学习水质富营养化与防治心得体会
通过对水质富营养化与防治这一教程的学习。我从三个方面谈谈自己的体会。
一、富营养化是湖泊分类和演化学的一个概念,是指为水生生物生长所需氮磷等营养物质大量进入湖泊,当其浓度超过一定数值引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,快速消耗水中溶解氧,导致水质恶化、生物死亡的现象。富营养化不仅造成湖泊生态系统的恶性循环,制约湖泊资源的可利用性,还直接关系到人类健康与社会经济的持续发展,其生态影响已倍受关注。
1.水体富营养化的成因及机理
大量含氮、磷肥料的生产和使用,食品加工、畜产品加工等造成的工业废水和大量城市生活废水,特别是含磷洗涤剂产生的污水未经处理即行排放,使海水、湖水中富含氮、磷等植物营养物质,称为水体富营养化。
2.富营养化水体的特性
水体富营养化不光表现为水中藻类或大型水生植物的太甚生长,同时引起水体一系列的理化特性厘革。
2.1 pH值。水华大多暴发在pH值为弱碱性或碱性的水体中。在自然水体中,氢离子的浓度并不取决于水分子的离解,而重要取决于水中CO32-、HC03-、CO2的相比关连。
在富营养化水体中,随着富营养化的生长,水的pH值出现随藻类生长而显着增高的趋向。这是由于藻类光相助用消耗水中的CO2,致使水中氢离子淘汰,pH值升高。
2.2透明度(SD)。通常情况下,深水的透明度比浅水的透明度大。在统一湖泊中,搪塞中小型湖泊来说,一样平常是湖心透明度大,边沿小。由于大部分湖泊的透明度出现随藻类繁殖而显着降落的趋向,所以在富营养化水体中,水体的透明度一样平常都与反应藻类生长的叶绿素a指标出现相反的厘革趋向。国际上通常以为透明度小于0.5m是富营养化湖泊的重要特性。
2.3颜色。紧张富营养化水体由于藻类的大量增殖,而带有颜色,如褐色、绿色、黄绿色、血色、乳白色、蓝色、蓝绿色等,因上风藻种差异而使水体具有差异的颜色。带色藻类飘浮在水面象油漆一样,影响景观。
2.4气味。富营养化的水体中会因藻类散发出阵阵腥臭,由于底层紧张缺氧,厌氧微生物繁殖剖析孕育发生H2S,所以通常伴有臭皮蛋味的恶臭。
2.5溶解氛(DO)。溶解氧是湖泊水体与大气交换平衡以及经化学和生去世学应声后,溶解在水中的氧。清洁水体中的DO一样平常靠近饱和,如果水体受到有机物质和还原性物质污染时,DO会低于饱和值,尤其当藻类在水面形成遮光阻气层时,影响大气氧和水中氧的正常平衡以及水生植物的光相助用受阻,会使深层DO大幅度低落,以致趋于零值,于是厌氧微生物繁殖,水质恶化,鱼虾等水生生物会因缺氧而殒命。
3.水体富营养化的危害
3.1散发出腥臭味。散发出腥味异臭在富营养状态的水体中生长着许多藻类,其中有一些藻类能够散发出腥异臭。藻类散发出的这种腥臭,向湖泊周围的气氛扩散,直接影响人们的正常生存,给人不安宁的以为,同时,这种腥臭味也使水味难闻,大大低落了水体质量。
3.2低落水体的透明度。在富营养水体中,生长着以蓝藻、绿藻为上风种类的大量水藻。这些水藻浮在湖水外貌,形成一层“绿色浮渣”,使水质变得污浊,透明度显着低落,富营养紧张的水体透明度仅有0.2米,湖水感官性状大大降落。
3.3影响水体的溶解氧。首先是表层的麋集藻类使阳光难以透射至湖泊深层,而且阳光在穿射历程中因被藻类吸取而衰减,深层水体的光相助用受到限定,使溶解氧源头淘汰。其次,湖泊藻类殒命后不停向湖底沉积,不停地糜烂剖析,也会消耗深层水体大量的溶解氧,紧张时可能使深层水体的溶解氧消耗殆尽而呈厌氧状态,使得需氧生物难以生存。
3.4向水体开释有毒物质。富营养化对水质的另一个影响是某些藻类能够排泄、开释有毒性的物质,有毒物质进入水体后,若被牲口饮入体内,可引起牲口肠胃道疾病。
二、水体富营养化的防治
富营养化防治过程实质即是通过调节诱发富营养化的控制条件,抑制富营养化发生。由于温度要素是自然形成的结果,目前通过人工措施调节气候的技术尚未成熟,因此,防治富营养化发生的手段主要是控制营养盐浓度及改变水流流态。
4.1控制营养盐浓度
4.1.1截断外源营养物质输入途径。生活污水、工业废水及养殖废水应输送至污水处理厂进行集中脱氮除磷处理,或采用人工湿地等生态处理系统处理,以进一步控制氮磷排放量。实践证明,对生活污水、工业废水等点源排放的氮磷等营养物质和其他污染物实行截流是控制富营养化的关键措施之一。对于生活污水中的洗涤剂废液,应从产品改革着手,从根本上削减磷源来源。
4.1.2转化内源营养物质。(1)疏浚底泥:疏浚底泥可以减少水体沉积物的营养盐含量,减轻可能发生的内源,而挖出的淤泥又可作为肥料改良土壤,但应考虑挖掘的地点和深度,以便合理发挥挖掘底泥去除内源营养物质的效益。(2)底层曝气 :底层曝气用于湖水较深而出现厌氧层的水体。采用曝气补充水中氧分,消除水与底泥间的厌氧层,使水体经常保持有氧状态,有利于浮游动物的生存,抑制藻类的生长繁殖以及底泥营养盐的释放。由于受到经济条件的限制,此方法往往只能在小型湖泊推广使用。(3)直接除藻:除藻类的方法主要有:①化学药剂除藻。②机械除藻。③利用自然动力除藻。(4)生物措施:生物措施是指利用水生生物通过代谢活动去除水体营养物质、抑制藻类生长的方法,主要包括:①利用水生植物吸收水中氮磷。②以浮游动物、鱼类进行生物调控。③提高有效微生物群数量。
4.2改变水流流态。水体的流动形态与富营养化有着密切的关系,本着“静态河网,动态水体,科学调度”的原则,应结合控制营养盐浓度的措施,进一步加强水资源调度,为改善水流流态创造条件,以便更好地遏止湖泊富营养化发展趋势。
迄今为止,还没有一种单一的防治措施可以完全控制湖泊富营养化、治理与改善大范围水环境污染问题。但随着对富营养化湖泊生态系统研究的深入,人们
逐步认识到富营养化控制是一个典型的生态问题、社会问题。只注重治理而忽视基本的管理工作,各种控制措施难以发挥作用。因此,应坚持治理和管理相结合的原则,标本兼治,从源头抓起,以防为主,制定相应法规、条例和管理方法,形成统一保护机构,以恢复湖泊生态功能,实现整体调节、自我维持、自我演替的良性循环。
三、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，至今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、
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。
减少内源性营养物质负荷
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。主要的方法有：
1、工程性措施：包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等。挖掘底泥，可减少以至消除潜在性内部污染源；深层曝气，可定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧，使水与底泥界面之间不出现厌氧层，经常保持有氧状态，有利于抑制底泥磷释放。此外，在有条件的地方，用含磷和氮浓度低的水注入湖泊，可起到稀释营养物质浓度的作用。
2、化学方法：这是一类包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法，例如有许多种阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来，其中最有价值的是价格比较便宜的铁、铝和钙，它们都能与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来。还有一种方法是用杀藻剂杀死藻类。这种方法适合于水华严重的水体。杀藻剂将藻杀死后，水藻腐烂分解仍旧会释放出磷，因此，应该将被杀死的藻类及时捞出，或者再投加适当的化学药品，将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。
3、微生物投加方法：投加适当的适量的微生物（各类菌种），加速水中污染物的分解，起到水质净化的作用。微生物的繁殖速度惊人，呈几何级增长，微生物在繁殖的过程中分解水体中的有机物，吸收分解后的营养物质作为自身的个体的营养来源，其生长受环境的影响很大，例如PH值、温度、气压、水体中的溶解氧等等。
用微生物处理水质，必须定期进行微生物的筛选培育、保存、复壮等等一系列专业处理过程，来保证微生物菌体的健壮。自然系统中水与动物、植物、微生物共生共存，水为生物群落提供生命之源，反过来，生物群落又净化了水，形成了水体自然净化的机制。在人类出现以前，大自然就是依此规律运行，使得江河湖泊保持着洁净。一个基本的规律是，在一个健全的生态系统中，水质洁净是必然的结果。
天然水体的自净能力主要是靠水体中的各种生物（尤其是微生物）作用的结果。水体出现污染，是因为导入其中的“物质负荷”超过了生物“消化自净”的速度。在一个封闭的水生生态系统中，当外界物质进入的速度超过生物圈自身食物链循环的速度时，会造成食物链中某些环节种群的失衡，此时若不采取措施调整种群数量或结构（如把种群部分地从水体中取出，或人为地投入其他种群来抑制该种群的增长），就会使水体生态平衡遭到破坏，水质恶化。
利用现有的微生物，进行驯化，培养出适应当地情况的微生物，接着进一步对培养出来的微生物进行筛选，筛选出生理活性强的菌种，然后大量繁殖，投放水体。为了保证筛选出的微生物能保持良好的活性，一直处在高效的工作状态，
在日常的工作中，必须定期对微生物进行筛选、保存、复壮，将变异带来的对微生物的影响降至最低，保持微生物物种的稳定性，这也是生态水处理中水质稳定的关键因素之一。提高水体的环境容量，增强水体的自净能力
微生物特别是氮循环细菌在水体自净能力中具有不可忽视的作用。有机物的矿化分解，氮素的气化；磷盐的沉降和固定在湖底等都与聚磷细菌的作用分不开。自然界的水生植物附近共生有多种远比自由水体中丰富的细菌群落。
研制人工载体和优选高效细菌种群极为重要。利用优化的人工载体培养优化的氮循环细菌，释放到自然水体，以自然生物为一级载体，其它人工载体和底泥为二级载体，水中悬浮物为三级载体，将原来荒漠化水域中以水土界面为主的好氧-厌氧，硝化-反硝化条件扩大到水面和水体并加强细菌浓度，从而增加系统净化能力。
4、生物性措施：
种养水生植物：挺水植物、浮叶植物、大型飘浮植物、着生藻类、浮游藻类、沉水植物
利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。水生植物包括凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类，可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体，植物和根区微生物共生，产生协同效应，净化污水。经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒，同时对重金属分子也有降解效果。水生植物一般生长快，收割后经处理可作为燃料、饲料，或经发酵产生沼气。这是目前国内外治理湖泊水体富营养化的重要措施。
投放水生动物：螺、蚌等底栖动物可过滤悬浮物质，摄食生物碎屑，其分泌物有絮凝作用，螺有刮食着生藻类功能，虾和若干种类鱼类可摄食藻类、碎屑、浮游动物等。这些动物，作为健康水生态系统的补充组成，也有重要作用。 根据水体的特定环境，投放相适应的水生动物，如鱼类、底栖动物。
建立人工生态体系：人工生态系统利用种植水生植物、养鱼、养鸭、养鹅等形成多条食物链。其中不仅有分解者生物、生产者生物、还有消费者生物，三者分工协作，对污水中的污染物进行更有效的处理与利用，并由此可形成许多条食物链，构成纵横交错的食物网生态系统。如果在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比，就可建立良好的生态平衡系统。当一定量的污水进入这种生态塘中，其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化，而其降解的最终产物，一些无机化合物作为碳源、氮源和磷源，以太阳能为初始能源，参与食物网中的新陈代谢过程，并从低营养级到高营养级逐级迁移转化，最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等产物,人们不仅可以不断的取走这些增殖的产品，而且通过人们的不断的取走和加入的措施来保持水体的综合生态平衡，达到防治水体的富营养化的目的。
