1. 水体富营养化的原因怎样防治(简答题)
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。
水体中过量的氮、磷等营养物质主要来自未加处理或处理不完全的工业废水和生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥,其中最大的来源是农田上施用的大量化肥。
(1)氮源
农田径流挟带的大量氨氮和硝酸盐氮进入水体后,改变了其中原有的氮平衡,促进某些适应新条件的藻类种属迅速增殖,覆盖了大面积水面。例如我国南方水网地区一些湖叉河道中从农田流入的大量的氮促进了水花生、水葫芦、水浮莲、鸭草等浮水植物的大量繁殖,致使有些河段影响航运。在这些水生植物死亡后,细菌将其分解,从而使其所在水体中增加了有机物,导致其进一步耗氧,使大批鱼类死亡。最近,美国的有关研究部门发现,含有尿素、氨氮为主要氮形态的生活污水和人畜粪便,排入水体后会使正常的氮循环变成“短路循环”,即尿素和氨氮的大量排入,破坏了正常的氮、磷比例,并且导致在这一水域生存的浮游植物群落完全改变,原来正常的浮游植物群落是由硅藻、鞭毛虫和腰鞭虫组成的,而这些种群几乎完全被蓝藻、红藻和小的鞭毛虫类(Nannochloris属,Stichococcus属)所取代。
(2)磷源
水体中的过量磷主要来源于肥料、农业废弃物和城市污水。据有关资料说明,在过去的15年内地表水的磷酸盐含量增加了25倍,在美国进入水体的磷酸盐有60%是来自城市污水。在城市污水中磷酸盐的主要来源是洗涤剂,它除了引起水体富营养化以外,还使许多水体产生大量泡沫。水体中过量的磷一方面来自外来的工业废水和生活污水。另方面还有其内源作用,即水体中的底泥在还原状态下会释放磷酸盐,从而增加磷的含量,特别是在一些因硝酸盐引起的富营养化的湖泊中,由于城市污水的排入使之更加复杂化,会使该系统迅速恶化,即使停止加入磷酸盐,问题也不会解决。这是因为多年来在底部沉积了大量的富含磷酸盐的沉淀物,它由于不溶性的铁盐保护层作用通常是不会参与混合的。但是,当底层水含氧量低而处于还原状态时(通常在夏季分层时出现),保护层消失,从而使磷酸盐释入水中所致。
富营养化的防治对策
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、磷。
(1)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。
(2)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。
6.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。例如美国华盛顿州西部的长湖是一个富营养水体,1980年10月用向湖中投加铝盐的办法来沉淀湖中的磷酸盐。在投加铝盐后的第四年夏天,湖水中的磷浓度则由原来的65μg/L降到30μg/L,湖泊水质有较明显的改善。在化学法中,还有一种方法是用杀藻剂杀死藻类。这种方法适合于水华盈湖的水体。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生物性措施
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。目前,有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。大型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。 近年来,有些国家采用生物控制的措施控制水体富营养化,也收到了比较明显的效果。例如德国近年来采用了生物控制,成功地改善了一个人工湖泊(平均水深7米)的水质。其办法是在湖中每年投放食肉类鱼种如狗鱼、鲈鱼去吞食吃浮游动物的小鱼,几年之后这种小鱼显著减少,而浮游动物(如水蚤类)增加了,从而使作为其食料的浮游植物量减少,整个水体的透明度随之提高,细菌减少,氧气平衡的水深分布状况改善。但也发现,浮游植物种群有所改变,蓝绿藻生长量比例增高,因为它们不能被浮游动物捕食,为此可以放鲢鱼来控制这种藻类的生长。
2. 水体富营养化治理措施是什么
水体发生富营养化时,可以使用凝聚沉降的化学试剂,杀死水体中的藻类植物。
也可以养殖大型的水生植物,通过吸附、降解、转化的作用,减低水体中氮、磷元素的含量,还可以挖掘水底污泥和沉积物质、对水体底部补充氧气、注入磷、氮含量低的水。
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。
3. 富营养化水体该怎么治理啊
物理方法 (1)污水分流。湖泊富营养化的一个重要原因就是外源污染。工、农业生产的污水直接排放到湖泊是造成湖泊水体营养盐含量增加的主要原因。通过对排放管道的改造,将污水的排放引至别处,是防治湖泊富营养化重要的、有效的措施。 (2)换水/稀释。湖泊内营养盐含量过多,通过换水/稀释可以直接将湖泊水体内的营养盐浓度降低,同时可以排除掉大量的营养盐。 (3)深层排水。湖泊底层营养物含量高,一般而言,底层水的营养盐浓度高于表层水,当水流转时,底层湖水进入上层,引起表层湖水营养物含量的增加。 (4)曝气/混合。采用机械搅拌、压缩空气、水泵、喷射泵等方法进行曝气和促进水的流动,可以防止底泥释放磷,改善氧气状况,加强矿化作用,降低浮游植物光合作用等效果。 (5)挖泥。富营养化湖泊中的底部沉积物常是一个营养库,在一定条件下可不断释放磷,这称为内部负荷。当外部负荷减少后,内部负荷可补偿,使富营养化现象继续存在。挖泥可以直接去除底泥中的营养盐含量,减轻内部负荷对湖泊的影响。 (6)机械收草藻。利用机械收割装置直接收获水草和藻戋可以直接改善湖泊的表层生态环境,同时,水草和藻类本身就会吸收大量的营养盐,通过对它们的收获也可以从湖泊中去除营养盐。
2.化学方法 (1)深水曝气技术。营养盐类的大量注入,致使藻类及浮游生物异常繁殖,水体溶解氧急速下降,在水与底泥的交界面甚至出现厌氧现象。在深水进行人工曝气,可以在不改变水体分层的状态下提高溶解氧浓度;其次还可以降低氨氮、铁、锰等离子性物质的浓度,可有效改善厌氧状况。 (2)营养物钝化。利用铝盐与无机和颗粒磷产生沉淀,可以减少水体中磷的含量,铁盐(氯盐或铝盐)、硫酸铝铁、泥土颗粒和石灰泥都有类似的功能,钙盐也是相当有效的营养物钝化剂。 3.生物方法 (1)水生植物修复技术。利用适合相应湖体环境的水生植物及其共生的微环境,来去除水体中的污染物质。水生植物在其生长期间可有效吸收与富集水中和底质中的营养盐,起着“营养泵”和“营养库”的作用。合理构建并维持水生植物的生物量,可转移出氮、磷等营养盐,各类漂浮植物、浮叶植物、挺水植物和沉水植物等水生植被的恢复和重建可有效分配水体营养盐,避免单一优势种的过度滋生,保持水体净化能力。 (2)水生动物修复技术在湖泊水库生态系统中,水体中的藻类除受营养物质的控制外,作为食物链中的一环,也受到浮游动物和鱼类的控制。因此,可以通过调控食物链的环节来达到改善湖泊水库水质的目的。 (3)生物膜技术。利用比表面积较大的天然材料或人工介质为载体,利用其表面形成的粘液状生物膜,对污染水体进行净化。载体上富集的大量微生物能有效拦截、吸附、降解污染物质。
4. 水体富营养化的成因,危害和措施
原因:
1) 化肥流失;人类使用的合成氮肥是进入沿海水域的营养物质的最主要来源。根据全球的统计数据,在施用于土地的氮肥中,平均12%的合成氮肥直接流入了沿海水域。而在某些高流失量地区,比如在降水量较多的农耕地区,这个统计数字可能高达30% 。
2) 生活污水输出过量营养物质;日益增长的人口数量增加了污水的排放,由此也增加了排放到自然环境中的营养物质。
3) 畜禽养殖输出过量营养物质;畜禽养殖也会输出过量的营养物质。中国90%的养殖场根本没有垃圾和污水处理设施,使得大量营养物质输入水体。
4) 含磷物质的排放;在当今的工业产磷量里,80%-85%者用于制造化肥,另一个用磷相对少得多的工业行业是洗涤剂行业。从某一地区来看虽然工业的磷排放所占比重较大,但总体上看,流入水体的磷主要还是来自于城市污水和农业。农业磷排放中,又主要来自养殖业和使用化肥。
5) 工业污染排放;很多工业制造和加工工厂使用氮和磷化合物作为基础产品,如:化肥厂、农药厂、食品加工厂、含磷清洁剂、 使用尿素作为基础产品的行业。
6) 6矿物燃料的燃烧;矿物燃料燃烧过程(既包括交通工具燃烧汽油,也包括电厂的发电过程)产生的氮化合物(NOx)能够直接沉积进入水体,或者先存在土壤中,间接地被冲刷入水体里。
防治对策
(1)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。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,控制人为污染源。
(2)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。
主要治理方法:
1) 物理方法: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
2) 化学方法:包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法。
3) 生物方法: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。目前,有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。大型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。
5. 什么是水体富营养化如何防治
水体富营养化首先要了解成因,因为人类活动,农业污水,生活污水,工业废水的大量排放进入水体,导致水体氮磷等富营养化物质过量,超出水体已经能力而引起水体富营养化。因此,首先1必须外源截流,这是保证水体恢复的必要条件。2内部治理,前期有化学药剂以及絮凝沉淀的方法,以及物理方法,不做过多介绍,这里主要介绍现在处理水体富营养化的一种生态方法,也是当前的趋势,水体生态修复,通过前期土壤底质改良,种植大量沉水植物,作为改善水体环境的主体,搭配辅助挺水植物以及浮叶植物。投放一定量和比例的水生动物,形成水体食物链,并达到食物链稳定平衡。最终相互促进,形成完整水体生态系统,恢复水体自净能力。
6. 富营养化的成因和治理对策
一、富营养化的成因
富营养化就是指水体中氮、磷逐渐富集,致使浮游藻类异常增殖,水生生物多样性和稳定性降低,透明度下降,水质恶化这样一个总的概念。根据富营养化的直接后果来看,富营养化过程是自养型生物(浮游藻类)在水体中建立优势的过程。它包含着一系列生物、化学和物理变化的复杂过程,而与水质化学和物理性状、浮游植物种群和产量、湖泊形态和底质等许多因子和参数相关。
云台山园区形成富营养化有内因和外因两方面作用,内因是园区内部水体较浅,低泥中沉积大量的氮、磷、有机物等成分,造成藻类大量繁殖。主要是蓝藻、绿藻、硅藻,这些藻类死后腐烂后会在水中产生一些气体,也就是我们在园区中看到的一些气泡水的来源;外因主要是来自于山西上游农业化肥农药、生活用水排放、游客丢弃的垃圾等。
二、富营养化的治理对策
1.控制上游来水中的氮、磷量
由于景区本身对水体的保护很重视,并没有农业耕作生产、生活用水排放,所以上游来水中氮、磷是景区水体的主要污染来源。由于缺少上游水源地的水质检测数据,只能推测其主要源自山西省的一些农业化肥、工业污染源及生活用水的面源污染,还需进一步做工作调查具体每种污染源占的比重,然后协调省市间联系,制定水源保护条例,削减上游相应的污染源。
2.全面清淤转移营养底泥
景区水来源,主要靠上游大气降水及地表逸流补给。长期上游受污染的污水流入,使进入水体营养物质大量增加.在某些水流较缓的区域水体中底泥积累的氮、磷数量与浓度背景值过高,水体富营养化现象日渐加剧。为防止景区水质进一步恶化,可以开展局部清淤,使水体内营养物质的含量有所下降。这一方法固然是较彻底解决水质富营养化的优化途径,但受经济、运载条件的限制,要考虑到财政上的承受能力。
3.底泥情化
相对于清淤,转移底泥惰化底泥是花费小、减轻富营养化、控制效果明显的适宜对策。据我们参阅国外的一些科研文献报道,认为采用惰化、压盖手段封闭底泥较适合我国国情。即采用钙质膨润土、沸石、浮石、火山渣等物质可分期钝化、封闭底泥含磷量的释出。尤其沸石、膨润土更具显效,且物料易得,费用不高,更较可取。
钙质膨润土的组分:含Si O2占72%,Al2O3占13%,氧化铁占0.14%,氧化钙占2.35%,氧化镁占1.94%,及蒙脱石等。膨润土有强吸水性能,吸水后可膨胀7~16倍,它可阻塞分子孔隙,使水分子难于渗透;并具有较强的离子交换能力,4小时内可吸附、去除6%的总磷。如将钙质膨润土投至湖底,可较快形成一致密的隔离层,既增强吸附底泥中磷的能力,又可阻止底泥中氮、磷元素的溶出,并对湖水水质及生物均无不利影响。
天然沸石是一种多孔的骨架状的硅酸盐矿物,在水体中具有较强的离子交换能力。由于其多孔隙,内表面积大及渗透性能好,具有强吸附性,可高效去除湖水及底泥中的N、TOC等。故在湖区一定范围内投放,可收到较佳的净水、封泥功效;且沸石类矿物价廉、易得,它可使磷、铝结合成络合物,增强底泥对磷的吸收能力,从而降低水中的磷含量。但具体的用量及如何融合到云台山的T作中去,需要今后进一步在景区开展底泥惰化的实验,以取得更准确的效果。
7. 污水富营养化怎么办
目前比较常用的富营养化治理技术一般是生物方法,通过抑藻剂抑制藻类生长,回
同时利用净水剂提答升水质,安全环保,不产生二次污染;
还有一、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。
二、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。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。
8. 污水处理却出现了富营养化了,该怎么处理
将青苔取出,减少投放养料,确保足够的氧气,不要让细菌挂了!
投放一些化学除磷药剂,注意保护活性污泥!
9. 水体富营养化治理措施
水体富营养化治理措施如下:
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、生物性措施。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。有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。大型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。这是国内外治理湖泊水体富营养化的重要措施。
3、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。
对于河湖水体富营养化治理,各个国家和地区采用不同的物理、化学、生物方法对其进行预防、控制和修复,并且取得了一定的成效。