一些水生生物具有净化水质的作用，可以吸收水中的营养物质，减少水体的富营养化。如果这些生物的数量不足或者生存环境恶化，就会导致水体的富营养化加剧。合理控制饲料和药物投入是减少水体富营养化的重要措施。应该根据养殖品种的不同需求，合理搭配饲料成分，减少饲料浪费和药物使用量。同时，应该选择环保型的饲料和药物，减少其对环境的影响。在选择养殖品种时应该考虑到其对环境的影响，选择对环境友好的养殖品种。同时，应该根据实际情况选择合适的养殖方式，减少残饵和废物的产生。例如，可以采用循环水养殖、生态养殖等先进的养殖方式，提高养殖效率的同时减少对环境的影响。加强水质监测和管理是减少水体富营养化的重要措施。应该定期检测水质状况，及时发现和处理污染源。同时，应该加强废水排放的管理，严格控制废水排放标准，避免对环境造成更大的破坏。推广生态修复技术是减少水体富营养化的重要措施之一。例如，可以引入具有净化水质作用的水生生物，通过生态修复技术改善水质状况；可以采取底质改良等技术改善底质环境，减少底泥对水体的污染等。这些措施可以有效降低水体的富营养化程度。水产养殖对水体富营养化的影响不容忽视，必须采取有效的措施来应对。通过合理控制饲料和药物投入、合理选择养殖品种和养殖方式、加强水质监测和管理以及推广生态修复技术等措施的实施，可以有效降低水体的富营养化程度，促进水产养殖业的可持续发展。水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧下降，引起水质污染，这样的水体称为富营养化水体。富营养化水体中含有的氮、磷等可供藻类利用的营养物质较多，而氮、磷等营养物质来源较为复杂，既有内源又有外源，既有点源又有非点源。对国内外不同区域水体的考察表明：不论营养物质来源于何处，水体富营养化的形成是受多种因素影响的，这其中既有自然因素的作用，也有人为因素的作用。不同地形集水区和不同肥力土壤输出的氮、磷量不同,水土流失提高了水体中营养物质的量。而且,营养物质从土壤中流失量与施肥量有密切的关系。为提高农产品的产量,人们常施用较多的氮肥和磷肥,它们极易在降雨或灌溉时发生流失。氮磷营养物可随地表径流进入地面水体中或下渗,通过土壤进行横向运动,然后排入地表水体中,这是导致地表水富营养化的主要原因。在一些畜牧业发达的地区,畜牧排泄会产生大量营养物质进入土壤;圈养家禽、家畜也会产生大量富含营养物和细菌的排泄物。这些排泄物极易随地表径流、亚表面流流入江河、湖泊而污染水体。近些年,由于工业的不断发展和人们生活水平的提高,工业废水和生活污水的大量排放成为主要的营养物质来源之一。如一些含磷的洗涤剂的应用,食品厂、化工厂、毛皮工业等都会带来大量的营养物质。城镇路面大部分是不透水地面,由人类生活垃圾、生活污水及某些工业废水所携带的氮磷营养物易随地表径流进入地表水中。美国环保局把城市地表径流列为导致全美河流和湖泊污染的第三大污染源。在磷矿区,人类活动破坏了原来的土壤结构和植被面貌,使土壤表层裸露,在降雨条件下,散落在矿区的矿渣、泥沙、磷酸盐等污染物随地表径流进入湖泊、水库、江河、海湾,从而导致水体污染。大气沉降不仅是悬浮颗粒物、有害气体的来源之一,也是氮的来源之一。燃料燃烧时,氮元素以氮氧化物的形式进入空气,随雨雪降落在土壤或水体表面,污染地表水源。随着大气污染日益严重,大气沉降也成为重要的水域富营养化原因之一。水体富营养化评价是对水体富营养化发展过程中某一阶段营养状况的定量描述袁其主要目的是通过对具有水体富营养化代表性指标的调查袁判断该水体的营养状态袁了解其富营养化进程及预测其发展趋势袁为水体水质管理及富营养化防治提供科学依据。特征法是根据湖泊富营养化的生态环境因子特征来评价湖泊营养状况的方法。在富营养化湖泊的水生态系统中袁各种生物与非生物因子处于十分复杂尧相互作用的网络中。一般采用水体中营养物质氮、磷的浓度渊（即总氮、总磷指标）冤，水体透明度，藻类的种类、数量、指示种、优势种、叶绿素a，生物多样性指数及水质综合污染指数等生物和生态学指标对湖泊尧水库生态环境质量进行评价，以判断水体是否处于富营养状态。在水体富营养化的评价中，氮、磷浓度，藻类现存量和种类多样性指数均是重要的评价指标。作为富营养指示种的蓝藻和绿球藻大量存在，可以表明水体水质营养水平很高。（2）多样性指数生物多样性是指一定空间范围内多样性有机体渊动物尧植物尧微生物冤有规律地结合在一起的总称。它是对自然界生态平衡基本规律简明的科学概括，也是衡量生产发展是否符合客观规律的主要尺度遥一个湖泊本身是一个完整的生态系统，它是由浮游植物、浮游动物、底栖动物、水生昆虫、底生藻类、水生维管束植物、腐屑和细菌以及摄食各种生物的多种鱼类构成。生物是由于藻类种群与水环境间存在天然的生态平衡和保持相对稳定性的关系遥一旦水质污染使环境因子发生改变，将直接影响原有生物种群的平衡，改变种群的组成和数量。因此袁可用生物的指示种群来划分水质的污染级别和表示其污染程度，还可以用轮虫的种类来判定水体的水质状况以确定污染等级。TSI指数：卡森是以透明度为基础袁分为0~100的连续值，作为评价湖泊营养状况的分级标准。营养度指数法：AHP-PCA法，通过分析国内外现有湖泊营养化评价模式袁进行了反复的理论探索和实践验证，将层次分析法AHP和主成分分析法PCA相结合，提出湖泊富营养化状态综合评价方法，即层次分析-主成分分析营养度指数法。富营养化模糊评价模式：现有的模糊评价模式较多，如方正使用的模糊综合评判法、多级模糊模式识别方法等。人工神经网络评价方法：人工神经网络理论是目前最活跃的前沿学科之一，尤其适合于处理非线性系统。它力图模拟人脑的一些基本特征，可进行并行计算，分布式信息存储，具有很强的自适应性，自组织性，特别是能处理任意类数据，这是其他传统方法所无法比拟的遥国内，人工神经网络技术虽已在湖库的富营养化评价方面获得了应用。光合作用强度与呼吸作用强度的比值：这里所说的光合作用指水中藻类原生质的合成作用，呼吸作用主要是指藻类为动物性浮游生物和鱼所捕食，以及藻类和有机底物为微生物所降解的呼吸作用的总和。藻类生产潜在能力的测定：该法测定时在水样中接种特定藻类，然后置于一定照度和温度条件下培养，使藻类生长达到稳定期，最后用测定藻类细胞数或干重的方法，来决定藻类在某种水体中的增殖量（algalgrowthprotential，AGP）。光合作用产氧能力的测定：该法测定的是水样在自然光照条件下由于藻类光合作用而增加的氧量。富营养化水体不仅影响水体的使用功能，而且危害人类健康，通常被认为是劣质水体。它对环境的影响主要体现在：（1）富营养化水体中过度繁殖的藻类使水产生霉味和臭味，降低了水的质量。（2）富营养化水体中大量生长繁殖的蓝、绿藻在水体表面形成一层绿色浮渣，使水质变得浑浊，透明度明显降低。（3）表层密集的藻类使阳光难以透射进入湖泊深层，深层水体的光合作用减弱使溶解氧的来源随之减少。同时，藻类死亡后的腐化分解，加速了水体中溶解氧的消耗速度，水体缺氧成为必然。（4）富营养化水体中许多藻类能够分泌、释放有毒有害物质，使水的品质下降。（5）富营养化水体的正常生态平衡被扰乱，生物种群量出现剧烈波动，导致水生生物的稳定性和多样性降低，破坏了水体生态平衡。（6）富营养化水体中过量的藻类会堵塞滤池，同时由于藻类的新陈代谢以及水藻本身产生的有毒有害物质增加了水处理的技术难度，加大了制水费用。水体富营养化治理已成为当今世界性难题.20世纪60年代以来各国先后对其进行了大量研究,并提出了相应的对策、措施,归纳起来主要包括;(1)改善大环境减少输入水体的外源性污染物;(2)转移污水排放和稀释扩散;(3)调控较清洁水冲洗;(4)挖泥等水利工程措施;(5)化学措施;(6)生物措施;(7)局部人工生态系统工程等。水体富营养化防治以前乃至目前仍以“Vollenweider方法”,即单纯从控制外源污染、减少外源养分负荷为主.20世纪80年代以来,人们在治理水体富营养化时发现,当显著减少外源养分负荷以后,水质并未得到明显改善,水体中N、P浓度特别是P浓度并未降低,原因在于沉积物已成为水体N、P的重要来源,即所谓“内源负荷”生态恢复成为水环境治理的最佳途径.在有效地控制外源污染的同时,通过调控水生生态系统结构,恢复自然、健康和稳定的水生生态系统功能,增强对外界干扰的缓冲能力,使水生生态系统处于良性和可持续循环当中.因此,系统内部调控尤其是提高水体自身的生物净化作用才是解决水体富营养化的长久之计。(1)污水分流。湖泊富营养化的一个重要原因就是外源污染。工、农业生产的污水直接排放到湖泊是造成湖泊水体营养盐含量增加的主要原因。通过对排放管道的改造，将污水的排放引至别处，是防治湖泊富营养化重要的、有效的措施。(2)换水/稀释。湖泊内营养盐含量过多，通过换水/稀释可以直接将湖泊水体内的营养盐浓度降低，同时可以排除掉大量的营养盐。(3)深层排水。湖泊底层营养物含量高，一般而言，底层水的营养盐浓度高于表层水，当水流转时，底层湖水进入上层，引起表层湖水营养物含量的增加。(4)曝气/混合。采用机械搅拌、压缩空气、水泵、喷射泵等方法进行曝气和促进水的流动，可以防止底泥释放磷，改善氧气状况，加强矿化作用，降低浮游植物光合作用等效果。(5)挖泥。富营养化湖泊中的底部沉积物常是一个营养库，在一定条件下可不断释放磷，这称为内部负荷。当外部负荷减少后，内部负荷可补偿，使富营养化现象继续存在。挖泥可以直接去除底泥中的营养盐含量，减轻内部负荷对湖泊的影响。(6)机械收草藻。利用机械收割装置直接收获水草和藻戋可以直接改善湖泊的表层生态环境，同时，水草和藻类本身就会吸收大量的营养盐，通过对它们的收获也可以从湖泊中去除营养盐。(1)深水曝气技术。营养盐类的大量注入，致使藻类及浮游生物异常繁殖，水体溶解氧急速下降，在水与底泥的交界面甚至出现厌氧现象。在深水进行人工曝气，可以在不改变水体分层的状态下提高溶解氧浓度；其次还可以降低氨氮、铁、锰等离子性物质的浓度,可有效改善厌氧状况。(2)营养物钝化。利用铝盐与无机和颗粒磷产生沉淀，可以减少水体中磷的含量，铁盐(氯盐或铝盐)、硫酸铝铁、泥土颗粒和石灰泥都有类似的功能，钙盐也是相当有效的营养物钝化剂。自然水体有净化(自净)作用.在太阳能的作用下,通过生化过程、生命过程、矿化分解过程、沉降过程将水中悬移质、溶解质转化为生物资源、气体和底泥等物质,使水体得到净化。藻类和水生高等植物的生物过程能够利用太阳能将水溶解物质富集浓缩,转化为生物量,消耗大量太阳能,提高能质。(1)水生植物修复技术。利用适合相应湖体环境的水生植物及其共生的微环境，来去除水体中的污染物质。水生植物在其生长期间可有效吸收与富集水中和底质中的营养盐，起着“营养泵”和“营养库”的作用。合理构建并维持水生植物的生物量，可转移出氮、磷等营养盐，各类漂浮植物、浮叶植物、挺水植物和沉水植物等水生植被的恢复和重建可有效分配水体营养盐，避免单一优势种的过度滋生，保持水体净化能力。(2)水生动物修复技术在湖泊水库生态系统中，水体中的藻类除受营养物质的控制外，作为食物链中的一环，也受到浮游动物和鱼类的控制。可以通过调控食物链的环节来达到改善湖泊水库水质的目的。(3)生物膜技术。利用比表面积较大的天然材料或人工介质为载体，利用其表面形成的粘液状生物膜，对污染水体进行净化。载体上富集的大量微生物能有效拦截、吸附、降解污染物质。(4)生物栅修复技术。将生物膜修复技术与植物或动物修复技术结合可以发挥各自的优势,提高对水体的修复效果。南京大学任洪强等人在2005年申请的“生物栅净化河道沟渠水体的方法”专利技术中使用了在河道内安装组合填料的方法。生物栅是将生物膜技术与水生植物加以结合用以扩大生物附着表面积的一种新颖污染净化技术,在曝气的条件下,微生物生存的基础环境由原来的气、液两相转变成气、液、固三相,这种转变为微生物创造了更丰富的存在形式,形成更为复杂的复合式生态系统。污染水体流经时,悬浮物被填料和根系阻挡截留,有机质通过植物、生物膜的吸附及同化、异化作用而除去。水体富营养化（eutrophication）指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象。其实质是由于营养盐的输入输出失去平衡性，从而导致水生态系统物种分布失衡，单一物种疯长，破坏了系统的物质与能量的流动，使整个水生态系统逐渐走向灭亡。水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河湖、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的现象。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华（淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象）。因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。在地表淡水系统中，磷酸盐通常是植物生长的限制因素，而在海水系统中往往是氨氮和硝酸盐限制植物的生长以及总的生产量。导致富营养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养物质，例如，在正常的淡水系统中磷含量通常是有限的，因此增加磷酸盐会导致植物的过度生长，而在海水系统中磷是不缺的，而氮含量却是有限的，因而含氮污染物加入就会消除这一限制因素，从而出现植物的过度生长。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加，而其他种类的藻类则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中毒致病。在形成“绿色浮渣”后，水下的藻类会因得不到阳光照射而呼吸水内氧气，不能进行光合作用。水内氧气会逐渐减少，水内生物也会因氧气不足而死亡。死去的藻类和生物又会在水内进行氧化作用，这时水体也会变得很臭，水资源也会被污染的不可再用。水体中过量的氮、磷等营养物质主要来自未加处理或处理不完全的工业废水和生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥，其中最大的来源是农田上施用的大量化肥。农田径流挟带的大量氨氮和硝酸盐氮进入水体后，改变了其中原有的氮平衡，促进某些适应新条件的藻类种属迅速增殖，覆盖了大面积水面。例如我国南方水网地区一些湖叉河道中从农田流入的大量的氮促进了水花生、水葫芦、水浮莲、鸭草等浮水植物的大量繁殖，致使有些河段影响航运。在这些水生植物死亡后，细菌将其分解，从而使其所在水体中增加了有机物，导致其进一步耗氧，使大批鱼类死亡。最近，美国的有关研究部门发现，含有尿素、氨氮为主要氮形态的生活污水和人畜粪便，排入水体后会使正常的氮循环变成“短路循环”，即尿素和氨氮的大量排入，破坏了正常的氮、磷比例，并且导致在这一水域生存的浮游植物群落完全改变，原来正常的浮游植物群落是由硅藻、鞭毛虫和腰鞭虫组成的，而这些种群几乎完全被蓝藻、红藻和小的鞭毛虫类(Nannochloris属，Stichococcus属)所取代。水体中的过量磷主要来源于肥料、农业废弃物和城市污水。据有关资料说明，在过去的15年内地表水的磷酸盐含量增加了25倍，在美国进入水体的磷酸盐有60%是来自城市污水。在城市污水中磷酸盐的主要来源是洗涤剂，它除了引起水体富营养化以外，还使许多水体产生大量泡沫。水体中过量的磷一方面来自外来的工业废水和生活污水。另方面还有其内源作用，即水体中的底泥在还原状态下会释放磷酸盐，从而增加磷的含量，特别是在一些因硝酸盐引起的富营养化的湖泊中，由于城市污水的排入使之更加复杂化，会使该系统迅速恶化，即使停止加入磷酸盐，问题也不会解决。这是因为多年来在底部沉积了大量的富含磷酸盐的沉淀物，它由于不溶性的铁盐保护层作用通常是不会参与混合的。当底层水含氧量低而处于还原状态时(通常在夏季分层时出现)，保护层消失，从而使磷酸盐释入水中所致。多数学者认为氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、营养盐类、季节变化、水温、pH值，以及生物本身的相互关系)是极为复杂的。很难预测藻类生长的趋势，也难以定出表示富营养化的指标。一般采用的指标是：水体中氮含量超过2-3ppm，生化需氧量大于10ppm，磷含量大于01-02ppm，pH值7-9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10μg/L。富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这是因为：①污染源的复杂性，导致水质富营养化的氮、磷营养物质，既有天然源，又有人为源；既有外源性，又有内源性。这就给控制污染源带来了困难；②营养物质去除的高难度，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的氮、磷营养物质。通常的二级生化处理方法只能去除30-50%的氮、磷。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。如果减少或者截断外部输入的营养物质，就使水体失去了营养物质富集的可能性。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，应从控制人为污染源着手，应准确调查清楚排入水体营养物质的主要排放源，监测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度，计算出年排放的氮、磷总量，为实施控制外源性营养物质的措施提供可靠的科学依据。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，或者以溶解性盐类形式溶于水中，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）对富营养化河湖水体进行治理修复，是社会经济发展、城市景观、生态环境建设的迫切需要，具有经济和环境双重效益。（2）明显提高富营养化河湖水体的处理效果、大大缩短治理周期、有效降低处理成本。国外许多国家已经认识到，政府对污水采用三级处理，去除点源污水中的氮和磷，加以回收再利用，是最先进、最经济、最有效的防治水体富营养化的积极