水體富營養(yǎng)化

1、水體富營養(yǎng)化的防治對(duì)策富營養(yǎng)化的防治是水污染處理中最為復(fù)雜和困難的問題。這是因?yàn)椋何廴驹吹膹?fù)雜性，導(dǎo) 致水質(zhì)富營養(yǎng)化的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，既有天然源，又有人為源；既有外源性，又有內(nèi)源性。 這就給控制污染源帶來了困難；營養(yǎng)物質(zhì)去除的高難度，至今還沒有任何單一的生物學(xué) 化學(xué)和物理措施能夠徹底去除廢水的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)。通常的二級(jí)生化處理方法只能去除 30-50% 的氮、一、控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)輸入絕大多數(shù)水體富營養(yǎng)化主要是外界輸入的營養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集造成的。如果減少或者截?cái)?外部輸入的營養(yǎng)物質(zhì)，就使水體失去了營養(yǎng)物質(zhì)富集的可能性。為此，首先應(yīng)該著重減少或 者截?cái)嗤獠繝I養(yǎng)物質(zhì)的輸入，控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)，應(yīng)

2、從控制人為污染源著手，應(yīng)準(zhǔn)確調(diào)查 清楚排入水體營養(yǎng)物質(zhì)的主要排放源，監(jiān)測(cè)排入水體的廢水和污水中的氮、磷濃度，計(jì)算出 年排放的氮、磷總量，為實(shí)施控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)的措施提供可靠的科學(xué)依據(jù)。二、減少內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷輸入到湖泊等水體的營養(yǎng)物質(zhì)在時(shí)空分布上是非常復(fù)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(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)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(jìn)入水中。減少內(nèi)源性營養(yǎng)物負(fù)荷，有效 地控制湖泊內(nèi)部磷富集，應(yīng)視不同情況，采用不同的方法。主要的方法有：1、工程性措施：包括挖掘底泥沉積物、進(jìn)行水體深層曝氣、注水沖稀以及在底泥表面

3、敷設(shè) 塑料等。挖掘底泥，可減少以至消除潛在性內(nèi)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(bǔ)充氧，使水與底泥界面之間不出現(xiàn)厭氧層，經(jīng)常保持有氧狀態(tài)，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(yǎng)物質(zhì)濃度的作用。2、化學(xué)方法：這是一類包括凝聚沉降和用化學(xué)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(jià)值的是價(jià)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。還有一種方法是用殺藻劑殺死藻類。這種方法適合 于水華嚴(yán)重的水體。殺藻劑將藻殺死后，水藻腐爛分解仍舊會(huì)釋放出磷，因此，應(yīng)該將被殺 死

4、的藻類及時(shí)撈出，或者再投加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥品，將藻類腐爛分解釋放出的磷酸鹽沉降。3、微生物投加方法：投加適當(dāng)?shù)倪m量的微生物（各類菌種），加速水中污染物的分解，起 到水質(zhì)凈化的作用。微生物的繁殖速度驚人，呈幾何級(jí)增長，微生物在繁殖的過程中分解水 體中的有機(jī)物，吸收分解后的營養(yǎng)物質(zhì)作為自身的個(gè)體的營養(yǎng)來源，其生長受環(huán)境的影響很 大，例如PH值、溫度、氣壓、水體中的溶解氧等等。用微生物處理水質(zhì)，必須定期進(jìn)行微生物的篩選培育、保存、復(fù)壯等等一系列專業(yè)處理過程， 來保證微生物菌體的健壯。自然系統(tǒng)中水與動(dòng)物、植物、微生物共生共存，水為生物群落提 供生命之源，反過來，生物群落又凈化了水，形成了水體自然凈化的機(jī)制

5、。在人類出現(xiàn)以前， 大自然就是依此規(guī)律運(yùn)行，使得江河湖泊保持著潔凈。一個(gè)基本的規(guī)律是，在一個(gè)健全的生 態(tài)系統(tǒng)中，水質(zhì)潔凈是必然的結(jié)果。天然水體的且凈能力主要是靠水體中的各種生物（尤其是微生物）作用的結(jié)果。水體出現(xiàn)污 染，是因?yàn)閷?dǎo)入其中的“物質(zhì)負(fù)荷”超過了生物“消化自凈”的速度。在一個(gè)封閉的水生生態(tài)系 統(tǒng)中，當(dāng)外界物質(zhì)進(jìn)入的速度超過生物圈自身食物鏈循環(huán)的速度時(shí)，會(huì)造成食物鏈中某些環(huán) 節(jié)種群的失衡，此時(shí)若不采取措施調(diào)整種群數(shù)量或結(jié)構(gòu)（如把種群部分地從水體中取出，或 人為地投入其他種群來抑制該種群的增長），就會(huì)使水體生態(tài)平衡遭到破壞，水質(zhì)惡化。利用現(xiàn)有的微生物，進(jìn)行馴化，培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)?shù)厍闆r的微生物，

6、接著進(jìn)一步對(duì)培養(yǎng)出來的微 生物進(jìn)行篩選，篩選出生理活性強(qiáng)的菌種，然后大量繁殖，投放水體。為了保證篩選出的微 生物能保持良好的活性，一直處在高效的工作狀態(tài)，在日常的工作中，必須定期對(duì)微生物進(jìn) 行篩選、保存、復(fù)壯，將變異帶來的對(duì)微生物的影響降至最低，保持微生物物種的穩(wěn)定性， 這也是生態(tài)水處理中水質(zhì)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。提高水體的環(huán)境容量，增強(qiáng)水體的自凈能力微生物特別是氮循環(huán)細(xì)菌在水體自凈能力中具有不可忽視的作用。有機(jī)物的礦化分解，氮素 的氣化；磷鹽的沉降和固定在湖底等都與聚磷細(xì)菌的作用分不開。自然界的水生植物附近共 生有多種遠(yuǎn)比自由水體中豐富的細(xì)菌群落。研制人工載體和優(yōu)選高效細(xì)菌種群極為重要。利用優(yōu)

7、化的人工載體培養(yǎng)優(yōu)化的氮循環(huán)細(xì)菌， 釋放到自然水體，以自然生物為一級(jí)載體，其它人工載體和底泥為二級(jí)載體，水中懸浮物為 三級(jí)載體，將原來荒漠化水域中以水土界面為主的好氧-厭氧，硝化-反硝化條件擴(kuò)大到水面 和水體并加強(qiáng)細(xì)菌濃度，從而增加系統(tǒng)凈化能力。4、生物性措施：種養(yǎng)水生植物：挺水植物、浮葉植物、大型飄浮植物、著生藻類、浮游藻類、沉水植物利用水生生物吸收利用氮、磷元素進(jìn)行代謝活動(dòng)以去除水體中氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的方法。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(jù)不同的氣候條件和污染物的性質(zhì)進(jìn)行適宜的選栽。水生植物凈化水體的特點(diǎn)是以大型 水生植物為主體，

8、植物和根區(qū)微生物共生，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，凈化污水。經(jīng)過植物直接吸收、 微生物轉(zhuǎn)化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和懸浮顆粒，同時(shí)對(duì)重金屬分子也有降解效果。 水生植物一般生長快，收割后經(jīng)處理可作為燃料、飼料，或經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣。這是目前國內(nèi) 外治理湖泊水體富營養(yǎng)化的重要措施。投放水生動(dòng)物：螺、蚌等底棲動(dòng)物可過濾懸浮物質(zhì)，攝食生物碎屑，其分泌物有絮凝作 用，螺有刮食著生藻類功能，蝦和若干種類魚類可攝食藻類、碎屑、浮游動(dòng)物等。這些動(dòng)物， 作為健康水生態(tài)系統(tǒng)的補(bǔ)充組成，也有重要作用。根據(jù)水體的特定環(huán)境，投放相適應(yīng)的水 生動(dòng)物，如魚類、底棲動(dòng)物。建立人工生態(tài)體系：人工生態(tài)系統(tǒng)利用種植水生植物、養(yǎng)魚、養(yǎng)鴨、養(yǎng)鵝等

9、形成多條食 物鏈。其中不僅有分解者生物、生產(chǎn)者生物、還有消費(fèi)者生物，三者分工協(xié)作，對(duì)污水中的 污染物進(jìn)行更有效的處理與利用，并由此可形成許多條食物鏈，構(gòu)成縱橫交錯(cuò)的食物網(wǎng)生態(tài) 系統(tǒng)。如果在各營養(yǎng)級(jí)之間保持適宜的數(shù)量比和能量比，就可建立良好的生態(tài)平衡系統(tǒng)。當(dāng) 一定量的污水進(jìn)入這種生態(tài)塘中，其中的有機(jī)污染物不僅被細(xì)菌和真菌降解凈化，而其降解 的最終產(chǎn)物，一些無機(jī)化合物作為碳源、氮源和磷源，以太陽能為初始能源，參與食物網(wǎng)中 的新陳代謝過程，并從低營養(yǎng)級(jí)到高營養(yǎng)級(jí)逐級(jí)遷移轉(zhuǎn)化，最后轉(zhuǎn)變成水生作物、魚、蝦、 蚌、鵝、鴨等產(chǎn)物,人們不僅可以不斷的取走這些增殖的產(chǎn)品，而且通過人們的不斷的取走 和加入的措施來

10、保持水體的綜合生態(tài)平衡，達(dá)到防治水體的富營養(yǎng)化的目的。水葫蘆的作用水葫蘆對(duì)富營養(yǎng)的作用治污：作用水葫蘆能治污水：水葫蘆的吸污能力在所有的水草中，被認(rèn)為是最強(qiáng)的。在適宜 條件下，一公頃水葫蘆能將800人排放的氮、磷元素當(dāng)天吸收掉，水葫蘆還能從污水中除 去鎘、鉛、汞、鉈、銀、鉆、鍶等重金屬元素。對(duì)As敏感，當(dāng)水中含As （砷）0.06ppm， 經(jīng)2小時(shí)葉片即出現(xiàn)傷害癥狀，可用來監(jiān)測(cè)水中是否有As （砷）存在；鳳眼蓮還可用來凈 化水體中的Zn （鋅）、As （砷）、Hg （汞）、Cd （鎘）、Pb （鉛）等有毒物質(zhì)。它的自 然含Zn （鋅）量較高，達(dá)115ppm左右。利用含10ppmZnSO4廢水栽

11、培，38天后體內(nèi)含 Zn （鋅）量高達(dá)280ppm。在水污染變得越來越嚴(yán)重的20紀(jì)80-90年代，污水中依然長勢(shì)良好的水葫蘆引發(fā)的 是人們的驚喜，人們?cè)谫潎@之余，給出了它的最后一個(gè)被推廣的理由：凈化水質(zhì) 水葫蘆的生態(tài)修復(fù)作用水葫蘆的生態(tài)修復(fù)作用有機(jī)污染物譚常等指出，自然條件下鳳眼蓮能凈化含酚污水是其本身具有降解酚的能力，而根際微 生物的存在更促進(jìn)了整個(gè)體系的除酚作用。在自然水體中，由于鳳眼蓮的存在，其根際的異 養(yǎng)細(xì)菌的數(shù)量和種類均大量增加，從而可以提高降解水體中有機(jī)物的能力2。鳳眼蓮龐大 的根系是凈化污染物的關(guān)鍵場(chǎng)所，其根部細(xì)胞壁屬生物半透膜，分子量較大、非離子化合物 和膠體無法透過而進(jìn)入植物

12、體內(nèi)，如萘不能被鳳眼蓮根部直接吸收在體內(nèi)富集而是被吸附在 根部，這樣吸附在根部的萘可以通過根系多種微生物的協(xié)同作用得到降解，因此，根際微生 物在凈化過程中起著非常重要的作用。進(jìn)一步研究表明，新鮮鳳眼蓮根系對(duì)苯和萘不僅具有 吸附作用，而且還具有吸收或根際微生物降解等作用，因此，鳳眼蓮凈化萘污水的過程基本 上分為兩步：首先是鳳眼蓮發(fā)達(dá)的根系在污水中吸附污染物，然后是鳳眼蓮自身對(duì)污染物的 吸收降解及根部微生物系統(tǒng)的凈化作用。在造紙廢水二級(jí)生化處理工藝之后增設(shè)的鳳眼蓮氧 化塘中，發(fā)達(dá)的鳳眼蓮水下根系能夠有效吸附水中的COD和SS，然后借助根系微生物進(jìn) 行降解，可以達(dá)到令人滿意的效果。無機(jī)污染物鳳眼蓮在生長過程中需要大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，因此可以吸收利用水中無機(jī)氮、磷 等元素作為其生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)物質(zhì)。此外，鳳眼蓮發(fā)達(dá)的根系須根）與水體接觸面積 大，形成了一道密集的過濾層，這樣使得其根系能夠吸附大量重金屬；同時(shí)其根際還附著不 少微生物，進(jìn)一步加強(qiáng)了積累作用。若水體中重金屬含量過高，將迫使其被動(dòng)吸收，將重金 屬積累在新陳代謝緩慢并對(duì)其生長不構(gòu)成嚴(yán)重威脅的根部。研究表明，重金屬Cd在鳳眼蓮 根部積累后可誘導(dǎo)產(chǎn)生植物重金屬螯合肽（Phytochelatin，簡稱PC）或稱金屬硫肽