湖泊富營養化治理技術探究

李軍

摘 要：湖泊富營養化已經成為治理研究的技術要點，如果不能及時采取措施處理，將會因為水體內營養物質過量而造成水體植物大量生長，對水體生態系統造成破壞。在對其治理技術進行分析時，需要從物理、化學、生物等學科著手，根據表現形式，對比擇優，選擇最佳的處理方法，爭取利用最少資源來達到最佳的治理效果。文章結合湖泊富營養化特點以及危害，對治理技術進行了重點分析。

關鍵詞：湖泊；富營養化；治理技術

中圖分類號：X524 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）34-0050-02

就我國湖泊富營養化治理現狀來看，治理方法不斷優化，已經由單一的調查診斷、污染源治理等方式，逐漸轉變為物理、化學、生物綜合治理，確定了綠色流域建設核心要求，各項新型技術工藝的應用已經取得了階段性成效。湖泊富營養化導致水體植物瘋長，將會對水體生態系統平衡造成影響，在對治理技術進行分析時，需要對現存的各種不足進行深入探討，結合實際情況來選擇最佳的處理方法，建立湖泊流域可持續發展新模式，徹底提高綜合處理效果。

1 湖泊富營養化特點

湖泊富營養化即水體內營養物質過量，造成水體植物大量生長，其中因為藻類與水生植物在營養鹽競爭方面具有更大優勢，如果水體內氮磷化合物增多，藻類植物過量生長，將會直接威脅到湖泊水體正常功能。湖泊內生長大量浮游植物以及淺水根生植物，會加速湖泊的沼澤化，大幅度降低湖泊容積，再加上植物在分解時將需要分解消耗眾多溶解氧，然后向水體內釋放出眾多溶解性有機物，會加速水質的惡化[1]。另外，藻類植物在代謝、死亡過程中，將會釋放出多種藻毒素，存在很強的毒理性，對于整個湖泊的生態系統來講具有很強的威脅。在對湖泊富營養化問題進行分析時，一般會將含有的氮、磷含量作為指標，其與藻類生長量成正相關。富營養化情況下，將會加速水體的質量惡化、嗅覺與味覺變壞、水質透明度降低，然后反映到漁業中，死魚量增加，對生態環境以及人身健康存在較大威脅。

2 湖泊富營養化原因

2.1 物理原因

影響水體內藻類植物繁殖量的關鍵因素是光照與溫度，當水溫達到25℃～30℃時，將會有更大可能產生富營養化。藻類可看作為中溫性微生物，在溫度較高夏季無風以及陽光充足情況下將會存在很大的繁殖量。同時，在光照、溫度合適的前提下，即便水體內氮、磷以及營養鹽含量不過剩情況下，也會因為大量繁殖造成水體富營養化。而如果光照、溫度條件不合適，即便水體內含有較多的氮、磷以及營養鹽，也不會出現藻類過量繁殖的情況。另外，水動力過程對沉積物內營養鹽釋放量存在較大影響，再加上圍湖造田、不合理水產養殖、地下水資源過分利用、周邊水土流失等均會造成湖泊淤積程度增大，加速湖泊的沼澤化發展，水體面積不斷縮小，并不利于湖泊富營養化治理[2]。并且，對于水體內營養鹽，其含量不會自然減少，隨著濃度的增加，水體富營養化程度也就會增加。

2.2 化學原因

造成湖泊富營養化的主要元素為磷、氮以及碳、微量元素、維生素等，當各元素含量達到一定限度后，便會造成水體富營養化。結合生態學原理進行分析，可以確定湖泊水體內碳元素含量較少，可以限制水生植物的生長繁殖速度，確保生態系統內各物種數量之間的平衡性。但是受人類活動影響，現在逐漸有更多外來營養物質進入到湖泊水體內，在短時間內湖泊內營養鹽增多，打破藻類生長限制，過量繁殖后出現富營養化問題。對水體內氮、磷等污染物來源進行分析，如農業施肥、農田滲漏水、塘河水產養殖過量施肥、家禽養殖污水、生活污水、工業廢水以及大氣沉降塵埃等，污染源的復雜化，決定了湖泊富營養化治理難度高的特點。湖泊內外入大量污染物，造成水體pH值增大，為藻類生長繁殖創造有利條件，同時藻類繁殖會進一步增大水體pH值，惡性循環加速水體富營養化。

2.3 生物原因

水體內浮游生物、水生動植物、微生物以及外界環境共同組成了水生生態系統，并且會保持在一個穩定的狀態。對于此生態系統，流量流動決定了系統協調性與平衡性，如果營養物質循環出現問題，超出一定限度后，將會打破系統平衡，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，但是藻類在此狀態下占據較大優勢，成為整個系統內優勢種群，短時間內快速繁殖，打破了水體食物鏈循環[3]。藻類繁殖過量迫使湖泊群落結構發生變化，水生系統發生變化，決定了富營養化對湖泊系統造成影響。同時，魚群也是控制水生系統平衡的關鍵因素，魚類可以通過攝食行為來控制系統內生物數量，對整個食物鏈有著重要影響。而魚類排泄、釋放也會加速水體營養鹽的循環，使得內源負荷增大，再加上其在底泥表層攝食，會導致湖泊沉積物再次懸浮，水體渾濁度增加，對水生植物正常光合作用影響較大。

3 湖泊富營養化治理措施

3.1塘系統設置

3.1.1 曝氣塘

應用曝氣塘方式來治理湖泊富營養化問題，整個系統具有很強的穩定性，不僅能夠靈活調節進入系統的水體水量，還可以設置太陽能曝氣系統來對待處理水體進行曝氣富氧處理，增加水體內溶解氧含量，為好氧微生物提供一個優良環境，促進微生物的生長繁殖。利用貯水式曝氣塘來對湖泊水進行初步處理，促使水體內污染物的轉化與分解，促使氨氮轉化為硝態氮，解決富營養化問題。

3.1.2 生態塘

生態塘的建設與應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塘內，其中主河道主要為沉水植物，例如現在常見的以荷花作為人工生態系統主體，可以表流濕地進行可靠凈化。受太陽能推動影響，利用生態塘內多條生物鏈來實現物質的遷移、轉化，實現能量的傳遞與轉化，促使塘系統中含有的有機物和營養鹽進行講解與轉化，緩解水體富營養化問題。其中，對于湖泊富營養化治理工作，可以選擇大型水生植物來形成生態塘，通過自身生長代謝來吸收水體內含有的氮磷等營養物，并富集各類重金屬以及吸收降解大部分有機污染物，具有凈化水體的重要作用[4]。同時，大型水生植物還能夠為微生物提供可靠的生長繁殖場所，加速微生物的新陳代謝，對存在的有機物進行可靠降解。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，避免水體富營養化發展。通過營造生態塘，可以促使水生植物、微生物的吸附分解以及吸收轉化，來提高水體的凈化能力，確保水體保持一個良好的生態狀態。endprint

3.2 濕地系統

3.2.1 表面流濕地

即水面濕地系統，湖泊水體可以在濕地表面流動，水位深度多控制在0.1～0.9m范圍內，與自然實地狀態相接近，主要是利用水生植物根、莖的生物膜來實現有機污染物的去除。在實際治理過程中，可以就湖泊周圍場地來設計塘系統，并完成河道設計，構成表面流人工濕地，通過土壤吸附以及植物吸收來對湖泊水體進行凈化。同時，還可以在濕地周圍建造圍堤，濕地內部設置小溝渠，在彎道沖擊下促使水體內溶解氧含量增加，提高水體富氧水平，同時還可以使水可以與土壤和植物進行充分接觸，增加對實體吸收凈化效果。其中，對于濕地內種植的水生植物，應保證具有發達的根系，如蘆葦、荷花、香蒲等，充分發揮植物吸收能力以及根區效應，來完成水體的凈化。

3.2.2 潛流人工濕地

根據待處理的污染物類型，來創建不同介質組成的濕地系統，搭配相應植物來完成對水體的凈化。水體通過植物、基質以及微生物之間的物理、化學和生物途徑組合實現水體治理，有效去除TSS、BOD、COD、TP、TN、藻類、石油類等物質[5]。該濕地系統所具有的流態和結構形式，可以通過高效的硝化與反硝化作用，對水體中含有的TP、TN以及石油類等物質進行可靠去除。

3.3 太陽能曝氣系統

太陽能曝氣系統可以實現底層與表層水體間的交換，提高湖泊的水動力，并且表層水體還可以通過層流狀形式向外擴散形成表面流，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，逐漸實現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，促使水體進入到一個動態平衡中，不斷去除水體內含有的污染物，降低水底持續降解底泥數量，可以有效修復水體生態系統。

4 結束語

對湖泊富營養化問題進行分析，為提高治理效率，需要確定富營養化發生原因，然后結合現場實際情況，對比選擇最為合適的治理方式，爭取對水生態系統進行改善，并種植大型水生植物，加速水體內污染物的吸附與消除。

參考文獻：

[1]王圣瑞，倪兆奎，席海燕.我國湖泊富營養化治理歷程及策略[J].環境保護，2016，44（18）：15-19.

[2]潘華辰，廖麗.湖泊富營養化治理技術探析[J].現代制造技術與裝備，2015（01）：65-67.

[3]賈璐穎.湖泊富營養化治理技術集成方法研究[D].天津大學，2014.

[4]王瑩，王道瑋，李輝，等.內陸湖泊富營養化內源污染治理工程對比研究[J].地球與環境，2013，41（01）：20-28.

[5]萬蕾.我國湖泊富營養化問題與治理現狀[J].生態經濟（學術版），2011（01）：378-381+389.endprint