李軍

摘 要：湖泊富營養(yǎng)化已經(jīng)成為治理研究的技術(shù)要點(diǎn)，如果不能及時(shí)采取措施處理，將會(huì)因?yàn)樗w內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)過量而造成水體植物大量生長，對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。在對(duì)其治理技術(shù)進(jìn)行分析時(shí)，需要從物理、化學(xué)、生物等學(xué)科著手，根據(jù)表現(xiàn)形式，對(duì)比擇優(yōu)，選擇最佳的處理方法，爭取利用最少資源來達(dá)到最佳的治理效果。文章結(jié)合湖泊富營養(yǎng)化特點(diǎn)以及危害，對(duì)治理技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)分析。

關(guān)鍵詞：湖泊；富營養(yǎng)化；治理技術(shù)

中圖分類號(hào)：X524 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）34-0050-02

就我國湖泊富營養(yǎng)化治理現(xiàn)狀來看，治理方法不斷優(yōu)化，已經(jīng)由單一的調(diào)查診斷、污染源治理等方式，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢?、化學(xué)、生物綜合治理，確定了綠色流域建設(shè)核心要求，各項(xiàng)新型技術(shù)工藝的應(yīng)用已經(jīng)取得了階段性成效。湖泊富營養(yǎng)化導(dǎo)致水體植物瘋長，將會(huì)對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)平衡造成影響，在對(duì)治理技術(shù)進(jìn)行分析時(shí)，需要對(duì)現(xiàn)存的各種不足進(jìn)行深入探討，結(jié)合實(shí)際情況來選擇最佳的處理方法，建立湖泊流域可持續(xù)發(fā)展新模式，徹底提高綜合處理效果。

1 湖泊富營養(yǎng)化特點(diǎn)

湖泊富營養(yǎng)化即水體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)過量，造成水體植物大量生長，其中因?yàn)樵孱惻c水生植物在營養(yǎng)鹽競爭方面具有更大優(yōu)勢(shì)，如果水體內(nèi)氮磷化合物增多，藻類植物過量生長，將會(huì)直接威脅到湖泊水體正常功能。湖泊內(nèi)生長大量浮游植物以及淺水根生植物，會(huì)加速湖泊的沼澤化，大幅度降低湖泊容積，再加上植物在分解時(shí)將需要分解消耗眾多溶解氧，然后向水體內(nèi)釋放出眾多溶解性有機(jī)物，會(huì)加速水質(zhì)的惡化[1]。另外，藻類植物在代謝、死亡過程中，將會(huì)釋放出多種藻毒素，存在很強(qiáng)的毒理性，對(duì)于整個(gè)湖泊的生態(tài)系統(tǒng)來講具有很強(qiáng)的威脅。在對(duì)湖泊富營養(yǎng)化問題進(jìn)行分析時(shí)，一般會(huì)將含有的氮、磷含量作為指標(biāo)，其與藻類生長量成正相關(guān)。富營養(yǎng)化情況下，將會(huì)加速水體的質(zhì)量惡化、嗅覺與味覺變壞、水質(zhì)透明度降低，然后反映到漁業(yè)中，死魚量增加，對(duì)生態(tài)環(huán)境以及人身健康存在較大威脅。

2 湖泊富營養(yǎng)化原因

2.1 物理原因

影響水體內(nèi)藻類植物繁殖量的關(guān)鍵因素是光照與溫度，當(dāng)水溫達(dá)到25℃～30℃時(shí)，將會(huì)有更大可能產(chǎn)生富營養(yǎng)化。藻類可看作為中溫性微生物，在溫度較高夏季無風(fēng)以及陽光充足情況下將會(huì)存在很大的繁殖量。同時(shí)，在光照、溫度合適的前提下，即便水體內(nèi)氮、磷以及營養(yǎng)鹽含量不過剩情況下，也會(huì)因?yàn)榇罅糠敝吃斐伤w富營養(yǎng)化。而如果光照、溫度條件不合適，即便水體內(nèi)含有較多的氮、磷以及營養(yǎng)鹽，也不會(huì)出現(xiàn)藻類過量繁殖的情況。另外，水動(dòng)力過程對(duì)沉積物內(nèi)營養(yǎng)鹽釋放量存在較大影響，再加上圍湖造田、不合理水產(chǎn)養(yǎng)殖、地下水資源過分利用、周邊水土流失等均會(huì)造成湖泊淤積程度增大，加速湖泊的沼澤化發(fā)展，水體面積不斷縮小，并不利于湖泊富營養(yǎng)化治理[2]。并且，對(duì)于水體內(nèi)營養(yǎng)鹽，其含量不會(huì)自然減少，隨著濃度的增加，水體富營養(yǎng)化程度也就會(huì)增加。

2.2 化學(xué)原因

造成湖泊富營養(yǎng)化的主要元素為磷、氮以及碳、微量元素、維生素等，當(dāng)各元素含量達(dá)到一定限度后，便會(huì)造成水體富營養(yǎng)化。結(jié)合生態(tài)學(xué)原理進(jìn)行分析，可以確定湖泊水體內(nèi)碳元素含量較少，可以限制水生植物的生長繁殖速度，確保生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各物種數(shù)量之間的平衡性。但是受人類活動(dòng)影響，現(xiàn)在逐漸有更多外來營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入到湖泊水體內(nèi)，在短時(shí)間內(nèi)湖泊內(nèi)營養(yǎng)鹽增多，打破藻類生長限制，過量繁殖后出現(xiàn)富營養(yǎng)化問題。對(duì)水體內(nèi)氮、磷等污染物來源進(jìn)行分析，如農(nóng)業(yè)施肥、農(nóng)田滲漏水、塘河水產(chǎn)養(yǎng)殖過量施肥、家禽養(yǎng)殖污水、生活污水、工業(yè)廢水以及大氣沉降塵埃等，污染源的復(fù)雜化，決定了湖泊富營養(yǎng)化治理難度高的特點(diǎn)。湖泊內(nèi)外入大量污染物，造成水體pH值增大，為藻類生長繁殖創(chuàng)造有利條件，同時(shí)藻類繁殖會(huì)進(jìn)一步增大水體pH值，惡性循環(huán)加速水體富營養(yǎng)化。

2.3 生物原因

水體內(nèi)浮游生物、水生動(dòng)植物、微生物以及外界環(huán)境共同組成了水生生態(tài)系統(tǒng)，并且會(huì)保持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。對(duì)于此生態(tài)系統(tǒng)，流量流動(dòng)決定了系統(tǒng)協(xié)調(diào)性與平衡性，如果營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)出現(xiàn)問題，超出一定限度后，將會(huì)打破系統(tǒng)平衡，增加水體渾濁度，降低了水生植物光合作用可利用的光能總量，但是藻類在此狀態(tài)下占據(jù)較大優(yōu)勢(shì)，成為整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)優(yōu)勢(shì)種群，短時(shí)間內(nèi)快速繁殖，打破了水體食物鏈循環(huán)[3]。藻類繁殖過量迫使湖泊群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，水生系統(tǒng)發(fā)生變化，決定了富營養(yǎng)化對(duì)湖泊系統(tǒng)造成影響。同時(shí)，魚群也是控制水生系統(tǒng)平衡的關(guān)鍵因素，魚類可以通過攝食行為來控制系統(tǒng)內(nèi)生物數(shù)量，對(duì)整個(gè)食物鏈有著重要影響。而魚類排泄、釋放也會(huì)加速水體營養(yǎng)鹽的循環(huán)，使得內(nèi)源負(fù)荷增大，再加上其在底泥表層攝食，會(huì)導(dǎo)致湖泊沉積物再次懸浮，水體渾濁度增加，對(duì)水生植物正常光合作用影響較大。

3 湖泊富營養(yǎng)化治理措施

3.1塘系統(tǒng)設(shè)置

3.1.1 曝氣塘

應(yīng)用曝氣塘方式來治理湖泊富營養(yǎng)化問題，整個(gè)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，不僅能夠靈活調(diào)節(jié)進(jìn)入系統(tǒng)的水體水量，還可以設(shè)置太陽能曝氣系統(tǒng)來對(duì)待處理水體進(jìn)行曝氣富氧處理，增加水體內(nèi)溶解氧含量，為好氧微生物提供一個(gè)優(yōu)良環(huán)境，促進(jìn)微生物的生長繁殖。利用貯水式曝氣塘來對(duì)湖泊水進(jìn)行初步處理，促使水體內(nèi)污染物的轉(zhuǎn)化與分解，促使氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，解決富營養(yǎng)化問題。

3.1.2 生態(tài)塘

生態(tài)塘的建設(shè)與應(yīng)用可以直接將太陽能作為初始能源，將水生植物種植到生態(tài)塘內(nèi)，其中主河道主要為沉水植物，例如現(xiàn)在常見的以荷花作為人工生態(tài)系統(tǒng)主體，可以表流濕地進(jìn)行可靠凈化。受太陽能推動(dòng)影響，利用生態(tài)塘內(nèi)多條生物鏈來實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的遷移、轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞與轉(zhuǎn)化，促使塘系統(tǒng)中含有的有機(jī)物和營養(yǎng)鹽進(jìn)行講解與轉(zhuǎn)化，緩解水體富營養(yǎng)化問題。其中，對(duì)于湖泊富營養(yǎng)化治理工作，可以選擇大型水生植物來形成生態(tài)塘，通過自身生長代謝來吸收水體內(nèi)含有的氮磷等營養(yǎng)物，并富集各類重金屬以及吸收降解大部分有機(jī)污染物，具有凈化水體的重要作用[4]。同時(shí)，大型水生植物還能夠?yàn)槲⑸锾峁┛煽康纳L繁殖場(chǎng)所，加速微生物的新陳代謝，對(duì)存在的有機(jī)物進(jìn)行可靠降解。并且，大型水生植物的存在還可以在很大程度上抑制藻類的過分生長，避免水體富營養(yǎng)化發(fā)展。通過營造生態(tài)塘，可以促使水生植物、微生物的吸附分解以及吸收轉(zhuǎn)化，來提高水體的凈化能力，確保水體保持一個(gè)良好的生態(tài)狀態(tài)。endprint

3.2 濕地系統(tǒng)

3.2.1 表面流濕地

即水面濕地系統(tǒng)，湖泊水體可以在濕地表面流動(dòng)，水位深度多控制在0.1～0.9m范圍內(nèi)，與自然實(shí)地狀態(tài)相接近，主要是利用水生植物根、莖的生物膜來實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的去除。在實(shí)際治理過程中，可以就湖泊周圍場(chǎng)地來設(shè)計(jì)塘系統(tǒng)，并完成河道設(shè)計(jì)，構(gòu)成表面流人工濕地，通過土壤吸附以及植物吸收來對(duì)湖泊水體進(jìn)行凈化。同時(shí)，還可以在濕地周圍建造圍堤，濕地內(nèi)部設(shè)置小溝渠，在彎道沖擊下促使水體內(nèi)溶解氧含量增加，提高水體富氧水平，同時(shí)還可以使水可以與土壤和植物進(jìn)行充分接觸，增加對(duì)實(shí)體吸收凈化效果。其中，對(duì)于濕地內(nèi)種植的水生植物，應(yīng)保證具有發(fā)達(dá)的根系，如蘆葦、荷花、香蒲等，充分發(fā)揮植物吸收能力以及根區(qū)效應(yīng)，來完成水體的凈化。

3.2.2 潛流人工濕地

根據(jù)待處理的污染物類型，來創(chuàng)建不同介質(zhì)組成的濕地系統(tǒng)，搭配相應(yīng)植物來完成對(duì)水體的凈化。水體通過植物、基質(zhì)以及微生物之間的物理、化學(xué)和生物途徑組合實(shí)現(xiàn)水體治理，有效去除TSS、BOD、COD、TP、TN、藻類、石油類等物質(zhì)[5]。該濕地系統(tǒng)所具有的流態(tài)和結(jié)構(gòu)形式，可以通過高效的硝化與反硝化作用，對(duì)水體中含有的TP、TN以及石油類等物質(zhì)進(jìn)行可靠去除。

3.3 太陽能曝氣系統(tǒng)

太陽能曝氣系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)底層與表層水體間的交換，提高湖泊的水動(dòng)力，并且表層水體還可以通過層流狀形式向外擴(kuò)散形成表面流，增加水體覆蓋面積，使得水體表面張力增大，水界面氧濃度增加，然后通過交換傳遞給底層水體，逐漸實(shí)現(xiàn)水體整體的溶解氧濃度增加。然后植物光合作用、呼吸作用、同化與異化作用，以及微生物硝化與反硝化作用等，促使水體進(jìn)入到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡中，不斷去除水體內(nèi)含有的污染物，降低水底持續(xù)降解底泥數(shù)量，可以有效修復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

對(duì)湖泊富營養(yǎng)化問題進(jìn)行分析，為提高治理效率，需要確定富營養(yǎng)化發(fā)生原因，然后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)比選擇最為合適的治理方式，爭取對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行改善，并種植大型水生植物，加速水體內(nèi)污染物的吸附與消除。

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