海水富营养化
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水体富营养化1.水体富营养化概念水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、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。
在自然条件下,湖泊也会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。
这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。
2.水体富营养化的机理在地表淡水系统中,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。
中国环境与发展国际合作委员会中国海洋与滨海生态系统焦点和可持续发展政策选择执行总结专案组1中国沿海地区海水富营养化及相关生态环境问题中科院海洋研究所中国科学院中国环境科学院国家海洋环境监测中心中国海洋大学1.介绍海洋生态系统的改变和退化是由人类向沿海水域过度排放有机污染物所导致的海水富营养化造成的。
沿海海域的海水富营养化被认为是海洋生态系统健康的主要威胁之一。
在过去的40年里,我们对于海水富营养化有了深入的研究,对其产生原因,发展过程和影响有了进一步的认识。
然而,在减少陆源污染物和大气输入,以及富营养化产生的条件方面进展不大。
对于海水富营养化的成因和影响,目前尚未有一个共同的定义。
然而,关于沿海海水富营养化的一个恰当的定义对于监测、评价和关键控制的制定是十分重要的。
为了发展和政策决策,我们将沿海水域海水富营养化定义如下:由人类活动导致海水中营养物质浓度和成分的改变,导致海洋生态系统结构和功能的变化,使得其价值和服务功能退化。
导致海水富营养化的主要原因是向沿海水域排放含有过量氮和磷营养物质的污水。
在过去的100年里,人类活动加速了氮、磷等其他元素的生化循环。
工业、城市、农业以及化石燃料所产生的大量氮和磷被排放入海,从而导致沿海海水富营养化。
然而,沿海海水富营养化的直接原因是能源的消耗,化肥的使用以及土地利用的转变。
人口的增长,经济的发展和农业集约化是其产生的间接原因。
氮元素进入海洋的途径有很多,包括地表水、地下水和大气沉降,磷元素主要通过河流进入海洋。
沿海海域海水富营养化的预防和控制不应该仅仅依赖于降低氮和磷的浓度,而是减伤两种元素的排放。
沿海海水富营养化是一个复杂的过程。
例如,海洋生态系统对于营养物质入海的吸收响应是由特定的物理和化学因素刺激所决定的。
这些反应不仅包括生物通过光合作用将二氧化碳转变为有机物,也是一套复杂的生态系统变化。
此外,许多其他因素,入气候变化、过度捕捞、化学污染、外来入侵物种、土地的复垦、生物栖息地的破坏等因素也将影响海洋生态系统。
水体富营养化在淡水和海水中的名称
水体富营养化是一种水环境问题,通常是由于过度的营养物质(如氮、磷)积累而导致的。
这种问题在淡水和海水中都非常常见,但在这两种水体中,它们通常被称为不同的名称。
在淡水中,富营养化通常被称为“蓝藻水华”或“水生植物过度生长”。
这是因为在淡水中,富营养化通常导致蓝藻和其他水生植物的过度生长,从而导致水体变得绿色或蓝绿色,并且在表面形成水华。
这些水华会消耗水中的氧气,威胁到水生生物的生存。
在海水中,富营养化通常被称为“赤潮”。
这是因为在海水中,富营养化通常导致一种特定的单细胞藻类(如赤潮藻)的大规模繁殖。
这些藻类会产生有毒物质,导致海水变红或棕色,并且威胁到海洋生物的生存。
总之,尽管淡水和海水中的富营养化都是由过度的营养物质积累而导致的,但它们通常被称为不同的名称,因为它们在两种水体中的表现和影响不同。
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水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、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。
在自然条件下,湖泊也会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。
这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。
1.水体富营养化的机理: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。
关于水体富营养化问题的成因有不同的见解。
水体“富营养化”的成因、危害及防治措施作者:暂无来源:《渔业致富指南》 2018年第5期唐黎标所谓“富营养化”是指在人类活动的影响下,水中营养盐类和有机物不断增多,生物所需的氮、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大量繁殖,积累大量的有机体,最终导致水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡、生态平衡遭到破坏的现象。
一、“富营养化”的产生及危害一谈到水体的富营养化,使人们常常想到总氮、总磷超标。
总氮、总磷等营养盐的超标是发生水体“富营养化”的必要条件。
水体“富营养化”所必备的条件基本上是一样的,最主要的影响因素可以归纳为以下几个方面:(1)总氮总磷等营养盐相对比较充足;(2)铁、硅等含量比较适度;(3)适宜的温度,光照条件和溶解氧含量;(4)水流缓慢,水体更新周期长。
只有在上述四方面条件都比较适宜的情况下,才会出现某种优势藻类“疯狂增长”现象,发生水体“富营养化”。
城市生活污水,食品加工、造纸、纺织、化肥、化工等工业废水以及大量使用化肥、农药的农田排水,它们含有大量的有机物,这些废水排入水体后,有些被藻类直接利用,有些经过分解代谢后被利用,这样有机废水的大量排放,为藻类的生长提供了充足的营养,使藻类大量繁殖,这也促成了水体“富营养化”的产生。
可见,水体“富营养化”进程的加快与人类的生活和生产活动密切相关,特别是近二十年来,工农业生产的飞跃发展,城市规模的迅速扩大,加速了水体“富营养化”的过程,对环境造成了严重的影响及危害。
水体“富营养化”的危害是多方面的,其主要表现在四个方面:(1)造成水的透明度降低,阳光难以穿透水层,从而影响水中植物的光合作用和氧气的释放,同时浮游生物的大量繁殖,消耗了水中大量的氧,使水中溶解氧严重不足,而水面植物的光合作用,则可能造成局部溶解氧的过饱和。
溶解氧过饱和以及水中溶解氧少,都对水生动物(主要是鱼类)有害,造成鱼类大量死亡;(2)水体“富营养化”后底层堆积的有机物质在厌氧条件下,分解产生的有害气体,以及一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害水生动物;(3)“富营养化”的水中含有亚硝酸盐和硝酸盐,人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水,会中毒致癌;(4)水体“富营养化”,常导致水生生态系统紊乱,水生生物种类减少,多样性受到破坏。
·99·海水养殖给人类带来令人瞩目的经济效益的同时,也存在着严重污染环境的问题。
特别是这些年,海水养殖的大面积推广,导致近海污染日益加重,海水富营养化问题日益突出,这也成为了海洋面临的最主要的环境问题。
海藻是海洋植物的主要组成,虽然它们在整个海洋空间的生存空间仅占极小部分(水深200m 以内的水层中),但是它们依靠光合作用产生的能量对它们自身的新陈代谢、生理活动和与外界物质的交换以及周围环境也有很大的影响。
种植海藻是对富营养化海水养殖区环境修复的有效方法之一,可以使水生生态系统在海藻的光合固氮作用下更为稳定,同时海水中氮、磷等营养物质也会被海藻大量吸收从而降低了海水的富营养化。
1.海水养殖区生态环境现状随着海水养殖密度的增加,养殖业随之扩大其养殖规模,对环境的污染越来越严重,海水养殖区富营养化程度也不断加深,导致频繁发生的赤潮。
尤其是现代人的步伐日益加快,无论是填海造地、筑堤防灾还是港口建设等所有的这些人类活动都会给天然藻场、渔场和湿地等沿海生态环境带来严重的破坏,导致水域“荒漠化”等更为严重的生态问题。
不同的海洋环境可为当地不同的海洋生物提供适宜的生长环境,但是海洋环境对海洋生物也有一定的容纳限度,同时对污染物质及生物源有物质注入,其自净能力也是有限的。
但是,在养殖业发展过程中,在市场经济驱动下,生产者不顾自然规律盲目求发展,为了经济利益而置长远利益于不顾,致使生产结构失调从而导致严重的海水环境破坏。
“赤潮”便是养殖海域水环境恶化的一个体现,给海水养殖业带来严重危害;同时渔业资源也会因浮游植物生产力下降而受到严重影响,同样会给海洋渔业带来严重的经济损失。
在河口、近海、海湾、近海海域,由于大规模海水养殖,在局部区域内经常出现海水质量下降的现象,海水富营养化现象已经被全世界临海国家所重视。
2.海水养殖区富营养化的原因造成海水养殖区富营养化可以归因于自然因素和人为因素分为两类。
海水富营养化由于很少因自然因素发生,并且对当前海水养殖区的污染问题影响的研究没有太大的帮助,所以现在只讨论人为因素引起的海水养殖区水体富营养化的问题。