水体富营养化及其防治措施

水体富营养化及其防治措施 应化0902班田亚丽 案例:2007年,浙江全省海域共发生赤潮40次,发生面积累计近8500平方千米。其中有毒赤潮生物引发赤潮3次,累计面积约315平方千米。浙江省海洋与渔业局日前发布的2007年度浙江省海洋环境公报指出,2007年,舟山海域和渔山列岛—韭山列岛海域是赤潮高发区。上述两个海域发生赤潮的次数和面积分别占全省的65%和79%。 1、前言 近些年来,环境问题日益严重。酸雨危害加剧,南极臭氧层空洞越来越大,患皮肤癌及其他皮肤病的人数越来越多,全球变暖趋势不改甚至加快,导致很多低于海平面的国家面临被淹没的威胁,会使全球降水量重新分配,冰川和冻土消融,海平面上升等。资源、能源短缺当前,世界上资源和能源短缺问题已经在大多数国家甚至全球范围内出现。森林面积锐减,土地沙漠化,更是早就出现但是一直没有得到解决的问题。我只取一方面加以讨论,就是我们地球上面积最大的海洋,最为严重的水体富营养化的问题,并提出几点防治措施,希望能为环境保护尽一些绵薄之力。 2、水体富营养化的定义及产生 水体富营养化是指在人类活动的影响下,氮、磷等营养物质大量进入湖泊、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。这种现象在河流湖泊中出现称为水华,在海洋中出现称为赤潮。 国际经济合作与开发组织对水体富营养化开展了一系列的研究工作,最后确定氮、磷等营养物质的输入和富集是水体发生富营养化的最主要原因,大约80%的湖泊富营养化是受磷元素的制约,大约10%的湖泊与氮元素有关, 余下10%的湖泊与其他因素有关。 水体富营养化主要是由于工业废水、生活污水、化肥农药的使用和其他一些污染物中富含氮和磷的污染物进入湖泊海洋中,造成藻类疯狂生长。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,蓝藻是一种细菌,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,从而使水质恶化,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,在水体与大气之间形成一层“屏障”致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解,造成水体黑臭,水生物死亡。破坏原有的生态系统结构与功能;藻毒素会引起海洋生物病变,由于食物链的富集作用,人类误食受赤潮污染的鱼、虾、贝类等,就会中毒。 3、解决措施 解决环境问题从来不能先污染后治理,所以我们先采取的措施就主要在于防止再次发生赤潮,减少灾害发生几率,在此基础上治理赤潮造成的危害。 第一,控制外源性营养物质输入。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。从长远观点来看,要想从根本上控制湖泊水体富营养化,首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入。如,杜绝工业废水和生活污水向大海中排放,建立相应的污水处理厂,从最大可能途径截断水体过多营养来源。 第二,去除营养物。在有些地区,建立污水处理厂负担不起,那么就利用一些技术去除大部分的氮、磷物质。通过二级生化处理过程用微生物去除,利用生物法进行脱氮除磷是一种比较适用的方法。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 2~5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。利用物理化学方法去除污水中的氮、磷营养物质。 第三,减少内源性营养物质负荷。包括生物性措施,工程性措施,化学方法等,例如生态放养、挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀及利用化学制剂杀藻等。但需注意地点和深度。因为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,使更多的磷和氮从底泥中释放出来, 使水质进一步恶化。所以, 事先查清底泥营养物质在纵向剖面的形态分强管理, 加大执法力度, 建立起一套行之有效的管理体系。这个措施主要是起到治理作用,使已经造成的赤潮等尽早结束。 第四,控制化肥农药的使用。现代农业大量使用化肥提高土地收益率,但仅 30%~ 50%能被植物吸收利用, 被土壤截留下来的有机物、氮、磷等常因暴雨或刮风进入水体造成外源性富营养化污染。 第五,建立植物净化系统.凤眼莲、灯心草、知风草、鸭拓草、水翁、空心 菜等都是对氮、磷高吸收的植物, 在富营养化的水体中种植这些植物, 均会不同程度的收到对水的净化效果。在植物选种上应使净化系统具有合理的物种多样性, 从而更容易保持长期的稳定性并减少病虫害。同时, 为美化环境、降低投资,采 用本地种植也是首选之策。这些植物生长过程中吸收了大量的氮、磷等营养物质, 然后将其收割而被运移出水生生态系统以后, 大量的营养物质也随之从水体中 输出。目前, 利用植物净化污水已成为环保领域的一个重要研究课题, 相信会有越来越多的植物被投入植物净化水的绿色环保工程。 4、措施产生的效果 根据以上措施,即使不能在短期内出现显著成效,也肯定能够遏制水体富营养化加剧的问题,按此继续治理下去,我们沿海方面一定能够避免赤潮的发生,而且渔业和其他水产养殖业也应该避免在水中投放过多营养物质,全球的环境是一个整体,牵一发而动全身,不能将水域单独分开,也不能将水域和其他生物环境区别开来。许多地区因地制宜,采取多种措施,在治理海水富营养化的问题上取得了卓越的效果。 1、潍坊的河流养殖模式 通过水面投放鲢鱼、鳙鱼、草鱼等大规格滤食性鱼类鱼种,有效抑制水华的产生,解决河道富营养化问题。通过在潍坊市的潍河、白浪河、虞河、张面河四河中投放鱼苗后,这些河道水质变清澈,透明度大大提高,实现了“以鱼养水”的目的,河道生态也得到了较大改善。 2、西昌的万亩鱼塘建邛海湿地 邛海湿地公园所在地原是海滨村等3个村的上万亩鱼塘,群众肥水养鱼、饲料养鱼以及生活污水排放,造成鱼塘富营养化,直接危害邛海水质。从2009年起,万亩鱼塘建设为邛海生态湿地,让鱼类、鸟类和水草自然生长,改善了水体富营养化。目前用弃土建成的81个小岛上,草类、藤蔓、水生植物、乔木和灌木等植物群落已成为白鹭等40种水鸟的天堂。 3、云南省生态农业研究所通过多年的艰苦探素,根据物种进化一物降一物的道理,培育出能强势抑制住蓝藻疯长的新品种“紫根水葫芦”,该品种的最大优势是抑制叶片生长,根系发达长达70公分左右,可长达九个月的时间根系不腐烂 不发臭,可为水面输送大量氧气并吸附大量蓝藻,成为治理水体富营养化的理想水生植物。 我们相信,随着社会的发展,人们对水体富营养化问题的深入认识和关注,以及科技的进步,水体富营养化问题终将得到解决。而我们应该从身边做起,从自己做起,从小事做起。为我们赖以生存的环境增加一份舒适与安全,现在反复无常的气候给我们敲响了警钟,我们所以为的将在很久之后才出现的环境问题已经开始了,解决环境问题迫在眉睫。