水体富营养化治理与控制技术综述.
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湖泊富营养化控制技术装备综述:历史发展和未来趋势湖泊富营养化是指湖泊水体中出现过多的营养物质,如氮、磷等,导致水中藻类过度生长的现象。
这种现象会引起水体富营养化,破坏水质,威胁生态系统的健康,并对人类的健康和生计造成风险。
为了解决湖泊富营养化问题,科学家们开发了许多控制技术装备,并取得了显著的进展。
本文将综述湖泊富营养化控制技术装备的历史发展和未来趋势。
湖泊富营养化控制技术装备的历史发展可以追溯到20世纪70年代。
当时,科学家们开始意识到湖泊富营养化的严重性,并且开始研究控制富营养化的方法。
最初的努力主要集中在物理方法,如湖泊水体的机械搅拌和超声波处理。
然而,这些方法效果有限,无法从根本上解决问题。
随着对富营养化机理的深入研究,科学家们开始关注湖泊的生态系统。
他们发现,湖泊富营养化问题的根源是过量的氮和磷。
因此,他们将研究重点转移到了富营养化问题的生物学方面,即如何控制藻类的过度生长。
生物学控制是湖泊富营养化控制技术装备的重要领域。
一种常用的技术是利用水生植物来吸收水体中的氮和磷。
这些植物,如浮萍、莲花和香蒲,在湖泊中迅速生长,并充当氮和磷的吸收者。
此外,还有一些微生物技术被应用于湖泊富营养化的控制,例如利用化学制剂控制藻类的生长。
除了生物学控制,物理和化学方法也得到了广泛应用。
物理控制方法包括湖泊水体的搅拌和循环,以提高水体中氧气的含量,并降低藻类的生长。
化学控制方法涉及使用草鱼等控制藻类生长的鱼类,并添加铜盐等杀死藻类的化学物质。
近年来,随着技术的不断发展,新的湖泊富营养化控制技术装备被提出,并获得了广泛关注。
一种创新的方法是利用氮和磷的微生物转化过程。
这种方法通过添加特定的微生物来降解水体中的营养物质,从而减少藻类的生长。
此外,还有一些基于物理或化学原理的新装备被开发出来,如超声波清洗装置和高效的曝气系统。
未来,湖泊富营养化控制技术装备的发展趋势将更加注重环境友好型和可持续性。
传统的物理和化学方法往往带来副作用,如能耗高、污染排放等。
水体富营养化治理与控制技术综述本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March水体富营养化治理与控制技术综述摘要:富营养化是水体污染的重要原因之一,也是国内外水污染治理的难题。
从物理、化学、生化及环境因子调控等方面综述了适用于水体富营养化治理与控制的各类技术方法及其特点,并探讨了相关技术的应用发展趋势。
关键词:富营养化;水污染;治理与控制技术水体富营养化是指在人类活动的影响下,水体加速自然演化过程,在短期内出现的富营养问题,即氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口和海湾等缓流水体,导致营养盐浓度过高。
严重情况下引起藻类泛滥,称为藻型富营养化,即“水华”或“赤潮”;或出现水生植物疯长成灾现象,称为草型富营养化。
我国的河流、湖泊污染不断加剧,富营养化问题尤为突出且呈严重趋势。
20世纪70年代后期全国约有27%的湖泊富营养化,80年代末、90年代初期全国约有63%的湖泊富营养化,到90年代后期已达85%。
根据(2010年中国环境状况公报》,全国地表水污染较重,七大水系总体为轻度污染;26个国控重点湖泊(水库)中,营养状态为重度富营养的1个,占3.8%;中度富营养的2个,占7.7%;轻度富营养的11个,占42.3%;其他均为中营养,占46.2%。
笔者从物理、化学、生化及环境因子调控等方面综述了适用于水体富营养化治理与控制的各类技术方法及其特点,并探讨了相关技术的应用发展趋势。
1 污染源控制1.1 外源污染控制降低外源污染负荷是湖泊富营养化控制与治理的至关重要的第一步。
减少或截断外部营养物质的输入、控制外源营养盐进入水体的具体措施有净化水源、截污工程、洗涤剂限磷禁磷、合理使用土地等。
1.2 内源污染控制当水体外界污染物的排放减少或停止之后,一定条件下,底泥不再作为污染物的“汇”,而成为“源”。
这时底泥中的污染物释放出来,对水体造成二次污染,成为内源污染并加速水体的富营养化。
文献综述水体富营养化控制技术研究进展一、前言部分随着人类对环境资源开发利用活动日益增加,特别是进入本世纪以来,工农业生产大规模地迅速发展,工业化带来了“城市化”现象,使得大量含有氮、磷营养物质的生活污水排入附近的湖泊,水库和河流,增加了这些水体的营养物质的负荷量,为了提高农作物产量,施用的化肥和牲畜粪便逐年增加,经雨水冲刷和渗透,进入水体的营养物质不断增多,以上这些人为因素的影响,极大地减少了水体由贫营养向富营养过渡所需要的时间。
国内外的现状调查结果表明,在全球范围内30%-40%的湖泊和水库遭受不同程度富营养化影响。
我国近年来湖泊富营养化呈发展趋势,从20世纪80年代后期的41%上升到90年代后期的77%,水库富营养化问题也较严重,处于富营养状态的水库个数和库容分别占所调查水库的30.8%和11.2%。
总体而言,水体发生富营养化的程度和范围呈发展趋势,城市湖泊及邻近城镇的水库水体富营养化程度较高,湖泊和水库等相对静止的水体发生富营养化现象重于河流,但河流富营养化问题也不容轻视,富营养化已成为世界范围内水环境保护中的重大环境问题。
二、主题部分2.1水体富营养化2.1.1富营养化的定义水体富营养化(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。
2.1.2我国水体富营养化现状近二十年来,我国湖泊富营养化问题日益严重。
从全国范围来看,城市湖泊目前都已处于重富营养或异常营养状态,绝大部分大中型湖泊均已具备发生富营养化的条件或处于富营养化状态。
水体富营养化及其控制技术的研究一、富营养化定义与危害水体富营养化是指由于人为或自然因素导致水体中氮、磷等营养物质含量增加,进而引起藻类和其他水生生物异常繁殖,导致水质恶化、生态平衡失调的现象。
富营养化会导致水华、蓝藻等有害藻类的暴发,不仅影响水体的美观和透明度,还会破坏水生生态系统,甚至危害人类健康。
二、富营养化形成机制富营养化的形成机制主要包括外源输入和内源释放。
外源输入包括农业排放、城市污水排放、工业废水排放等,这些活动会向水体中输入大量的营养物质。
内源释放则是指底泥中营养物质的释放,当底泥中的营养物质积累到一定程度时,会因扰动或氧化还原条件改变而释放到水体中。
三、富营养化监测方法富营养化的监测方法主要包括水质监测和生物监测。
水质监测包括测定水体中的营养物质含量、透明度、叶绿素a等指标,以评估水体的营养状态。
生物监测则通过观察水体的生物群落结构、数量、生物量等指标,反映水体的生态状况。
四、富营养化风险评估富营养化风险评估是指对富营养化现象可能造成的危害进行评估,以便采取相应的预防和控制措施。
风险评估需要考虑的因素包括营养物质的输入量、水体的自净能力、生态系统的脆弱性等。
五、控制技术概述针对水体富营养化,目前已经发展出多种控制技术,包括物理控制、化学控制、生物控制和生态修复等。
这些技术各有优缺点,需要根据具体情况进行选择和应用。
六、物理控制技术物理控制技术主要包括底泥疏浚、水体曝气、人工湿地等。
底泥疏浚可以去除底泥中的营养物质,减少内源释放;水体曝气可以提高水体的溶解氧含量,抑制厌氧微生物的活动,减少营养物质的释放;人工湿地则通过模拟自然湿地的功能,实现对水体的净化和修复。
七、化学控制技术化学控制技术主要包括添加化学试剂、凝聚沉降等。
添加化学试剂如铝盐、铁盐等可以与水体中的营养物质结合,形成不溶性沉淀物,从而降低营养物质的含量;凝聚沉降则是通过向水体中添加凝聚剂,使悬浮物聚集成大颗粒,进而通过沉降去除。
河流水体富营养化的生态学机制与防治技术随着经济的发展和人类社会的不断进步,全球大部分地区的河流水体都出现了富营养化的问题。
富营养化的河流水体表现为水中含有过多的氮、磷等营养物质,导致水体生物过度繁殖、水生植物过度生长和腐败等一系列问题,这不仅严重破坏了河流水域本身的生态环境,也直接影响了人类生存和经济发展。
那么河流水体的富营养化是如何形成和传播的呢?从生态学的角度来看,河流水体富营养化的生态学机制主要包括以下几个方面。
一、城市工业和生活污水的排放。
工业和城市生活污水含有大量的有机物和无机物质,其中特别是含有大量的氮、磷等营养盐。
如果这些污水未经处理直接排放到河流中,就会导致河流富营养化。
二、农业生产和养殖业的营养物质排放。
农业生产和养殖业的废水、油料残渣和垃圾堆肥含有丰富的氮、磷等营养物质,如果不经过规范化的处理,就会直接排放到河流中,促使河流生态系统发生富营养化。
三、天然水源和水文过程。
在强烈日照和高温的环境下,河流中的大量养分可被水中的蓝藻、浮游植物吸收,这些浮游植物的过度繁殖即可导致河流富营养化。
此外,密度跃迁现象也是导致河流富营养化的一个重要原因,这是因为密度跃迁过程中,河中的底层水体会出现缺氧和还原状态,进而促使河流中的氨和硫化物向上迁移,进一步加剧河流的富营养化进程。
既然了解了河流富营养化的形成机制,那么如何防治河流富营养化呢?科学家和政府部门针对河流富营养化的防治研究已经取得了一些重要进展。
一、加强河流污染源控制。
针对河流水体富营养化的污染源,如污水处理厂、农业养殖场、排水口、工业企业等,应该加强治理力度,完善科学的污染源控制机制。
二、建立河流富营养化鉴别系统。
河流富营养化的防治需要对河流的富营养化程度进行准确、快速的鉴别。
建立基于水文测验和水文动态模拟的富营养化鉴别系统,能够为河流的防治提供科学依据。
三、促进生态系统恢复和调整。
为了缓解河流富营养化,可以采用引进种植水生植物、加强河道整治、加大河堤硬化的力度,使生态系统能够适应污染物质对自身的影响,保持自身的稳定。
水体富营养化治理技术研究近年来,随着人类活动水平的不断提高,水体富营养化问题不断加剧,已成为全球性的环境问题之一。
水体富营养化使得水中氮、磷等营养物质浓度升高,导致水中藻类、有害藻类、浮游植物的大量生长,进而形成大面积的藻华,对水体生态、环境与人类健康带来巨大的危害。
因此,如何正确有效地治理水体富营养化问题已成为当前亟需解决的环境难题。
一、水体富营养化的成因与分类水体富营养化是指水体中氮、磷等大量营养物质的输入使得水生态系统中浮游生物种群或海藻种群过度生长,最终导致水体水质退化的一种现象。
水体富营养化通常可分为点源污染与非点源污染两种类型。
点源污染:是指来自城镇工业企业、畜禽养殖等固定设施的直接排放废水所引起的水污染,属于比较集中的污染。
非点源污染:指的是人类农村生活、农业生产等人类活动所释放的 ammonia Azlactone,磷、施肥等大量污染物,通过自然径流、雨水等途径,进入河川湖泊等水体。
二、水体富营养化治理技术目前,国内外应用于水体富营养化治理的技术,基本上可以归结为以下四大类:1.物理治理技术流速增加法:是指通过改变水体流速和水流动力学条件,达到防止藻华形成或消除藻华的目的,包括水体通流处理、人工增流处理以及湖泊退肥措施等。
水域缓冲带:是指在水体周围建立生态缓冲带,设立一段底泥脱营养带,以起到固定氮磷,抑制水体富营养化的目的。
2.化学治理技术氧化剂治理:是指利用氧化剂如过氧化氢、臭氧等来使水体中氮磷等微量元素彻底氧化掉,从而达到很好的水质提高效果。
絮凝沉淀技术:通过添加絮凝剂,使在线外悬浮物聚集成大颗粒物而沉降下来,同时也能除了有害菌等微生物和有机污染物。
3.生物治理技术生态修复方法:是指经过施肥,提高水质中的营养物含量,转化藻类的品种和数量。
人工增氧:是指给富营养化水体进行人为增氧,从而促进藻类的生长,抑制有害藻类的生长。
4.组合治理技术结合水生植物与人工技术。
如富营养化水体中添加水生植物,增进水中植物的生态作用,促进富营养化水体的降低。
水体富营养化问题与治理技术研究一、引言水体富营养化是指水体中的营养物质浓度过高,导致水体生态系统失衡的现象。
随着人类经济的快速发展和人口的增加,农业、工业和城市化进程加速,导致了水体富营养化问题的日益严重。
富营养化不仅对生态环境造成了严重破坏,还对人类健康和社会经济发展产生了负面影响。
因此,研究水体富营养化问题与治理技术具有重要意义。
二、水体富营养化问题2.1 富营养化原因2.1.1 农业活动农业活动是导致水体富营养化的主要原因之一。
农田中使用过量的肥料和农药会随着径流进入河流、湖泊和海洋等水域,引发蓝藻等有害藻类大量繁殖。
2.1.2 工业排放工业生产过程中排放出大量废弃物和污染物,其中含有高浓度的氮、磷等营养物质。
这些污染物通过排放口进入水体,加速水体富营养化的进程。
2.1.3 城市化进程城市化进程中,大量的污水和垃圾排放进入水体,其中含有大量的有机物和营养物质。
这些污染物对水体生态系统造成严重破坏。
2.2 富营养化对生态环境的影响2.2.1 水质恶化富营养化导致水体中藻类繁殖过多,消耗了大量氧气。
这使得水中溶解氧浓度降低,导致鱼类等生物无法正常呼吸,从而造成生态系统崩溃。
2.2.2 水生植被破坏藻类过度繁殖会形成大规模藻华,阻断了阳光的透射,导致浅水区域植被无法正常生长。
这不仅影响了湖泊和河流等水域景观价值,还降低了湿地等自然保护区的功能。
三、治理技术研究3.1 生态修复技术3.1.1 人工湿地人工湿地是一种利用湿地植物和微生物对水体进行净化的技术。
通过植物的吸收和微生物的降解作用,可以有效去除水体中的氮、磷等富营养化物质。
3.1.2 水生植被恢复通过引种适应水质条件的水生植被,可以有效恢复富营养化水体的生态系统。
这些水生植被具有吸收养分、稳定底泥等功能,能够改善水质状况。
3.2 技术改造措施3.2.1 农田管理措施合理施肥、减少农药使用、改善农田排水系统等措施可以减少农业活动对水体富营养化的负面影响。
水体富营养化及其防治对策水体富营养化及其防治对策近年来,水体富营养化问题日益严重,给人类社会经济发展和生态环境带来了严重的影响。
水体富营养化是指由于大量的氮、磷等营养物质输入水体,导致水体中的营养物质过剩,从而引发一系列的环境问题。
本文将从水体富营养化的原因、对人类社会经济和生态环境的危害以及防治对策等方面进行探讨。
水体富营养化的原因主要包括农业、工业和城市排放等方面的因素。
在农业方面,大量农药和化肥的使用导致水体中大量的氮、磷等养分进入水中。
尤其是过度施肥和土壤冲刷等行为加剧了营养物质流失,成为水体富营养化的主要原因之一。
工业废水和生活污水的排放也是水体富营养化的重要原因。
由于工业化进程,大量的废水中含有高浓度的有机物和营养物质,一旦排入水体,会扰乱水体生态平衡。
此外,城市化进程中,人口增多、建设用地的扩张给水体带来了更多的人为干扰,导致水体富营养化的风险进一步增加。
水体富营养化对人类社会经济和生态环境造成了广泛而深远的危害。
首先,水体富营养化导致水中溶解氧含量下降,从而造成水生生物丧失生存空间。
鱼类和其他水生生物依赖氧气呼吸,当水中溶解氧过低时,它们无法正常生存繁殖,导致生物多样性下降。
其次,水体富营养化加速了水体寄生藻类的生长繁殖,形成大量的藻类水华。
水华降低了水体透明度,阻碍了太阳光的渗透,使得水体中其他生物的光合作用受到限制,对生态系统的平衡产生严重影响。
此外,水体富营养化还会引发水体富氧化,导致水体中产生有毒有害物质,对水体生态系统和人类健康带来潜在威胁。
针对水体富营养化,需采取综合的防治对策。
首先,应加强对农业和工业的环境监管,减少农药和化肥的使用,控制化工企业废水的排放。
通过建立环境保护部门和相关法律法规,实施严格的环境监管和执法措施,提高环境保护的实效性。
另外,可以推广生态农业和循环经济发展模式,改变传统农业生产方式,提高养分利用效率,减少养分流失。
在城市建设中,要加强污水处理设施的建设和运营,确保污水得到有效处理再利用。
《水体富营养化的危害及防治对策》篇一一、引言水体富营养化,又称为“水华”现象,是一种因水体中营养物质过度积累而引起的环境问题。
其主要是由于过度排放的氮、磷等营养物质,以及其它有机物质等导致的。
这些污染物大量流入自然水体后,引发藻类和其他水生生物的大量繁殖,不仅影响水质,也对整个生态环境产生严重影响。
本文将探讨水体富营养化的危害及防治对策。
二、水体富营养化的危害1. 破坏水生生态系统:水体富营养化会导致藻类大量繁殖,形成“水华”,这些藻类会消耗大量的氧气,导致其他水生生物因缺氧而死亡,从而破坏了水生生态系统的平衡。
2. 影响饮用水质量:富营养化水体中的藻类和其他微生物可能产生有毒物质,如藻毒素等,这些物质会通过饮用水源进入人体,对人类健康产生威胁。
3. 影响景观:富营养化水体中的藻类大量繁殖后,会形成浮游藻类团块,影响水体的透明度,使水体变得浑浊,影响景观。
4. 气候变化:水体富营养化还可能对气候变化产生影响,因为一些藻类可以吸收大气中的二氧化碳并释放其他温室气体。
三、防治对策1. 源头控制:减少污染物的排放是防治水体富营养化的根本措施。
这包括减少工业废水、农业化肥和城市生活污水的排放。
在农业生产中,可以通过合理施肥、科学耕作等方式减少化肥的使用量;在工业生产中,应严格控制废水的排放标准;在城市生活中,应加强污水处理设施的建设和运行管理。
2. 生态修复:生态修复是一种利用自然过程来恢复受污染水体的生态功能的措施。
这包括种植水生植物、养殖鱼类等。
水生植物能够吸收和分解水中的营养物质和有毒物质,有助于净化水质;而养殖鱼类可以通过捕食藻类等浮游生物来控制其数量,维护水生生态系统的平衡。
3. 物理和化学方法:对于已经出现富营养化的水体,可以采用物理和化学方法来处理。
例如,可以通过机械打捞的方式去除水中的藻类团块;或者使用化学物质来抑制藻类的生长。
但这些方法往往只能暂时缓解问题,不能从根本上解决问题。
4. 法律和政策:政府应制定严格的环保法规和政策,明确规定排放标准和处理要求。
水体富营养化及其防治对策水体富营养化及其防治对策一、引言水是人类生存的基本需求,水体的富营养化问题已成为全球性的环境问题。
水体富营养化指水中营养物质(如氮、磷等)过量富集,引发水质恶化和生态系统退化。
在这篇文章中,我们将探讨水体富营养化的原因和影响,以及一些防治对策。
二、富营养化的原因1. 农业活动:化肥和农药的使用过量、农田沿水体直接种植、牲畜饲养场的排泄物进入水体等,使得水体中的氮、磷等营养物质大量流入水体中。
2. 工业活动:工业废水中含有大量的有机物和污染物,这些物质一旦进入水体会对水质造成严重污染,促进水体富营养化。
3. 城市化和人口增长:随着城市化进程的加速和人口的增长,垃圾处理不当以及污水处理不完善,导致大量的废水和垃圾进入水体,导致水体富营养化。
三、富营养化的影响1. 水质恶化:水体富营养化会导致水中的藻类和细菌大量繁殖,形成大面积的藻华。
藻华不仅使水体变绿,还会消耗水中的氧气,导致水体缺氧。
此外,藻类和细菌会产生毒素,对水生生物和人类健康造成威胁。
2. 生态系统退化:富营养化会改变水体的生态系统结构和功能,破坏湖泊、河流等水域生态系统的平衡。
富营养化会导致藻类过度繁殖,形成藻华,使浅水区域光线透过度降低,影响水中植物的生长。
同时,富营养化还会改变水体中的群落结构,减少水生植物的多样性,影响鱼类等水生生物的生存。
四、防治对策1. 加强农业管理:加大农业生产技术改造力度,减少化肥和农药的使用量,提倡有机农业和生态农业发展。
加强农业面源污染治理,严禁农田直接向水体排放农药和化肥。
2. 加强工业污染治理:加大工业废水的处理力度,严格控制重金属和有机物的排放。
推动工业企业环境准入制度,提高所有工业企业的排污水平。
3. 完善城市、乡村和农村的垃圾处理和污水处理系统:加大投资力度,提高垃圾和污水的处理率。
加强居民环保意识,鼓励生活垃圾分类和有效利用。
4. 增加湿地保护和修复:湿地可以有效去除水体中的营养物质,保护湿地可以提高水体的自净能力。
我国水体富营养化控制对策与新技术研究摘要:随着经济的快速发展和人口的不断增加,环境污染和水质恶化日趋严重。
其中,水体的富营养化导致藻类异常增殖,形成水华或赤潮,使水体腥臭难闻,透明度降低,溶解氧减少,大量鱼类死亡。
本文介绍了水体富营养化的现状、成因、危害常用的治理方法,并对生物修复技术治理水体富营养化进行了详细介绍。
水体富营养化的生物修复技术包括水生植物修复技术、微生物修复技术以及水生动物修复技术,本文对这些技术的机理、特点进行了阐述。
关键词:水体富营养化成因危害治理和控制方法生物技术近年来,随着我国经济的迅速发展,排污量日益增加,加上长期以来人们对湖泊资源的不合理开发,大量含有氮、磷元素营养物质的污染物不断排入湖(库),使水体的营养物质负荷量不断增加,造成水体富营养化。
水体富营养化不仅对水体水质有严重影响,而且影响到周边水环境和人文景观。
一、水体富营养化的定义富营养化[1]是指生物所需的氮、磷等无机营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等相对封闭、水流缓慢的水体,在适宜的外界环境(水域的物理化学环境)因素综合作用下,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其它水生生物大量死亡的现象。
二、水体富营养化的成因1、自然因素自然界的湖泊一方面从天然降水中吸收氮、磷等营养物质:另一方面因地表土壤的侵蚀和淋溶,使人量的营养元素进入湖内,湖泊水体的肥力增加,大量的浮游植物和其他水乍植物生长繁殖,为草食性的动物和鱼类等提供了丰富的食料。
当这些动植物死亡后,它们的机体沉积在湖底,积累形成底泥沉积物。
残存的动植物残体不断分解,由此释放出的营养物质义被新的生物体所吸收。
因此,富营养化是天然水体普遍存在的现象。
在自然因素影响的水体富营养化过程中,富营养化的进程非常缓慢,至少需要几百年才能出现。
一旦水体出现富营养化现象,要恢复往往是极其困难的。
这一结果往往导致湖泊—沼泽—草原—森林的变迁过程。
2、人为因素人为因素包括工业废水、生活污水以及化学农药的使用。
《水体富营养化成因及其防治措施研究进展》篇一一、引言随着现代工业与农业的迅猛发展,水体富营养化现象愈发引起人们的关注。
水体富营养化是指水体中氮、磷等营养物质含量过高,导致水生生物异常繁殖,水质恶化,对生态环境和人类健康造成严重影响。
本文将就水体富营养化的成因、防治措施及其研究进展进行详细探讨。
二、水体富营养化的成因1. 自然因素自然因素中,地质条件和气候条件等对水体富营养化有一定影响。
例如,某些地区的地质条件可能导致地下水富含营养物质,而气候条件如降雨量、水温等也会影响水体的自净能力和生物繁殖速度。
2. 人为因素(1)农业活动:农业活动中施用的化肥、畜禽养殖产生的粪便等含有大量的氮、磷等营养物质,通过雨水冲刷、农田排水等方式进入水体,导致水体富营养化。
(2)工业排放:工业生产过程中产生的废水,如化工、造纸、制药等行业的废水,常含有大量的营养物质,如氮、磷等,未经处理直接排放到水体中。
(3)生活污水:城市生活污水中含有大量的营养物质,如洗涤剂中的磷、家庭污水中的有机物等,随着城市化的进程,生活污水的排放量不断增加。
三、水体富营养化的防治措施研究进展1. 控制外源污染(1)源头控制:通过改进农业生产方式,减少化肥、农药的使用量,推广有机农业,降低农业活动对水体的污染。
同时,加强工业废水处理,确保达标排放,减少工业污染。
(2)截污治污:建立污水处理厂,对生活污水进行集中处理,减少污水直接排放到水体中。
同时,加强河道、湖泊等水域的清淤工作,减少内源污染。
2. 生物修复技术(1)水生植物修复:通过种植水生植物,吸收水中的营养物质,降低水体的富营养化程度。
同时,水生植物还能提供生态栖息地,促进水生生物的多样性。
(2)微生物修复:利用微生物的代谢作用,分解水中的营养物质,降低水体的富营养化程度。
常用的微生物修复技术包括生物膜技术、生物反应器等。
3. 生态修复技术(1)湿地修复:通过恢复和保护湿地生态系统,提高湿地的自净能力,降低水体的富营养化程度。
水体富营养化危害及其治理技术研究水体富营养化是指水体中的氮、磷等养分过多,导致水体中浮游植物、藻类等过度生长,使水体变得混浊,易出现蓝藻和异味等现象,严重影响了水质和水生物的生存。
水体富营养化是一个全球性的问题,已经成为环境保护中亟待解决的难点问题。
本文旨在探讨水体富营养化危害及其治理技术研究。
一、水体富营养化的危害随着人类活动的增多,各种排放物质不断向水体中排放,导致水体富营养化现象不断加剧。
水体富营养化危害主要体现在以下几个方面:1.水质恶化水体富营养化导致水体中营养盐浓度过高,使水体变得浑浊,影响了水的质量,有时会形成异味等现象,甚至导致水生物的死亡。
2.影响生态系统富营养化导致水体中浮游植物、藻类等过度生长,会占用水生态系统中的资源,严重影响水位、植物和动物群落的结构及水生物多样性。
3.影响水资源利用富营养化会对水资源的利用造成影响。
在水资源充分的情况下,由于富营养化导致水体质量的下降,使得水资源不能充分利用;而在水资源不足的情况下,富营养化会导致水量的减少,增加了水资源的争夺和利用成本。
二、水体富营养化的治理技术针对水体富营养化现象,目前常见的治理技术主要包括以下几种:1.生态修复技术生态修复技术是对富营养化水体进行修复的重要手段,可以通过生态系统恢复、生物优化和增氧等技术控制富营养化的现象。
比如,增加水深可以降低光照强度,减少各种藻类的生长;引入各种物种,如蝌蚪、草鱼、鲢鱼等,加速水体中养分的循环等。
2.物理治理技术物理治理技术是通过机械手段,例如过滤、同步沉淀等方法,去除水体中营养盐,减少水体中富营养化的现象。
常见的物理治理方法有深层氧气输送、水下滑板等,都可以有效地降低水深和浮游生物的生长速率,减少营养物质。
3.化学治理技术化学治理技术是利用各种化学剂,如氯化铜、紫草酸等,在短时间内杀死藻群,有效降低水体中的富营养化。
但化学治理方法具有较强的毒性,治理效果不稳定,难以对水生态系统造成影响。
水体富营养化的治理与防控随着近几十年来人类经济水平和生活水平的提高,各种排放物质的排放和农业生产的增加导致了水体富营养化(eutrophication)问题的加剧和恶化。
水体富营养化是指水体中氮、磷等营养元素的过度输入和积累,导致水中藻类等生物繁殖过度,并最终导致水体中氧气供应的不足,引起水体生态环境和水生生物的严重破坏的现象。
在全球和中国大部分地区的水体中,富营养化的情况已经很普遍。
因此,必须采取有效的措施来治理和防止水体富营养化。
水体富营养化的成因水体富营养化的成因非常复杂,包括自然因素和人类因素。
从自然因素来说,河流、湖泊、水库等水体在不同季节,受气候因素变化,季节性的降雨和融雪等影响,水体中的营养元素发生波动并形成季节性的变化。
然而,人类活动发挥了更大的作用,垃圾填埋和焚烧、农业生产和畜禽养殖、市政府各种排放,造成了氮、磷等营养元素过量的输入,使得水体中的富营养化现象越来越突出。
水体富营养化的危害水体富营养化对环境和人类都有极大的危害。
一方面,水体富营养化导致水体中富含氮、磷等营养元素,使得水中的藻类等富营养化生物获得良好的生长和繁殖条件,并形成大面积的水华;水华会导致水体氧气供应不足,使得生物死亡,出现恶臭和腐烂的现象;另一方面,水体富营养化对人的健康有害,往往导致藻毒素等毒素的含量增加,从而危害人类的健康;同时富营养化水体中硝酸盐等化学物质也会对人体造成伤害。
水体富营养化的防治措施针对水体富营养化问题,目前已经有比较成熟的防治方法,包括控制废水排放、改善水体流动和水质、加强水生态修复和维护等。
具体的方法可以分为以下几点:1. 减少农村生活废水和工业废水的排放。
在农村地区,可以加强分离厕所、改用节水性好的灌溉和养殖等方式,减少废水的排放。
其次,借助现代科技手段实现废水的处理和利用;在工业企业方面,可以采用先进的处理工艺将废水处理后直接回收、利用。
2. 改善水质和流动。
推行河湖流域综合治理、打造协调发展的新城市、新农村等全方位的水资源管理方式。
中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展随着中国经济社会的发展,湖泊水体面临着越来越严峻的富营养化问题,给生态环境和水资源带来巨大的压力。
为了解决湖泊富营养化问题,我国湖泊生态环境保护技术和工程不断取得了新进展,本文就湖泊富营养化生态治理技术的研究进展进行综述。
(一)浮游藻类治理技术湖泊富营养化是由于水体中营养物的过度积累造成的,其中有机质、氮和磷是导致湖泊富营养化的主要营养元素。
浮游藻类治理技术是利用生物学方法或化学药剂来控制或消除湖泊中不良的浮游藻类,从而达到控制富营养化的目的。
浮游藻类治理技术主要包括生物肥料、生物培养和生物破坏等方法。
生物肥料是通过添加富含细胞增殖的正常富营养化的碳、氮、磷、微量元素和器官助剂等生物营养素,为微生物提供优质的生长条件,增强微生物对营养盐的利用能力,从而增强微生物对水体营养物的消耗。
生物培养是通过添加人造浮游藻类,使它们在水体中大量繁殖,达到抢占富营养化浮游藻类生存空间,从而控制富营养化现象。
生物破坏主要是通过添加分解细胞膜的酶类,针对富营养化浮游藻类的解体和分解,从而使富营养化浮游藻类的代谢产生大量胞外有机质,促进细菌和微型浮游动物的生长发育,加速对富营养化水体的修复和净化。
(二)水生植物修复技术水生植物治理富营养化是一种自然生态治理方式。
水生植物具有喜光、喜温湿、抗寒抗旱、吸收养分等特性,能够通过吸收富营养化水体中的营养物质,降低营养物质含量,从而抑制藻类的生长,减少水体富营养化。
目前,水生植物治理富营养化的技术主要包括三种:一种是在水生植物栖息地上建造群岛式人工湿地,利用水中有机质和富营养化的水源在湿地植物根系和微生物之间进行生态交换,以提高水生植物对营养物质的吸收率,促进微生物分解有机物的速度,从而达到修复水环境的目的;第二种是通过桩栽培植水生植物,让植物根系吸收水中的营养物,同时将植物的根系作为栖息地,提供退化质和微生物的环境,形成完整的生态系统;第三种是直接在水生植物栖息地上播撒水生植物种子或种苗,利用水生植物的根系对营养物的吸收,来减少富营养化程度。
水体富营养化治理与控制技术综述摘要:富营养化是水体污染的重要原因之一,也是国内外水污染治理的难题。
从物理、化学、生化及环境因子调控等方面综述了适用于水体富营养化治理与控制的各类技术方法及其特点,并探讨了相关技术的应用发展趋势。
关键词:富营养化;水污染;治理与控制技术水体富营养化是指在人类活动的影响下,水体加速自然演化过程,在短期内出现的富营养问题,即氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口和海湾等缓流水体,导致营养盐浓度过高。
严重情况下引起藻类泛滥,称为藻型富营养化,即“水华”或“赤潮”;或出现水生植物疯长成灾现象,称为草型富营养化。
我国的河流、湖泊污染不断加剧,富营养化问题尤为突出且呈严重趋势。
20世纪70年代后期全国约有27%的湖泊富营养化,80年代末、90年代初期全国约有63%的湖泊富营养化,到90年代后期已达85%。
根据(2010年中国环境状况公报》,全国地表水污染较重,七大水系总体为轻度污染;26个国控重点湖泊(水库)中,营养状态为重度富营养的1个,占3.8%;中度富营养的2个,占7.7%;轻度富营养的11个,占42.3%;其他均为中营养,占46.2%。
笔者从物理、化学、生化及环境因子调控等方面综述了适用于水体富营养化治理与控制的各类技术方法及其特点,并探讨了相关技术的应用发展趋势。
1 污染源控制1.1 外源污染控制降低外源污染负荷是湖泊富营养化控制与治理的至关重要的第一步。
减少或截断外部营养物质的输入、控制外源营养盐进入水体的具体措施有净化水源、截污工程、洗涤剂限磷禁磷、合理使用土地等。
1.2 内源污染控制当水体外界污染物的排放减少或停止之后,一定条件下,底泥不再作为污染物的“汇”,而成为“源”。
这时底泥中的污染物释放出来,对水体造成二次污染,成为内源污染并加速水体的富营养化。
常见的内源污染控制技术有清淤挖泥、原位覆盖、底泥钝化和生物修复等。
清淤挖泥,是减少内源污染负荷的方法之一。
日本Suwako湖、荷兰Geerplas湖、南京玄武湖均实施了清淤工程,试图削减湖泊内源污染负荷;清淤结果显示,在工程结束初期水质好转,但后期水体仍呈现富营养化状态。
原位覆盖技术是在底泥表面铺放一层或多层清洁的土壤、沙子、淤泥、砂砾等覆盖物,使底泥与上层水体隔离,从而阻止底泥中污染物向上覆水体的迁移。
意大利威尼斯环礁湖的底泥用沙土覆盖后,有效阻止了底泥中污染物的扩散。
相对于清淤挖泥,原位覆盖技术施工简单、费用低,但底泥覆盖后会影响小型湖泊的蓄水量,且对底栖生态环境有一定的破坏性。
2 水体治理技术2.1 物理法2.1.1 引水冲污和稀释引水冲污和稀释是指向富营养水体中引入寡营养盐、水质较好的水,冲刷置换湖内的富营养水体。
但该方法仅可在短期内缓解水体的富营养化状况,若外源和内源污染不能有效控制,引水冲污和稀释的效果不能长期保持,且该方法在北方等缺水地区的可行性较差。
2.1.2 吸附法吸附法是利用比表面积高的物质,吸附水中的藻类、悬浮物等物质,实现富营养化水体的净化。
常见的吸附剂有活性炭和沸石,也有使用粉煤灰、水滑石、泥沙等作为吸附剂。
王瑛等研究证明,纳米活性炭纤维可以有效地去除富营养化景观水中的多种污染物。
2.1.3 膜过滤法膜过滤技术是以外加压力或化学势差为推动力,利用高分子膜实现藻类等杂质与水的分离。
李发站等研究了超滤膜工艺,并联合砂滤和生物接触氧化技术的综合工艺处理富营养化湖泊水,该组合工艺对藻类的去除率达97.9%,去除效果优于常规工艺。
膜过滤法对藻类和藻毒素的去除率高,但易被有机物污染或堵塞,且成本高。
2.1.4 紫外线法藻类等微生物在受到紫外线照射时,藻细胞内的DNA螺旋体被紫外线的电磁能所破坏,导致细胞无法增殖,达到灭活效应。
刘茜等利用紫外线法灭杀水库中的藻类,结果表明,紫外辐射剂量为60 mJ/m 时,灭藻率为99.2%。
紫外线法除藻工艺的运行成本低,不会生成有害消毒副产物,但该技术目前在生产上的应用还不成熟,推广应用有限。
2.1.5 机械法除藻/除草沈银武等研制了蓝藻的机械清除仪器,并用于治理滇池水华,仪器利用重力振动、旋振和离心等方法收集富藻水,起到了较好地蓝藻水华的控制作用”。
尚士友等利用水草收割机在乌梁素海进行富营养化适度控制和水生植物开发利用研究,试验表明通过机械技术收割水生植物能减缓生物促淤速度。
机械法适用于藻类和水草严重泛滥的富营养化水体,是一种应急处理方式,但不能从根本上控制水体的富营养化。
2.2 化学法2.2.1 氧化法化学氧化剂能够氧化藻细胞的部分结构(如藻细胞叶绿素中的吡咯环),干扰其正常新陈代谢,最终导致藻细胞失活死亡。
常用控藻氧化剂有氯气(Cl:)、二氧化氯(C10 )、过氧化氢(H:O:)、臭氧(O,)、高锰酸钾(KMnO )等。
氯气预氧化(也称预氯化),是一种传统控藻杀藻技术。
但氯气易与水中的有机物反应,生成三氯甲烷等有害副产物。
相比于氯气,二氧化氯的除藻效率高,不产生三氯甲烷。
有研究表明,二氧化氯投加量仅为1 mg/L时对藻的去除率可达75%。
高锰酸钾对水中的藻类和微生物具有明显的抑制和去除作用。
石颖等通过试验表明,在模拟富营养化水体中,高锰酸钾的复合剂投加量为1 mg/L、混凝剂(聚合铝)为20mg/L时,藻类去除率达70%;但在应用高锰酸钾及其复合药剂时,可能导致水中锰离子(Mn)的含量升高,出水色度增加”。
过氧化氢和臭氧预氧化除藻均不存在增加副产物和二次污染的问题,且有较强的氧化能力,杀藻效率高,但这2种试剂的生产成本较高,限制了其推广应用。
目前,研究较多的光催化氧化剂为二氧化钛(TiO )。
当二氧化钛受到太阳能辐射时,可以将吸附在二氧化钛表面的OH一和HO氧化成羟基自由基(·OH)。
羟基自由基的强氧化性导致藻类死亡。
Choi等研究了一种二氧化钛光催化剂(N—TiO )降解微囊藻毒素(MC—LR)的效果,发现在可见光照射下,30 min内能降解50%的微囊藻毒素,2h内几乎将其完全去除;该技术处理富营养化水体无毒、高效。
但目前二氧化钛光催化氧化技术仍处于实验研究和探索阶段,尚未有实际生产应用的报道。
2.2.2 非氧化法2.2.2.1 硫酸铜铜离子(cu)对藻类产生毒性是由于铜离子和藻细胞壁表面的含硫基团有很强的亲合力,干扰藻类正常的新陈代谢和生化反应过程,对藻类的生长产生抑制作用。
美国、澳大利亚常用硫酸铜试剂法处理藻型富营养化水体,工艺成熟。
为防止铜离子对水生动物的影响,可将其制成铜基化合物(含铜有机螯合物),但可能存在铜离子的二次污染问题。
2.2.2.2 稀土累积稀土在藻细胞内积累过量,能对藻类生长有抑制作用,其可增加细胞膜的通透性、降低酶的活性,影响细胞内蛋白质和核酸的合成以及激素的分泌,从而影响新陈代谢,最终导致藻类的死亡。
高浓度的La和ce对微囊藻以及月牙藻的生长有抑制作用,当水中La 和ce 质量浓度为0.05 L时,微囊藻的生长繁殖完全被抑制。
我国稀土资源丰富,因此稀土元素积累法控藻成本较低,但稀土元素在食物链中有累积放大作用,具有生态风险。
2.3 物化法2.3.1 混凝沉淀在藻型富营养化水体中投加混凝剂,混凝剂的水解产物与水中藻类等颗粒性物质进行电中和并脱稳,利用小絮体间的吸附架桥或粘附网捕作用形成较大絮体,最终在重力作用下使藻类等污染物沉淀去除。
用在富营养化水体控制中的混凝剂有铁系混凝剂、铝系混凝剂、粘土等,其中铁系混凝剂和铝系混凝剂应用最为普遍。
2.3.1.1 铁系混凝剂铁系混凝剂有氯化铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合磷酸铁、聚合硅酸铁等。
肖利娟等用以铁盐为核心的无机絮凝剂(HA1)对发生水华的某华南供水水库做应急处理后,蓝藻及水华优势种(卷曲鱼腥藻和微囊藻)去除率均超过90%。
高铁酸盐兼具氧化、混凝和沉淀等多重除藻功能,高铁酸盐除藻有投加剂量低、见效快和除藻效率高的优点。
但高纯度固体高铁酸盐制备工艺条件苛刻,生产成本昂贵,同时也有一般铁盐混凝剂的出水色度高、腐蚀设备的缺点。
2.3.1.2 铝系混凝剂铝系混凝剂有明矾、聚硅硫酸铝等。
Kasper等向Sonderby湖投加明矾后,湖水总磷浓度由1.28mg/L降为0.02 mg/L,湖水透明度由0.8 m增大至1.5m 。
与硫酸铜等传统除藻剂不同,明矾或明矾浆除藻不会在水面形成大面积死藻浮膜,也不直接威胁鱼类和浮游动物的生存,但药剂使用量大,同时铝离子(Al )在人体内累积可能造成中毒症状,因此不适用于大型富营养化水体的水华控制。
2.3.1.3 粘土粘土在水中分散形成大量的悬浮颗粒,颗粒与藻细胞发生碰撞集聚,最后在重力的作用下沉降于水底。
Malcolm等向富营养化水体中投加一种改性的粘土后,水中的可溶性活性磷的浓度降低,有效地抑制了水华。
粘土来源充足,使用方便、耗资少,其絮凝具有安全、无毒的特点。
但到目前为止,粘土除藻技术还局限于海水赤潮的研究和局部应急处理,鲜有在淡水水华中的应用。
2.3.2 气浮气浮法利用高度分散的微气泡作为载体去粘附废水中的悬浮物和藻类,使其密度小于水而上浮到水面以实现固液分离。
郑广宏等利用混凝气浮法处理富营养化的景观水体后,藻类、浊度和11P的去除率均在74.9%以上。
目前气浮技术对低温、低浊、富藻水体的净化处理效果较好;但浊度超过100 NTU时,落渣困难、出水不稳定。
2.3.3 秸秆控藻在富营养化水体中,投加大麦秆、小麦杆、稻草杆等秸秆能引起水中无机氮、无机磷和CO:的浓度变化以及水体透明度、透光率等因素的改变,影响藻类的生长条件。
部分秸秆释放化感物质,如大麦秆能够释放芳香族有机化合物,抑制藻类的生长。
BaLL等试验表明,湖区内投加大麦麦秆后,Chla的浓度可以保持在40g/L的水平。
秸秆控藻法原料来源较广泛,治理的费用低廉,但作用周期长,影响水体美观。
2.3.4 电化学法电化学灭藻技术是在水体中利用电化学方法产生的活性氧(·OH、H0等)来快速杀灭藻类,在通电停止后仍具有一定的持续灭藻的能力。
吴星五等分别采用电化学法处理富营养化藻型水体,均取得了较好去除效果。
电化学法杀藻效果好,但由于机理尚不透彻,导致在实际应用中设备效果不稳定、耗电量大。
2.3.5 超声波法超声波具有的机械振动、声流和空化效应能够造成生物细胞组织的损伤、断裂或粉碎。
AHN等分别在实验室和浅水湖中研究了超声波对藻类的抑制作用,结果表明超声波对于抑制蓝藻的生长极为有效。
由于超声波除藻法能导致局部水域水温上升,耗能高,且影响水生动物生长,因此大面积推广受到限制。
2.4 生物法2.4.1 水生植物修复水生植物修复技术,即恢复水生态系统中水生植物群落,实现植物对营养盐、重金属和有机污染物的吸附、利用或转移。
同时,水生植物能够为微生物提供附着共生空间,为水生动物提供食物来源,因此可实现水生态系统的良性物质循环和能量流动。