水体富营养化、赤潮和水华
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赤潮与水华漫谈杨香涛(江苏省扬中高级中学江苏扬中221200)1998年3月下旬香港沿海海域和广东珠江口一带海域发生了一种奇怪的现象,海水泛红色、棕色或绿色,腥臭难闻,海水中的鱼、虾等动物大量死亡,当地沿海各大养殖场损失惨重。
据《经济日报》1998年5月3日报到,此次事件,香港渔民损失近1亿港币,广东养殖的珍贵鱼类死亡超过300吨,经济损失超过4000万元……人们不禁要问:这是一种什么现象?它是怎样发生的?有没有防治的办法?一、赤潮和水华这种现象就是我们所说的赤潮,赤潮实际上主要是海水水体富营养化的结果。
在湖泊、水库、内海、河口等地区的水体,因水流缓慢,停留时间长,既适宜于植物营养元素(主要是氮、磷等元素)的积聚,又适于水生植物的繁殖,当水中这些植物营养物质积聚到一定程度后,由于水体过分肥沃,在适宜的条件下就会引起藻类及其它浮游生物的迅速繁殖,使水体生态系统遭到破坏,这种现象就称为水体的富营养化(eutrophication)。
在富营养化水体中,如果水生动物如鱼类、虾类等消耗浮游生物的速度赶不上藻类的繁殖速度,水中的藻类就会越积越多,因占优势的浮游生物的颜色不同,水面往往呈现出红色、棕色或绿色等,这种现象发生在海洋上就称为赤潮,发生在江河、湖泊中就称为水华。
赤潮和水华是水体富营养化引起的,水体污染物中的营养物质是产生水体富营养的主要原因。
据研究表明,藻类等浮游生物和水生植物的生长、繁殖需要25~30种元素,其中植物需要量最大的是碳、氮、磷等元素,碳在自然中存在量多而且易得,而水中氮、磷的含量却较少,因此氮、磷通常是水生植物生长、繁殖的制约因素。
而水体污染通常是引起水体中氮、磷的含量升高的主要因素。
(1)工业废水污染。
这些工业废水中的氮、磷含量相当高。
(2)生活废水污染。
人们日常生活如淘米、洗菜、洗衣、洗澡、排泄物冲洗的生活污水中都含有较多氮、磷,特别是含磷洗衣粉的使用,使生活污水的含磷量很高。
因为合成洗涤剂中含有焦磷酸四钠Na4P2O7或三聚磷酸五钠Na5P3O10(STPP)。
水华和赤潮随着环境保护宣传教育的加强,环保意识也深入到学生心中。
在中学生物学教学中,对于水华和赤潮的形成与危害一般只说会造成水体缺氧,学生常会感到难以完全理解。
因为根据他们己有的知识,藻类作为光合自养生物,是水体中的初级生产者、应是能大量生产氧气,供水生生物所需,为何会在藻类大量繁殖后却造成水体缺氧而造成鱼类等水生动物的大量死亡呢?笔者对此作以下分析;1.何为水华与赤潮水华(water bloom,又称水花 water flower),是指在富营养化的淡水中,由于以原核生物蓝藻为主大量繁殖所致(当然也伴有少量真核的绿藻等)。
主要的蓝藻有铜绿微藻、水花微囊藻、水花束丝藻、水花鱼腥藻等,它们的细胞内含叶绿素和蓝色素等,大量繁殖使水体变蓝或形成其它颜色,并带有腥味或霉味。
赤潮(red tide),又称红潮,则是指在富营养化的海水中,由于甲藻、硅藻等真核藻类的大量急剧繁殖(当然也有少量蓝藻、原核动物等),聚集漂浮于海面,使水体呈现红色或褐色等,形成非常壮观的景象,主要发生在近海。
赤潮的颜色是由形成赤潮占优势的赤潮生物种类的颜色决定的,如以夜光藻、红色中缢虫等为主形成的赤潮呈红色,而绿色鞭毛藻为优势种时为绿色,硅藻占优势则呈褐色,若蓝藻门的毛丝藻等大量分布时海水则为棕黄色。
赤潮在古代就已有记载,如《旧约、出埃及记》有“河里的水都变作血了,河里的鱼死了,河也腥臭了,……”的描述,达尔文1832年描述了智利外海的赤潮现象。
据记载我国于1932年在浙江镇海、定海的近海水域发生了赤潮,之后于1952年和1962年则先后报导在黄河口、福建平潭岛水域发生过赤潮。
2.水华与赤潮的形成原因水华与赤潮的形成原因有很多,水体的富营养化是其主要原因。
所谓富营养化,简单地说就是水体中有丰富的养分,其主要来源是大量的工业和生活废水,尤其是大量的N、P等元素入水。
藻类体内有机质中含有的元素有一定的比例:C∶H∶O∶N∶P=43.7∶6.2∶24.8∶7.7∶1,在光合作用过程中每生成100g细胞有机质(干重),就要消耗52.4gC、9.29gN和1.2gP。
(一)水体富营养化的机理水体富营养化(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过程是这样的:大量有机废物(主要是N、P,如大量使用氮肥磷肥和含磷洗衣粉以及有机残渣残液等)被排入水体,水体有机物过多(N、P的作用最突出),藻类大量繁殖,继后大量死亡,残败物加原有有机成分,使水体有机成分更多,微生物(主要是厌氧型)迅速繁殖,分解有机物,水体含氧量急骤下降,其它的鱼、虾等水生生物也大量死亡。
这种现象若发生在河流、湖泊叫水华,发生在海洋叫赤潮。
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。
水华和赤潮的区别
一、发生环境不同。
1、水华:指淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象。
2、赤潮:是海洋生态系统中的一种异常现象。
二、诱发因素不同。
1、水华:是水体富营养化的一种特征,主要由于生活及工农业生产中含有大量氮、磷的废污水进入水体后,蓝藻(严格意义上应称为蓝细菌)、绿藻、硅藻等藻类成为水体中的优势种群,大量繁殖后使水体呈现蓝色或绿色的一种现象。
也有部分的水华现象是由浮游动物——腰鞭毛虫引起的。
2、赤潮:赤潮是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌,在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集,引起一定范围内一段时间中水体变色现象。
三、预防措施不同。
1、水华:
①打捞。
在夏季高温季节,可将水面或港湾中大量堆积的水华通过人工或机械的方式打捞出来,进行处置上。
②絮凝除藻。
可通过黏土絮凝来控制有害藻华。
③生物控藻。
可以通过放养滤食性鱼类——鲢、鳙来控制蓝藻水华,也称之为非经典生物操纵技术。
2、赤潮:
①应重视对城市污水和工业污水的处理,提高污水净化率。
②合理开发海水养殖业。
水质监测与分析水中的氮、磷化合物水体富营养化的成因:氮和磷等营养元素过剩,藻类的大量繁殖, “水华”或“赤潮”的形成。
水体富营养化的后果:溶解氧降低,产生藻毒素等有害物质,水生生物特别是鱼类大量死亡,威胁饮用水安全。
水体退化。
水体富营养化氮、磷化合物测定的环境意义●水体富营养化的防控●饮用水处理中,氨氮的存在会导致加氯量的增加●某些含氮化合物如氨氮、亚硝酸盐等对水生生物和人体有害。
●废水生物处理中,要求C:N:P =100:5:1水中的含氮化合物 Nitrogen containing compounds in water大气组成: 79% N 2氮是形成蛋白质的重要元素,是仅次于碳、氢、氧的重要元素 ,对所有动植物的生命过程具有重要意义N 2O 、NO 、NO 2在大气污染中占有重要位置NH 3 、N 2 、N 2O 3 、N 2O 5在生物过程和环境氮循环中更为重要-Ⅲ 0 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ NH 3N 2N 2ONON 2O 3NO 2N 2O 5氮在自然界中的存在状况自然界中的氮循环 (Nitrogen Cycle)N 2+某些细菌 有机氮NO 3-+CO 2+绿色植物+阳光 有机氮 NH 3+CO 2+绿色植物+阳光 有机氮 有机氮+细菌 NH 3 NH 3+O 2+亚硝化细菌 NO 2- NO 2-+O 2+硝化细菌 NO 3- NO 3-+反硝化菌 NO 2- NO 2-+反硝化菌 N 2水中的含氮化合物是一项重要的卫生指标。
它可以反映水体受污染的程度与进程。
由图可知,当水中含有大量有机氮和氨氮时,说明水新近受到污染,因此具有较大的潜在健康危害。
当水中含氮化合物主要是硝酸盐时,说明水受到污染已经有较长时间,自净过程已基本完成,对公共卫生影响不大了。
水中各种形式氮的转化水中各种各种形式氮的转化大气中的氮氧化物土壤中过剩的植物肥料动植物尸体的腐烂分解生活污水、工业废水的排放矿物的溶解水中含氮化合物的来源水中氮的存在形式有氨氮、有机氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。
赤潮与水华座谈杨喷鼻涛(江苏省扬中高等中学江苏扬中 221200)1998年3月下旬喷鼻港沿海海域和广东珠江口一带海域产生了一种奇异的现象,海水泛红色.棕色或绿色,腥臭难闻,海水中的鱼.虾等动物大量逝世亡,当地沿海各大养殖场损掉惨痛.据《经济日报》1998年5月3日报到,此次事宜,喷鼻港渔平易近损掉近1亿港币,广东养殖的名贵鱼类逝世亡超出300吨,经济损掉超出4000万元……人们不由要问:这是一种什么现象?它是如何产生的?有没有防治的方法?一.赤潮和水华这种现象就是我们所说的赤潮,赤潮现实上主如果海水水体富养分化的成果.在湖泊.水库.内海.河口等地区的水体,因水流迟缓,逗留时光长,既合适于植物养分元素(主如果氮.磷等元素)的积累,又适于水生植物的滋生,当水中这些植物养分物资积累到必定程度后,因为水体过火肥饶,在合适的前提下就会引起藻类及其它浮游生物的敏捷滋生,使水体生态体系遭到损坏,这种现象就称为水体的富养分化(eutrophication).在富养分化水体中,假如水活泼物如鱼类.虾类等消费浮游生物的速度赶不上藻类的滋生速度,水中的藻类就会越积越多,因占优势的浮游生物的色彩不合,水面往往呈现出红色.棕色或绿色等,这种现象产生在海洋上就称为赤潮,产生在江河.湖泊中就称为水华.赤潮和水华是水体富养分化引起的,水体污染物中的养分物资是产生水体富养分的重要原因.据研讨标明,藻类等浮游生物和水生植物的发展.滋生须要25~30种元素,个中植物须要量最大的是碳.氮.磷等元素,碳在天然中消失量多并且易得,而水中氮.磷的含量却较少,是以氮.磷平日是水生植物发展.滋生的制约身分.而水体污染平日是引起水体中氮.磷的含量升高的重要身分.(1)工业废水污染.这些工业废水中的氮.磷含量相当高.(2)生涯废水污染.人们日常生涯如淘米.洗菜.洗衣.洗澡.渗出物冲洗的生涯污水中都含有较多氮.磷,特殊是含磷洗衣粉的应用,使生涯污水的含磷量很高.因为合成洗涤剂中含有焦磷酸四钠Na4P2O7或三聚磷酸五钠Na5P3O10(STPP).(3)农用肥水外流污染.在农业上过量应用氮肥.磷肥以及畜肥,除一部分被植物接收.分化和挥发外,大部分经由过程排水进入水体.今朝,水体的富养分化已引起了全世界的普遍存眷.我国科技工作者在研讨水体富养分化工作中取得较为明显的成果.相干链接我国第一个涉及禁磷的律例是1996年10月开端施行的《江苏省太湖水污染防治条例》,条例明白划定,自1999年1月1日起江苏省太湖流域一.二级呵护区制止发卖.应用含磷洗涤剂,三级呵护区内掌握发卖.应用含磷洗涤剂.二.赤潮和水华的伤害一旦水体富养分化形成赤潮和水华引起伤害相当轻微,归纳起来重要有以下几种情势:1.赤潮和水华能使水体中的消融氧大量削减,损坏水产资本.藻类生物分散在水层概况,其光合感化所释放的O2饱和了水的表层,从而阻拦了大气中的O2进一步溶入深层水中,同时大量逝世亡的藻类分化又消费了水中的消融氧,使水中的消融氧量逐渐降低,从而导致水中的鱼类.虾类等水活泼物大量梗塞逝世亡.2.赤潮和水华可造成水质恶化,使水体损掉饮用价值和娱乐价值.因为藻类生物分散在水层概况,使阳光难于透过表层,水下生物因得不到充足的阳光而影响生计和滋生,如中断时光过长也会引起水下生物的逝世亡,使水质变臭,人不克不及进行泅水.垂钓和荡舟等运动.还有,某些藻类渗出如NH3.H2S等有害物资(如夜光藻大量滋生时会造成水体的氨浓度剧增,当它们逝世亡时又会分化产生硫化氢),伤害水体生态情况,并使其它生物中毒;某些藻类(如多边膝沟藻)产生的毒素可以在食物链中传递,从而引起人.畜中毒,甚至逝世亡.3.赤潮和水华可造成养分物资的轮回消失,使得水体难以自净.一方面,水体中的氮.磷等养分元素被水生植物接收应用;另一方面,水体中逝世亡的植物在厌氧前提下糜烂.分化,又将氮.磷等养分元素从新释放到水体中,供植物发展应用.如许轮回来去,就形成了植物养分元素在水体中的轮回,使它们可长期消失于水体中.汗青追踪•1972年日本磨滩产生赤潮,一次逝世鱼1428万尾,损掉71亿日元,而宝贵鱼种祛除,留存鱼种品德降低.•1986年福建东山发年一原由食用受赤潮毒素污染的贝类而造成136人中毒.一人逝世亡的事宜.•1999年炎天,中国渤海湾多次产生赤潮,最轻微一次产生水域面积达6300Km2.水体的富养分化确切伤害不浅,那么它对人类是否就是一无可取呢?哪也不尽然,据说过有如许一种说法,叫做“苍海变桑田”吗?这就是水体的富养分化对人类的进献.水体的富养分化致使大量水生植物尸首沉积水体底部,会使水深逐渐变浅,穷年累月,这些湖泊.水库.浅海等的水领会演化成池沼,最终演化成桑田.拓展视野藻类的发展对水质的影响藻类等浮游植物体内所含碳.氮.磷等重要养分元素间一般消失着一个比较肯定的比例.按质量计C:N:P=41:7.2:1,按原子数计C:N:P=106:16:1.大致的化学构造式为(CH2O)106(NH3)16H3PO4.藻类大量滋生是水体富养分化的标记,由此可从多方面影响水体的水质.在合适的光照.pH和具备充分养分物资的前提下,天然水体的藻类进行光合感化,合成本身的原生质,其总反响方程式可写为:106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H++能量+微量元素→C106H263O110N16P(藻类原生质)+138O2,从反响式可以看出,藻类滋生所须要的各类成分中,成为掌握身分的是氮和磷,所以藻类滋生的程度重要决议于水体中这两种成分的含量,并且已经知道藻类能接收的是无机形态的含氮.磷的养分物.三.水体富养分化的防治赤潮和水华作为水体的灾祸已轻微制约着沿海和水域四周地区的经济成长,是以我们必须要进行大力防治,加强水体情况的呵护.今朝,国表里都在积极研讨防治水体富养分化的有用措施.这些措施重要有:1.污灌.把富含氮.磷的污水用于农田浇灌,可以一举两得,并且泥土接收处理比二级生物工程处理更为完整.2.应用生物工程.在含氮.磷的污水中栽种水生植物如芦苇.蒲草等,这些植物在发展进程中能吸附或接收氮.磷.挥发性酚等成分,制约浮游藻类的发展,以净化水质.在赤潮多发区养殖某些海藻接收充裕的氮和磷,可以削减赤潮的产生,如铜藻可固定2%~3%的氮.0.1%~0.3%的磷,江蓠可固定5.9%~6.1%的氮.0.4%~0.5%的磷.3.研制无磷洗衣粉,代替含磷洗衣粉.今朝洗涤剂的代磷助剂被普遍看好的是4A沸石,它主如果同碳酸盐.或柠檬酸.硅酸盐体系合营应用.为了有用地克制赤潮和水华的产生,我们必须加强水体的情况呵护,加强全平易近的环保意识,建全响应的司法.律例,制订准确的水资本开辟计划,树立赤潮和水华等水体灾祸的快速反响机制,以造福社会.造福人类.参考文献[1]范美坤,陈宇春.赤潮·水体富养分化.化学教导,1999:1~2.[2]赵彦顺等.赤潮座谈.化学教授教养,2000:26~27.[3]唐有祺,王夔.化学与社会.高等教导出版社,2003:105~129.。
水体富营养化研究进展水体岀现富营养化现象时,由于浮游生物大量繁殖,往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等,这种现象在江河湖泊中叫水华,在海中叫赤潮。
在发生赤潮的水域里,一些浮游生物暴发性繁殖,水成红色,所以称为赤潮”这些藻类有恶臭、有毒,鱼虾不能食用。
藻类遮蔽阳光,使水底生植物因光合作用受到阻碍而死去,腐败后放岀氮、磷等植物的营养物质,再供藻类利用。
这样年深月久,造成恶性循环,藻类大量繁殖,水质恶化而又腥臭,水中缺氧,造成鱼类窒息死亡。
水体富营养化过程与氮、磷的含量及氮磷含量的比率密切相关。
反映营养盐水平的指标总氮、总磷,反映生物类别及数量的指标叶绿素a和反映水中悬浮物及水体富营养化胶体物质多少的指标透明度作为控制湖泊富营养化的一组指标。
有文献报道,当总磷浓度超过o. lmg/1 (如果磷是限制因素)或总氮浓度超过0. 3mg/l (如果氮是限制因素)时,藻类会过量繁殖。
经济合作与发展组织(0ECD )提出富营养湖的几项指标量为:平均总磷浓度大于0. 035mg/l;平均叶绿素浓度大于0. 008mg/l;平均透明度小于3m。
富营养化主要是氮、磷等物质含量过多,而引起的水质污染现象。
人类无节制的行为,将大量工业废水和生活污水以及在使用农田化肥不合理的条件下等排入缓流水体后,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,随之水体溶氧量下降,鱼类及其它生物大量死亡。
微生物分解的过程中,又消耗大量的溶解氧,使水体内溶解氧含量急剧下降,水质恶化,以致影响到鱼类的生存,大大加速了水体的富营养化过程。
近年来,随着太湖周边地区排污量的增加,水体富营养化日趋严重,夏季水华频繁发生,严重时造成绿色藻细胞覆盖整个水体,水厂停水,水乡居民喝污水的现象,同时,水中的有机物和氨氮含量严重超富营养化标准,特别是溶解性DOC有机物占总有机物COD的比例为88%。
由于常规饮用水处理工艺本身存在着对有机物微污染物,氨氮等无法完全有效去除的弱点,并且氯化过程不能有效地消灭活水中抗氧性的病原寄生虫等病原微生物,还导致了对人体健康危害更大的有机氯化物的形成,因此处理后的生活饮用水安全性难以保证。
水华和赤潮的形成过程水华和赤潮是水体中常见的两种现象,它们都与水体中的藻类或浮游生物过度繁殖有关。
下面将分别介绍水华和赤潮的形成过程。
一、水华的形成过程水华是指水体中藻类过度繁殖而形成的大量藻类聚集体。
水华的形成过程主要包括以下几个步骤:1. 营养盐富集:水华的形成与水体中的营养盐含量密切相关。
在水体中,一些富含氮、磷等营养盐的底泥、农田排放、工业废水等会进入水体,导致水体中营养盐的富集。
2. 藻类生长:水华的形成离不开藻类的生长。
当水体中的营养盐富集到一定程度时,藻类开始大量繁殖。
藻类通过光合作用,利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质,并释放出氧气。
3. 藻类聚集:随着藻类的繁殖,它们开始聚集形成藻群。
藻群会随着水流的运动而聚集在一起,形成较大的水华。
4. 水华扩散:水华一旦形成,往往会迅速扩散。
这是因为水华所产生的有机物质会吸引一些底栖动物,这些底栖动物会聚集在水华周围,形成一个底栖动物带。
底栖动物带的形成,会进一步吸引更多的藻类,从而加速水华的扩散。
5. 水体富营养化:水华不仅会对水体造成一定程度的污染,还会导致水体富营养化。
水体富营养化会导致水中氧气含量降低,同时也会影响其他水生生物的生存。
二、赤潮的形成过程赤潮是指海洋中浮游生物过度繁殖而形成的现象。
赤潮的形成过程与水华相似,但有一些特殊之处:1. 光照条件:赤潮的形成与光照条件有关,充足的阳光是赤潮发生的必要条件。
光照条件较好的海域更容易形成赤潮。
2. 营养盐富集:类似水华,赤潮的形成也离不开营养盐的富集。
海洋中的底泥、工业废水、农田排放等都会导致海洋中营养盐的富集。
3. 海洋环流:海洋环流对赤潮的形成也起着重要的作用。
海洋环流会影响浮游生物的分布和聚集。
当适宜的环流条件出现时,浮游生物会大量聚集形成赤潮。
4. 赤潮扩散:赤潮形成后,会随着海洋流动而扩散。
赤潮扩散会影响海洋生态系统,对海洋生物造成一定的影响。
5. 毒素释放:赤潮中的一些浮游生物会释放出毒素,这些毒素对其他生物有害。
浅析富营养化的阴影笼罩水域——水华和赤潮当我们漫步在水边,享受着自然的宁静与美丽时,或许未曾意识到,那泛起的不寻常色彩,正是水域生态面临的严峻挑战——水华与赤潮,这两个生态现象正悄然成为全球关注的环境问题。
一、水华:淡水之镜的扭曲水华,这个听起来如诗如画的名字,实则隐藏着淡水水体的富营养化危机。
当水体中的氮、磷等营养物质含量过高,加之适宜的温度和光照条件,蓝细菌、绿藻等微生物便开始了它们的“狂欢”,大量繁殖,将水体染成了绿色或蓝色。
这些微生物的细胞内富含藻蓝素和叶绿素,它们的过度增殖,不仅改变了水体的颜色,更打破了水下的生态平衡。
二、赤潮:海洋的哭泣而赤潮,则是海洋的“哭泣”。
它因海水富营养化而引发,导致浮游生物爆发性繁殖,海水颜色变得异常。
赤潮并非总是红色,其颜色由引发赤潮的优势生物种类决定。
这一现象同样对人类活动产生的污染发出了警告,对海洋生态构成了严重威胁。
三、生态与经济的双重挑战水华与赤潮的发生,不仅仅是视觉上的变化,更是生态与经济的双重挑战。
它们遮蔽了照射到水下的阳光,影响了水下植物的光合作用,破坏了水体内的生态平衡。
当这些生物死亡分解时,会消耗大量的游离氧,使水体缺氧,导致水体内生物窒息而亡,并伴随着难闻的气味。
更令人担忧的是,部分原核生物能释放毒素,影响其他生物的生存,甚至对人类健康构成威胁。
此外,养殖业与旅游业也因此受损,经济损失惨重。
四、人类活动的阴影近年来,水华与赤潮的发生频率明显升高,这与人类活动产生的污染密不可分。
工业废水的排放、农药化肥残留物的排放以及生活废水的排放等都是造成水体富营养化的重要因素。
我们的行为,正在悄然改变着水域的面貌,威胁着生态的平衡。
五、全球的关注与行动面对这一全球性挑战,我们该如何行动?联合国自1990年起便将赤潮列为当今世界三大近海污染问题之一,这标志着全球对此问题的关注与重视。
我们每个人都应承担起责任,从减少使用化肥农药、妥善处理废弃物做起,共同守护这片水域的清澈与生机。
水体富营养化概述【概念】富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。
在自然条件下,随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积,湖泊会从平营养湖过渡为富营养湖,进而演变为沼泽和陆地,这是一种极为缓慢的过程。
但由于人类的活动,将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后,水生生物特别是藻类将大量繁殖,使生物量的种群种类数量发生改变,破坏了水体的生态平衡。
大量死亡的水生生物沉积到湖底,被微生物分解,消耗大量的溶解氧,使水体溶解氧含量急剧降低,水质恶化,以致影响到鱼类的生存,大大加速了水体的富营养化过程。
水体出现富营养化现象时,由于浮游生物大量繁殖,往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等,这种现象在江河湖泊中叫水华(水花),在海中叫赤潮。
在发生赤潮的水域里,一些浮游生物暴发性繁殖,使水变成红色,因此叫“赤潮”。
这些藻类有恶臭、有毒,鱼不能食用。
藻类遮蔽阳光,使水底生植物因光合作用受到阻碍而死去,腐败后放出氮、磷等植物的营养物质,再供藻类利用。
这样年深月久,造成恶性循环,藻类大量繁殖,水质恶化而有腥臭,造成鱼类死亡。
【案例】我国的武汉东湖、杭州西湖、南京玄武湖、济南大明湖、抚顺的大伙房水库,都曾受到富营养作用的影响。
近年来,我国沿海的赤潮也时有发生,如1989年8~9月,河北黄骅县到天津塘沽百余里的沿海出现世界上罕见的大规模赤潮,使养虾业遭到严重损失。
【水体富营养化】水体富营养化过程与氮、磷的含量及氮磷含量的比率密切相关。
反映营养盐水平的指标总氮、总磷,反映生物类别及数量的指标叶绿素a和反映水中悬浮物及胶体物质多少的指标透明度作为控制湖泊富营养化的一组指标。
有文献报道,当总磷浓度超过0.1mg/l(如果磷是限制因素)或总氮浓度超过0.3mg/l(如果氮是限制因素)时,藻类会过量繁殖。
经济合作与发展组织(OECD)提出富营养湖的几项指标量为:平均总磷浓度大于0.035mg/l;平均叶绿素浓度大于0.008mg/l;平均透明度小于3m。
水体富营养化、赤潮和水华
内容摘要:今年来世界各地的水质越来越差,水中营养物质大量聚集,赤潮、水华现象屡见不鲜,它们到底由什么原因导致的?由什么危害?又有什么方法可以治理呢?
关键词:水体富营养化、赤潮、水华、原因、危害、对策
一水体富营养化
1什么是水体富营养化
水体富营养化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。
2水体富营养化的原因
水体富营养化的主要原因在于水中氮、磷的大量富集,从而导致藻类等浮游植物的疯狂繁殖。
而营养物质从何而来呢?
它们主要来自于农田、农业废弃物、城市污水何某些工业污水。
污水中的氮由有机氮何无机氮组成。
有机氮如蛋白质、多肽、氨基酸、尿素等。
无机氮如氨氮、亚硝酸态氮等。
(1)它们中大部分直接来自污水,但也有一部分是有机氮经微生物分解转化作用而形成的。
(2)城市生活污水中含有丰富的氮、磷,如人体排泄含有一定数量的氮,使用含磷洗涤剂,含有大量的磷等。
(3)另外如磷灰石、硝石、鸟粪层的开采、化肥的大量使用,也使水中的氮、磷大量富集。
3水体富营养化的危害
在自然界物质的正常循环中,湖泊会由贫营养湖发展为富营养湖,进一步又发展为沼泽地和干地,但这一历程需要很长的时间,在自然条件下需几万年甚至几十万年。
但由于水体污染而造成的富营养化将大大促进这一过程。
如果氮、磷等植物营养物质大量而连续地进入湖泊、水库及海湾等缓流水体,将促进各种水生生物的活性,刺激它们异常繁殖,这样就带来一系列严重后果:(1)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。
(2)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。
(3)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
4水体富营养化的防御对策
(1)治理根本在于对流入水中氮、磷的控制。
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。
因此我们应严格限制或断绝水中营养物质的流入。
并要不停的对水中营养物质进行勘测,从根本解决问题。
(2)向水中溶解一些凝聚沉降和化学药剂去杀藻类,例如有许多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。
(3)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。
二赤潮和水华
1什么是赤潮和水华
赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。
当这种现象发生在淡水中时就叫做水华。
2形成赤潮和水华的成因
(1)水体富营养化。
一方面河上游大量含氮、磷的生活污水未经处理排入,最终流入大海;另一方面,今年降雨过多,含有化肥成分的融雪水通过土壤径流汇入河中,最终同样流入大海。
(2)适宜的光照和水温。
2~3月份,平均气温10.6℃,较常年高2.6℃,光照充足,提前半个月进入春季。
3赤潮和水华的危害
(1)在大量赤潮中有部分赤潮可通过鱼或贝类等食物链对人类造成毒害,可造成人类消化系统或神经系统中毒,如麻痹性贝毒(PSP)、腹泻性贝毒(DSP)、神经性贝毒(NSP)、记忆缺失性贝毒(ASP),严重的还可致死
(2)淡水中“水华”造成的最大危害是:饮用水源受到威胁,藻毒素通过食物链影响人类的健康
(3)此外,自来水厂的过滤装置可能被藻类“水华”填塞,漂浮在水面上的“水华”影响景观,并有难闻的臭昧。
4赤潮和水华的治理方案
(1)必须制定切实可行的办法,加强对工农业废水排放的管理力度,提高城市生活污水的处理能力,解决水产养殖的自身污染,减缓水体的富营养化,并力求转富营养为中营养,甚至是贫营养。
(2)另外,海有许多方法。
物理方法有隔离法、超声波破碎法、电磁波处理技术等,化学方法有用除莠剂直接杀灭法、絮凝剂沉淀法、天然矿物絮凝法,生物方法有营养物质竞争法、生物捕食法、生物排斥技术等。
其中天然矿物絮凝法己被实际应用并取得良好效果。
人类是聪明的,所以我们怎么可以看着水体富营养化、赤潮和水华而置之不理呢?为了我们的未来,为了我们的后代,我们一定要减少甚至杜绝此类现象的出现。