河流水體富營養化的影響因素及水質變化分析

摘要：自然環境下的河流水體有自然凈化能力，富營養化的時間非常緩慢，但是隨著社會的發展，大量污水排放到河流中，導致水體短時間呈富營養化狀態。水體富營養化破壞河道自然生態平衡，影響水質使用功能。水體富營養化包含一系列物理、化學和生物變化，與水體的物理性狀、化學特性、生物特性等眾多影響因素有關。本文主要探究幾個典型的河流水體富營養化影響因素及富營養化引發的水質變化。

關鍵詞：水體富營養化;影響因素;水質變化;污染治理

中圖分類號：S181

文獻標識碼：A

作者簡介：王朝霞（1984-），女，本科，工程師。研究方向：水環境質量綜合。

在自然環境下，河流水體有自然凈化能力，水體富營養化的時間非常緩慢，但是隨著社會的發展，大量的工業廢水、生活污水和農業灌溉等污水排放到河流中，導致水體短時間呈富營養化狀態。富營養化的河道水體散發著臭味，破壞了河道自然的生態平衡[1]。近年來，隨著國家對環境治理的重視、污染防治攻堅戰的打響，加快河道水體富營養化污染治理，修復河道生態環境，實現人與自然的和諧發展。

水體富營養化是浮游藻類在水體中建立優勢的過程，包含一系列物理、化學和生物變化，與水體的物理性狀、化學特性、生物特性等眾多影響因素有關[2]。本文主要探究幾個典型的河流水體富營養化影響因素及富營養化引發的水質變化。

1富營養化影響因素

1.1營養物質

水體富營養化歸根結底是由營養物質的增加造成的。大多數的營養物質來自于農業農藥肥料的使用、畜禽漁業養殖飼料和廢水的排放、生活污水隨意排放等面源污染源和污水廠排水等點源污染源[3]。一般認為主要營養物質是磷，其次是氮，可能還有碳、微量元素或維生素等。根據Odum提出的Liebig最少定律，導致富營養化的物質往往是這些水體中含量有限的營養物質。也就是說，如果某水體缺少磷，在這種水體中添加磷，就會加速富營養化的發生;如果某水體缺少氮，向這種水體中添加氮，也會導致富營養化的發生。在地表水系統中，通常磷酸鹽是水生植物生長的限制因素。如，在正常的淡水流域中磷含量通常是有限的，所以增加磷酸鹽會引發水生植物的過度生長。我國無磷洗衣粉的全面使用，就是防止水體富營養化的一項措施。一些水產養殖地區，因大量投喂飼料、施肥等導致水體中的營養物質顯著增加，這些水體極易發生富營養化;海濱城市因海產品加工產業比較發達，有些小的加工廠會隨意排放營養成分很高特別是高含磷的廢水，尤其是排放到小的入海河流中，在這些流速緩慢、營養豐富的入海河流中，極易在溫度合適的情況下發生嚴重富營養化現象;農作物種植產業中，農田中大量使用化肥，一旦遇到雨水充沛的季節，化肥中的營養物質就會隨雨水流入河流，增加河水中氮、磷等營養物質含量，導致富營養化的發生。

1.2pH值

pH對酶的反應活性和速率都有直接或間接的影響，各種藻類都有其適合生長的pH范圍，改變水體的pH會改變藻類生長反應所需各種酶的活性，從而影響藻類的生長繁殖速度[4]。富營養化大多發生在pH值為弱堿性或堿性的水體中，因為堿性水體環境易于捕獲大氣中的二氧化碳，有利于藻類光合作用的進行，因此pH值的上升有利于藻類的大規模繁殖。在富營養化水體中，隨著富營養化的進展，藻類光合作用消耗水體中的CO2，使水的pH值呈現隨藻類生長而顯著增高的變化趨勢。有數據顯示，大連市等一些入海口河流因季節性富營養化嚴重，導致其水質的pH值顯著增高，瞬時pH值可以達到9.6。

1.3溫度

溫度對浮游藻類的生長影響較大，是影響藻類生長繁殖的重要因素，溫度能夠影響藻類細胞內酶的活性[5]，借助光合作用，抑制酶促反應或抑制呼吸作用強度，制約藻類的增值速度。適宜、穩定的溫度是河流水體富營養化的必要條件。受季節變化的影響，河流水體溫度升高，藻類的光合作用加強。溫度的劇烈變動引發某些種類藻類的快速增值，同時抑制其它藻類的生長繁殖，從而引發生物群落結構的變更，原有的優勢群體將由其它種群替代。每年夏季，北方地區的氣溫迅速升高，水溫也隨著顯著升高，此時在一些營養充足的河流中，藻類就會大量繁殖，發生嚴重的富營養化，有的水面上會鋪著一層藻類;比較淺的河流水下藻類生長旺盛，隨水流浮動;流速比較緩慢的地方藻類布滿整個水體，遠看一片綠色，散發著濃重的腥臭味。為了治理水體富營養化現象，地方部門利用各種方法，人工或者機械打撈水中的藻類，耗費了大量的人力物力。

1.4溶解氧

溶解氧是水體與大氣交換平衡以及經化學和生物化學反應后，溶解在水中的氧。水中的氧氣含量與光合、呼吸作用有著密切的關系。在水體富營養化的河流中，隨著光照的變化，水體中的溶解氧也會不斷地變化。白天隨著光照的增強，光合作用加強，水生植物光合作用的產氧速率超過呼吸作用的耗氧速率，水體中的溶解氧會不斷升高，最終會出現一個極高值。隨后光合作用不斷減弱，產氧速率也逐漸降低，水中的溶解氧越來越低，最終出現一個極低值，呈現出明顯的晝夜性變化特點[6]。通過一些富營養化水體的實時監測數據可以看出，溶解氧的變化呈現出很好的晝夜性變化特點。但如果水體富營養化相當嚴重，藻類增長到已經布滿整個水體，此時水體下層的物種因為呼吸作用已經耗盡水中的溶解氧，而表面的藻類阻隔水體和大氣正常的氣體交換，導致水體下層幾乎處于無氧狀態。

2富營養化水體水質變化

在富營養化現象發生時，水體的透明度明顯降低。富營養化嚴重的水體，藻類大量增殖，因優勢種群的不同而使水體帶有不同的顏色，如褐色、紅色、藍色等。一些藻類本身散發出腥味異臭，另外藻類死亡后向水體底部沉積，腐爛變質，消耗大量的溶解氧，嚴重時使深層水體的溶解氧消耗殆盡而呈厭氧狀態，導致水生生物死亡，同時厭氧微生物繁殖分解產生H2S等氣體，發出惡臭。某些藻類還能分泌、釋放毒素，威脅水生動植物的生長[7]，另外有毒物質進入水體后，如果被牲畜等飲入體內，可引起各種胃腸道疾病，嚴重影響水質的使用功能。河流水體受到污染而發生富營養化時，會破壞水體正常的生態平衡，導致某些生物種類減少甚至滅絕，而另一些生物種類顯著增加，物種的豐富度減少，損害水生生物種群的穩定性和多樣性。

3結論

富營養化水體中藻類的大量繁殖受到很多因素的影響，除了上述介紹的因素外，還有一些其它因素，如生物機制、光照、鹽度、微量元素、水的滯留時間等，這些因素并非獨立存在，而是相互作用的。伴隨著社會的發展，河流水體污染來源逐漸增加，同時城市生態景觀水體的不斷建設，使得生態補水越來越少，可供利用的水體日漸減少，因此河流污染治理顯得尤為重要。在進行水體污染治理時，應綜合考慮水體富營養化發生的各種原因，制定有集中性和綜合性的方案，既要針對重點原因采取集中整治方案，又要兼顧富營養化發生的綜合原因，切斷水體富營養化的各種途徑，才能真正有效地防止河流富營養化的發生。綜合起來，主要有以下幾點。

3.1采取有效的管控措施

生產企業的污水一定要經過嚴格的處理，符合排放標準后才能排入河流;布好生活污水管網，生活污水統一回收處理，不隨意排放或散排各類生活污水，尤其是鄉鎮和農村等基礎設施薄弱的地方，更要逐漸規范化管理起來;加強農業化肥使用的管理，避免過度使用肥料;加強畜禽養殖的管理，糞便不能隨意堆放或排入河道;加強河道兩側生活垃圾的管理，禁止隨意丟棄，造成河道污染。

3.2加強監測監管

通過加密監測，精準研判各水體的基本情況，為管理部門的決策提供強有力的技術支撐。管理部門應定期調研、巡河，全面排查，摸清問題，將發現的問題列入清單，逐條督促解決，加快推進河流污染治理工作。

3.3落實主體責任

將任務分解落實到相應的單位和個人，如“河長制”的建立，通過建立考核和追責制度，切實加強對河流的綜合治理工作。

參考文獻

[1]黃潤民.河道水體富營養化污染綜合治理的研究[J].清洗世界，2020，36（04）：33-34.

[2]于旭青.富營養化水體中藻類突發性增長生長特性的研究[D].成都：西南交通大學，2009.

[3]童昌華.水體富營養化發生原因分析及植物修復機理的研究[D].杭州：浙江大學，2004.

[4]劉春光，金相燦，孫凌，等.水體pH和曝氣方式對藻類生長的影響[J].環境污染與防治，2006，28（03）：161-163.

[5]劉書宇.景觀水體富營養化模擬與生態修復技術研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2007.

[6]祁濤，秦淑瑩，寧占智，等.宜昌求索溪秋季pH和溶解氧晝夜變化特征[J].人民長江，2018，49（02）：38-42.

[7]高翔，姜霞.湖泊水華暴發原因解析與防控措施[J].科技與創新，2019（22）：24-28.

（責任編輯 周康）