我国湖泊富营养化的现状及研究Word下载.docx
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for
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negative
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on
the
use
water
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China.
Eutrophication
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close
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production
and
life,
accumulation
garbage,
factor
y’s
effluent
discharge
farmland
irrigation
so
on,
which
have
exacerbated
extent
eutrophication.
In
order
to
restore
lake’s
proper
function,
we
take
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comprehensive
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lake.
Inthispaper,
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start
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causesandhazardsoflakeeutrophicationinChina,andthroughthetypicalcasesathomeandabroad,andanalyzesthelevelsofseverallargelakespollutionandcomesupwithcorrespondingcontrolmeasuresforthesereasons,
proposed
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ofcontrollingsourcesofpollution,restoringandmanagingecology.
We
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revert
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restoration
第1章综述
随着社会经济的增长和人口的增加，人类生活和生产活动加快了湖泊的富营养化进程，水生态系统遭到了不同程度的破坏，藻类大量繁殖，水体透明度下降，沉水植物消亡，污染严重的湖泊还会出现水体发黑或出现水华，气温升高时有腥臭味，削弱了城市湖泊特有的景观娱乐功能既影响了水体的生态环境，又危害到了人类的健康。
1.1湖泊富营养化的简单介绍
湖泊的富营养化（eutrophication）这一现象在我国很多的水域都有，而引起这一现象的因素很多，但主要来说还是人类导致的，总体来说引起我国湖泊富营养化的因素大致有点源污染，非点源污染，还有一少部分是湖泊的内源污染造成的。
常见的点源污染大致有工业污水，我们平时的生活污废水，还有一些固体废弃物，他们的特点就是比较集中，而且污染量可以量化考核，集中处理；
常见的非点源污染有地表径流、大气降水以及水面娱乐污染等等，他们的特点具有分散性、隐蔽性、随机性、潜伏性、累积性和模糊性等特点，因此不易监测、难以量化，研究和防控的难度较大。
点源和非点源污染占了湖泊富营养化这一污染的绝对比例，还有一部分是属于湖泊的内源污染，是由于湖泊底部淤泥常年的物理、化学、生物作用引起的，这也会对湖泊的富营养化造成一定的影响。
1.2湖泊富营养化的危害
水体富营养化的危害是多方面的，一旦出现水华或赤潮，水质就已经下降，水生生态系统也会遭到严重破坏，随之而来的是造成重大经济损失，甚至会对与该水域有联系的人群产生健康危害。
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（DO）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。
（1）对生态系统的危害
水体是一种生物与环境、生物与生物之间相互依存和相互制约的复杂生态系统。
系统中的物质循环、能量流动，是处于相对稳定和动态平衡状态的。
当富营养化发生时，这种平衡遭到干扰和破坏。
由于藻类的过量繁殖，水面被藻类遮盖着，阳光难以进入，严重抑制了深层水体的光合作用，降低了水中的溶解氧；
而死亡藻类不断沉到底部，加快了底部氧的消耗，使表面以下的水体处于厌氧状态。
这样就导致一些海洋生物不能正常生长、发育、繁殖，一部分生物逃避甚至死亡，破坏了原有的生态平衡。
（2）对经济的危害
水体富营养化危害水产养殖和捕捞业。
有些藻类的分泌液或死亡分解后产生粘液，可以附着在鱼虾贝类的鳃上，使它们窒息死亡；
鱼虾贝类吃了含有毒素的藻类后，直接或间接积累发生中毒死亡；
藻类死亡后，其分解过程消耗水体中的溶解氧，鱼虾贝类由于缺少氧气而窒息死亡。
水体富营养化还影响旅游业的发展。
洁净且宽阔的水域，一直是人们旅游所向往和青睐的地方，但出现水华和赤潮的区域，水面漂浮着一层藻类生物及大量死去的水生动物，臭气冲天，引起景观变化破坏了旅游区的秀丽风光，使原本的地产价值和旅游消费受到严重损失。
水体富营养化增加了给水处理的成本，富营养化水体中不仅含有大量的藻类，细菌的数量也较原水增多。
它使水的气味加重，视觉和触觉质量降低，毒素增多，增加了工业和生活用水的处理成本；
同时，由于大量的富营养化生物沉积水底，水的深度、面积和蓄水量也会遭受损失。
（3）对人体健康的危害
富营养化水体的水质下降，仅这一点就对人体健康产生很大的威胁。
水质下降有时只表现为气味和口味的变化，有时可能却含有致病毒素。
例如：
在富营养化水体中容易生长的铜绿微藻，含有一种肝毒素，可以在鱼体内富集，人食用鱼后该毒素可转移至人体内，危害人体健康。
赤潮水体使人不舒服，渔民称之为“辣椒水”，与皮肤接触后，可使皮肤出现瘙痒、刺痛、出红疹等现象；
如果溅入眼睛，疼痛难忍；
有赤潮毒素的雾气能引起呼吸道发炎。
在自然条件下，湖泊是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。
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。
这种现象在水域中则叫做赤潮或红潮，湖泊的富营养化污染也就造成了。
1.3湖泊富营养化的来源
造成湖泊富营养化的污染源很多，大致可分为点污染源和非点污染源两大类型
，每一大类又分成若干子类。
图1：
湖泊污染源的分类
1.3.1点源污染
点源污染主要是指一些排放量较为集中、位置固定的人为污染源或者说通过排放口或管道排放污染物的污染源。
它的量可以直接测量或者量化,同时也可以集中处理。
把点污染源以外的污染源统称非点污染源。
它没有固定的发生源，污染物的运动时间和空间都有不确定性和不连续性，污染物的性质和污染负荷受气候、地形、地貌土壤、植被以及人为活动等因素的综合影响，治理起来较为困难。
右图2是人类污的后果。
1.3.2非点源污染
非点源污染是指在工农业生产与人们的生活中，土壤泥沙颗粒、氮磷等营养物质、农药等有害物质、秸秆农膜等固体废弃物、畜禽养殖粪便污水、水产养殖饵料药物、农村生活污水垃圾、各种大气颗粒物等，通过地表径流、土壤侵蚀、农田排水、地表径流、地下淋溶、大气沉降等形式进入水、土壤或大气环境所造成的污染。
与点源污染不同，非点源污染具有分散性、隐蔽性、随机性、潜伏性、累积性和模糊性等特点，因此不易监测、难以量化，研究和防控的难度较大。
近年来，随着人们对环境问题的关注，一类十分普遍而又不为人们所熟悉的环境污染问题逐渐得到各国政府环境保护部门的高度重视，这就是非点源污染，国内有的文献或媒体中又称之为面源污染，通常在比较正式的、学术性较强的文献中多称“非点源污染”，它是从英文“Non-pointSourcePollution”（简称NSP污染）转译过来的，故使用“非点源污染”更为确切。
非点源污染有广义和狭义的两种理解，广义指各种没有固定排污口的环境污染，狭义通常限定于水环境的非点源污染。
常见的几种非点源污染。
（1）地表径流
大气降水落到地面后，一部分蒸发变成水蒸汽返回大气，一部分下渗到土壤成为地下水，其余的水沿着斜坡形成漫流，通过冲沟，溪涧，注入河流，汇入海洋．这种水流称为地表径流．
城镇、林区、矿区、农牧区，这些地方的底边径流流入江河湖泊都是对水质有影响的，因为这些地方出来的水中都会含有一定量的金属物质，而城镇的地表径流里面还会有许多的油污，矿区的重金属物质也会有许多，这些东西都会加重湖泊的净化压力，当这些物质达到一定的浓度的时候，湖泊完全不能控制它的时候，就造成了湖泊污染，比如鱼虾的死亡，藻类植物的大量繁殖。
（2）大气降水
大气降水即为空气中雨、雪、冰雹这些物质的总称，它之所以会成为湖泊的杀手是因为近几年来空气污染严重，造成了酸雨。
这种物质通过大气降水的方式，流入到湖泊当中，使很多鱼类、虾类死亡。
这些动物的尸体在水中腐烂，发出恶臭，是湖泊水质变得极差，而腐烂的尸体中含有很多营养物质，又使水中的植物大量繁殖，形成了这样一种恶性循环。
（3）水面娱乐污染
水面娱乐是这几年里新进的一个词汇，随着现在大家生活质量的提高，人们对于闲暇生活的时间安排更是花样百出，水上娱乐应运而生，死海、漂流、游泳池，以及夏天各种水上活动，这些人类污水将会大量排入河流湖泊当中，这些污水当中含有人们说的消毒水，少量的还好，但是大量的流入使湖泊根本没有办法消化，污染就造成了。
1.3.3湖泊内源污染
内源污染主要指进入湖泊中的营养物质通过各种物理、化学和生物作用，逐渐沉降至湖泊底质表层。
积累在底泥表层的氮、磷营养物质，一方面可被微生物直接摄入，进入食物链，参与水生生态系统的循环；
另一方面，可在一定的物理化学及环境条件下，从底泥中释放出来而重新进入水中，从而形成湖内污染负荷。
第2章我国湖泊富营养化的形成及现状
2.1我国湖泊富营养化的形成
富营养化（eutraphication）一词最早来源于拉丁语，基本含义是营养盐过剩，湖泊等水体由于接纳过多的氮、磷等营养性物质，使生产力水平异常提高。
水中的氮和磷的化合物是水生植物生长所必需的营养成分。
在适宜的光照、温度、pH和具备充分营养物质的条件下，天然水中藻类进行光合作用，合成本身的原生质。
其基本反应式为：
10CO2+16NO
+HPO
+122HO2+18H
+能量+微量元素
C106H263O110N16P+138O2（藻类原生质）
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，而其他藻类的种类则逐渐减少。
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。
因此，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。
近年来，人为富营养化（artificialeutrophication），即由社会的城市化、植物营养物的工农业利用及其废弃物的排放等所引起的富营养化及其影响，日益引起人们的关注。
我国某专家把我国的湖泊富营养化分为天然富营养化和认为富营养化。
在自然天条件下，湖泊的富营养化要经过几千年或者更长时间才能完成，而人类活动可以使湖泊在较短时间内完成富营养化的过程。
湖泊富营养化主要是由于人类的活动造成的。
生活污水、工业废水、农业面源污水等都成为湖泊的污染源，其形成过程也是错综复杂的。
2.1.1工业污水
工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。
随着工业的迅速发展,废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重。
威胁人类的健康和安全。
因此,对于保护环境来说，工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。
工业废水包括生产废水和生产污水，是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。
产生工业废水（污水）的途径多种多样，归纳起来主要是以下几个方面。
（1）反应不完全
工艺反应不完全产生的废料工业生产过程中，一般的反应转化率只能达到70%～80%，未反应完的原料一部分可以回收再利用，但最终有一部分因回收不完全或不可回收而再不同环节转入废水、废气或废渣中。
（2）伴有副反应
副反应所产生的废料工业生产再进行工艺主反应的同时，往往还伴随着一些副反应。
副反应的产物数量一般较少，有些可以回收，但有些成分复杂，回收困难或回收费用很大，因此，只能将其作为废料排弃。
（3）物料泄漏
工业物料的跑冒滴漏共用物料再储存、运输以及生产过程中的“跑”、“冒”、“滴”、“漏”现象，不仅会造成经济损失，而且也可能造成严重的污染。
（4）冷却水
冷却水许多生产工艺中都需要大量的冷却用水，如炼钢、炼油等。
冷却的方式一般有直接冷却和间接两种。
直接冷却是使冷却水直接与冷却的物料接触，很容易成为工业废水；
间接冷却的冷却水虽然不与物料直接接触，但因为其中往往需要加入防腐剂、杀藻剂等化学物质，故也受到一定的污染。
但间接冷却水相比其他工业废水较为清洁，可通过一定的处理后循环使用。
各种工业生产过程排放的废物含有不同的污染物，如煤燃烧排出的烟气中含有一氧化碳、二氧化硫、苯并（a）芘和粉尘等；
化工生产废气中含有硫化氢、氮氧化物、氟化氢、甲醛、氨等；
电镀工业废水中含有重金属（铬、镉、镍、铜等）离子、酸碱、氰化物等；
火力发电厂排出烟气和废热等。
此外，由于化学工业的迅速发展，越来越多的人工合成物质进入环境；
地下矿藏的大量开采，把原来埋在地下的物质带到地上，从而破坏了地球物质循环的平衡。
重金属和各种难降解的有机物，在人类生活环境中循环、富集，对人体健康构成长期威胁。
2.1.2生活污水
我国农村人口众多，农村污水排放量在污水总排放量中的比例越来越大。
对太湖、巢湖、滇池三大湖泊富营养化成因分析表明，造成水体富营养化的污染源主要来自生活污水和农田的氮、磷流失，二者对总氮、总磷的贡献率84%~90%。
生活污水所含有机物浓度相对偏高，氮、磷含量特别是磷含量较高，已成为农村水环境污染及湖泊富营养化的重要原因之一。
目前，我国广大农村地区大都无污水处理系统和污水管网，公共设施落后，大量生活废水未经处理就排入各种水体，生活污水随意排放，严重制约着新农村建设的进程。
生活污水主要来源于以下3个方面：
（1）生活洗涤污水
洗涤污水一般就是指经洗涤剂漂洗过的水，洗涤剂一般含有磷，用洗涤剂后的污水富含磷及其他有机物，一旦排入水体会加重水体自净负担，当排入量超过水体自身的净化能力时，就会破坏水生生态系统，磷元素非常容易诱发赤潮（海域）和水华（江河湖泊）、造成水体富营养化，藻类大量繁殖，例如太湖水华时水面似油漆一般的绿色，水体严重缺氧，使鱼虾等生物死亡，水体发臭，水域功能丧失，危害生态系统安全和人类健康。
当然，如果排入量很小，那影响就小了。
（2）厨房污水；
厨房污水一般含有较多的油污，这就使排出去的水具有较高的营养含量，而且这种水因为含有较多油脂，凝固点较低，很容易凝结在一起，很难冲刷，造成这种水的堆积，最后发出恶臭，进入江河湖泊后，使鱼虾死亡，植物滋生，污染环境。
（3）冲厕污水；
这种污水里面含有粪便、尿液，同时也会有一定量的厨房污水，他们比市面上的肥料还要富足，流入到江河湖泊中，给水中的植物提供了大量的营养物质，使其繁殖生长的速度加快，打破了的原有的水域平衡，从而产生湖泊的富营养化。
部分条件较好的农村对农村生活污水的处理方法主要有：
参照城市污水处理建立污水处理设施进行农村污水处理；
通过化粪池进行污水处理；
通过建立不同配置的人工湿地系统进行农村污水处理，各有优缺点。
2.1.3农业废水
由于水资源严重短缺，农民不得不引用污水进行灌溉，加之灌溉排水方法不当，使一些灌区的土壤、农作物以至于地下水被严重污染，对这些灌区的饮水及食物安全构成严重威胁。
因此，对农田灌溉系统中的立体污染成因及有害物的运移规律进行分析研究，提出防治灌溉污染的对策与措施，对于减轻农田环境污染，修复农田生态，保障我国农产品供给和人民身体健康具有非常重要的意义。
农田灌溉系统中的污染主要表现为以下几个方面：
一是灌溉水水质对土壤作物系统污染；
二是不合理灌溉造成深层渗漏、淋溶对地下水源污染；
三是灌溉退水与农田排水对下游农田及地面水源污染。
（1）灌溉水源污染
灌溉水源污染近年来表现较为突出,我国是世界上水资源严重短缺的国家之一,人均水资源占有量2200m3,仅为世界平均值的1/4,特别是长江以北的许多地区人均水资源占有量已接近或低于国际公认的1700m3/（人·
年）的缺水警戒线,区域性水资源缺短更为严重,已成为农业生产乃至整个国民经济持续稳定发展的重要制约因子。
我国2002年城市和农村工业以及生活污水排放总量为606亿m3,预计2010年为885亿m3,2050年将达到648亿m3。
由于大部分的废污水未能达到排放标准就直接进入了河流、湖泊、水库,使自然水体遭受了不同程度的污染。
全国有30%～40%的水源已不符合灌溉水质标准。
右图3是我国农业灌溉造成的污染图
全国湖泊约有75%以上的水域水质也受到不同程度污染。
2000年的统计结果显示，我国城市污水的处理率尚不到15%。
由于我国北方地区水资源严重短缺，农民在得不到清水灌溉的情况下，经常会引用污水进行灌溉,这在城市郊区最为突出。
据有关报道:
我国1991年污水灌溉面积为306.7万hm2,，2000年达到430多万hm2。
由于污水灌溉技术研究与科技推广滞后，以及缺乏对污灌区农田环境质量监测与调控技术的研究与开发，已出现了土壤、农作物甚至地下水的严重污染。
据1994年中国环境报报道：
我国不适当的污水灌溉已使66万hm2耕地受到重金属和有机化合物质污染。
最新调查研究显示（中新社北京2003年10月30日），全国约有一半城市市区的地下水污染比较严重。
可以预见，随着各地农业用水紧缺程度的不断加剧，污水灌溉及由此引发的环境污染问题将会进一步加剧。
由此造成的污灌农田土壤和地下水污染，以及污染物质在农产品中的残留，不仅影响了污灌区饮水及食物安全，而且威胁着当今乃至21世纪全国16亿人口的食物安全。
许多有识之士已在大声呼吁:
这种状况不能再继续下去了！
（2） 灌溉方法不当造成地下水污染
由于灌溉设施不配套，灌溉方式、方法不当、灌溉制度不科学以及管理水平低等原因。
导致田间灌水效率低，深层渗漏现象严重。
深层渗漏不仅浪费了灌溉水量,还造成土壤中可溶性养分随水大量流失。
加之过量施肥现象普遍存在，肥料种类配比不合理。
如高产地块每公顷耕地年施氮量高达300～450kg，氮磷钾之比仅为1：
0.35～0.40∶0.1～0.2，进一步加大了溶质的淋失量。
尤其是氮素以硝酸根离子淋失是引起许多地区地下水污染的主要原因。
对直接饮用浅层地下水的广大居民健康构成极大威胁。
有关方面对我国地下水水质最新调查显示。
按国际标准（10mg/L以氮计）：
45%地下饮用水的硝酸盐超标；
按国内标准（20mg/L以氮计）20%地下饮用水超标。
（3） 农田排水不当引起地面水源污染
灌溉退水与农田排水对下游农田和地面水源造成严重污染。
在农业生产中,水和肥是决定生产力的二个重要因子，二者作用的发挥存在着强烈的相互依赖性。
如果灌溉与施肥在时间、数量和方式与方法上配合不当
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