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我國湖泊富營養(yǎng)化研究論文
論文關(guān)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(dāng)前我國湖泊面臨的主要污染問題，在對湖泊富營養(yǎng)化進(jìn)行了諸多治理取得成效的同時(shí)，還存在著許多的問題，本文就當(dāng)前湖泊富營養(yǎng)化治理的現(xiàn)狀和所存在問題進(jìn)行了思考，指出今后在湖泊富營養(yǎng)化治理中的進(jìn)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(zhì)(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(dāng)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(dǎo)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(dǎo)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(jī)物，導(dǎo)致水質(zhì)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(qiáng)的毒理作用，危及整個(gè)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(zhì)是氮和磷，所以用氮和磷作為富營養(yǎng)化的指標(biāo)是有效的。實(shí)驗(yàn)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(guān)系。其結(jié)果是引起水質(zhì)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(jì)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(dāng)務(wù)之急。
二、富營養(yǎng)化治理的進(jìn)展
1.物理方法
(1)污水分流。湖泊富營養(yǎng)化的一個(gè)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(shí)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(dāng)水流轉(zhuǎn)時(shí)，底層湖水進(jìn)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(jī)械攪拌、壓縮空氣、水泵、噴射泵等方法進(jìn)行曝氣和促進(jìn)水的流動，可以防止底泥釋放磷，改善氧氣狀況，加強(qiáng)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(gè)營養(yǎng)庫，在一定條件下可不斷釋放磷，這稱為內(nèi)部負(fù)荷。當(dāng)外部負(fù)荷減少后，內(nèi)部負(fù)荷可補(bǔ)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(fù)荷對湖泊的影響。
(6)機(jī)械收草藻。利用機(jī)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(shí)，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(xué)方法
(1)深水曝氣技術(shù)。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(jìn)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(zhì)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(jī)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(dāng)有效的營養(yǎng)物鈍化劑。
3．生物方法
(1)水生植物修復(fù)技術(shù)。利用適合相應(yīng)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(zhì)。水生植物在其生長期間可有效吸收與富集水中和底質(zhì)中的營養(yǎng)鹽，起著“營養(yǎng)泵”和“營養(yǎng)庫”的作用。合理構(gòu)建并維持水生植物的生物量，可轉(zhuǎn)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(fù)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(fù)技術(shù)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(zhì)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(diào)控食物鏈的環(huán)節(jié)來達(dá)到改善湖泊水庫水質(zhì)的目的。
(3)生物膜技術(shù)。利用比表面積較大的天然材料或人工介質(zhì)為載體，利用其表面形成的粘液狀生物膜，對污染水體進(jìn)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(zhì)。
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(gè)國家和地區(qū)采用不同的物理、化學(xué)、生物方法對其進(jìn)行預(yù)防、控制和修復(fù)，并且取得一定的成效�，F(xiàn)在主要的物理處理方法有底泥疏浚、引水沖洗等；化學(xué)方法有投加混凝劑和除藻劑等。這些物理、化學(xué)方法對湖泊的治理有一定的作用，但是對污染嚴(yán)重的湖泊進(jìn)行底泥疏浚，易導(dǎo)致底層的沉積物發(fā)生懸浮和擴(kuò)散，促進(jìn)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(fēng)險(xiǎn)；投加化學(xué)藥劑，雖然在一定程度上可以使水體透明，水質(zhì)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(xué)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(shí)踐證明，目前生物調(diào)控和生物修復(fù)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(rèn)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(xué)者對湖泊富營養(yǎng)化進(jìn)行著不斷深入的研究，但是結(jié)果卻不盡如人意。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，環(huán)境問題的日益凸現(xiàn)，從當(dāng)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(shè)施的陳舊，以及我國經(jīng)濟(jì)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(jì)條件和技術(shù)措施，重點(diǎn)應(yīng)放在控制污染源上：控制排磷、排氮的點(diǎn)源污染、非點(diǎn)源污染以及內(nèi)源污染；制定污水的排放標(biāo)準(zhǔn)，并且加強(qiáng)監(jiān)督和管理力度。限制湖區(qū)的人類活動，嚴(yán)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(yīng)加強(qiáng)對環(huán)境保護(hù)的宣傳，提高全民的環(huán)保意識；加強(qiáng)法制建設(shè)，完善湖泊的環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)。對經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)的地區(qū)，我們還應(yīng)積極借鑒國外湖泊治理的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和湖泊的富營養(yǎng)化狀況制定切實(shí)可行的方案。在湖泊生態(tài)修復(fù)問題上，要認(rèn)清治理工作的長期性和復(fù)雜性，樹立解決水環(huán)境問題的長遠(yuǎn)觀點(diǎn)。所以湖泊富營養(yǎng)化的生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)成為基礎(chǔ)研究領(lǐng)域首先解決的重大科學(xué)問題之一，也是今后一段時(shí)間湖泊富營養(yǎng)化治理的主要研究之一。
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