什么是富营养化？
[编辑此段]案例
(1)中国的武汉东湖、杭州西湖、南京玄武湖、济南大明湖、抚顺大伙房水库都受到了富营养化的影响。近年来，中国沿海地区也时有赤潮发生。如1989年8-9月，河北省黄骅县至天津塘沽沿海出现了世界罕见的大规模赤潮，给对虾产业造成了严重损失。
(2)近年来，随着太湖周边地区污水排放量的增加，水体富营养化日益严重，夏季水华频发。严重时绿藻细胞覆盖整个水体，水厂停水，水村居民喝污水。同时，水中有机物和氨氮含量严重超标，尤其是溶解态DOC有机物占总有机物COD的比例高达88%。因为常规饮用水处理工艺本身存在有机微污染物、氨氮等的弱点。不能完全有效去除，氯化工艺不能有效消除生活水中耐氧病原寄生虫等病原微生物，还导致形成对人体健康危害更大的有机氯化物，处理后的饮用水安全性难以保证。臭氧生物活性炭技术利用臭氧氧化和生物活性炭滤池，结合臭氧化学氧化、活性炭物理化学吸附、生物氧化降解等技术，去除原水中微量有机物、含氯消毒剂副产物等有机指标，提高饮用水安全性。
[编辑本段]水体富营养化
水体的富营养化过程与氮、磷含量及氮磷含量比例密切相关。总氮和总磷、叶绿素a和透明度分别反映了营养物质的水平、生物的种类和数量，它们被用作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(如果磷是限制因子)或总氮浓度超过0.3mg/l(如果氮是限制因子)时，藻类就会过量生产。经济合作与发展组织(OECD)提出了富营养化湖泊的几个指标:平均总磷浓度大于0.035mg/L；平均叶绿素浓度大于0.008毫克/升；平均透明度小于3米。
[编辑本段]预防
要防止富营养化，首先要控制营养物质进入水体。可以采取疏浚底泥、去除水生植物和藻类、引入低营养水稀释、实施人工曝气等措施治理富营养化水体。
[编辑此段落]状态
中国湖泊、水库和河流的富营养化趋势非常迅速。1978 ~ 1980期间，大部分湖泊处于中等营养状态，占调查面积的91.8%，3.2%处于贫营养状态，5.0%处于富营养状态。在短短的10年间，大部分处于差营养状态的湖泊已经过渡到中营养状态的湖泊，处于差营养状态的湖泊比例从3.2%迅速下降到0.53%，而处于中营养状态的湖泊已经过渡到富营养状态，处于富营养状态的湖泊比例从5.0%急剧上升到55.01%[1]。近10年来，武汉汉江下游水质急剧恶化，呈现富营养化状态。20世纪90年代，出现了两次藻类快速繁殖的“水华”。
[编辑此段]伤害
水体富营养化的危害主要表现在三个方面。
(1)富营养化使水的透明度降低，阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用和氧气的释放。同时，浮游生物的繁殖消耗了水中大量的氧气，使水中的溶解氧严重不足，而水面植物的光合作用又可能造成溶解氧的局部过饱和。水中溶解氧过饱和和低溶解氧对水生动物(主要是鱼类)有害，导致鱼类大量死亡。(2)富营养化水体底部积累的有机物在厌氧条件下分解产生的有害气体，一些浮游生物产生的生物毒素(如石房蛤毒素)也会对水生动物产生危害。
(3)富营养化水体中含有亚硝酸盐和硝酸盐，人和动物长期饮用这些物质超过一定标准的水就会中毒生病。
水体富营养化往往导致水生生态系统紊乱，水生物种减少，多样性遭到破坏。昆明滇池水质在50年代处于贫营养状态，80年代处于富营养状态。大型水生植物的种类从20世纪50年代的44种减少到20种，浮游植物的种类从87种减少到45种，土著鱼类的种类从15种减少到4种。武汉汉江1992发生水华时，藻类种群多样性指数也呈下降趋势。普遍存在的富营养化已经造成了各种用水功能的严重破坏甚至完全丧失。由于武汉汉江下游出现水华现象，汉川水厂被迫关闭，宗关水厂净化工艺困难，反冲增大，制水成本增加。此外，由于藻类有明显的腥味，影响饮用水水质。藻类产生的毒素会危害人类和动物的健康。
[编辑此段]原因
说到水体富营养化，人们往往会想到总氮和总磷超标。诚然，总氮、总磷等营养物质是富营养化的必要条件。如果水中总氮和总磷的浓度很低，就不可能发生富营养化。相反，水体中总氮和总磷浓度的增加并不一定导致富营养化。富营养化的发生和发展是水体整个环境系统失去平衡，导致某些优势藻类大量生长繁殖的过程。因此，为了研究富营养化的机制和条件，了解藻类的许多差异是必不可少的，富营养化会有不同的症状，即出现不同的优势藻类种群，各种类型的水生生物会不平衡。然而，富营养化的必要条件基本相同，最重要的影响因素可归纳如下:
①总氮、总磷等营养盐相对充足；
②铁、硅含量适中；
③适宜的温度、光照条件和溶解氧含量；
(4)水流流态缓慢，换水周期长。
只有当上述四个条件都适合时，才会出现一些优势藻种“疯狂生长”和富营养化的现象。
关于富营养化成因的两种理论
1.食物链理论:
这是荷兰科学家马丁·肖·邓恩在1997年6月的“磷酸盐技术研讨会”上提出的。
根据这一理论，自然水域中存在水生食物链。如果浮游生物数量减少或捕食能力下降，藻类的生长就会超过消耗，平衡被打破，发生富营养化。这一理论表明，营养负荷的增加并不是富营养化的唯一原因。
2.生命周期理论:
这是近年来广为接受的理论。
它认为，过多的含氮和含磷化合物排入水体，破坏了原有的生态平衡，使藻类大量繁殖，消耗了水中过多的氧气，使鱼类和浮游生物缺氧死亡，尸体腐烂，造成水污染。根据这一理论，氮磷的过量排放是富营养化的根本原因，而藻类是富营养化的主体，其生长速度直接影响水质。在适宜的光照、温度、pH值、硅等养分条件下，植物的生长依赖于外界提供给它们的最少的一种或两种养分。从藻源c 65438+OO6h ~ 0110n 16P可以看出，产生1 kg藻类需要358 g碳。因此，为了控制水体的富营养化，需要控制水体中氮、磷等营养物质的含量和比例。
食物链理论和生命周期理论争论的焦点是氮和磷是否是富营养化的主要原因。
现在还没有定论。但从目前我国水体富营养化的情况来看，富营养化的原因主要用后者(生命周期理论)来解释。
水体富营养化的原因很多。在水体富营养化日益严重的今天，对水体富营养化成因的研究已经取得了一定的成果，但对其成因的研究还有待进一步深化。到目前为止，还没有一套成熟的理论可以用来预测实际水体富营养化的发生；富营养化指标没有一个被广泛接受的严格的定量定义。因此，系统深入地研究水体富营养化的成因，对于有效地开展水体富营养化的综合防治具有重要的理论意义和实用价值。
漫长的繁衍过程。对于不同的水域，由于水域的地理特征、自然气候条件、水生态系统和污染特征等。
具体原因是:
1农田化肥
为了促进植物的生长，增加农产品的产量，人们往往会施用更多的氮磷肥，而这些肥料在降雨或灌溉时很容易流失。氮磷营养盐的流失模式为:(1)随地表径流进入地表水体；(2)潜流(壤土流)由入渗形成，通过土壤横向移动，然后排入地表水体；(3)通过土层渗入地下水。前两种类型是地表水富营养化的主要原因。最近的研究表明，磷可以通过土壤微孔结构的运动，以溶解或吸附在土壤上的颗粒形式渗入地下水流，进而进入江河、河流、湖泊或海湾，而氮(硝态氮)渗透性强，可以渗入地下水污染地下水[3]。土壤在吸附和解吸氮、磷的过程中，一部分溶解在水中，另一部分保持吸附状态，甚至在运动过程中与土壤颗粒一起沉积，成为湖泊、河流或海底沉积物的一部分。当流速、水温和微生物结构发生变化时，沉积在底泥中的污染物可以通过再悬浮和溶解的方式回到水中，构成水源的二次污染。据调查，太湖底泥每年释放的总氮和总磷约占总负荷的25% ~ 35%[4]。
2牲畜粪便
圈养的家禽、家畜特别是猪会产生大量富含营养物质和细菌的排泄物，这些排泄物很容易随地表径流和地下水流流入江河湖泊，污染水体。此外，农田过量施用畜禽粪便还会造成粪便中的养分随地表径流和地下水流流失，从而污染水体。草原过度放牧导致大量牲畜粪便滞留在草原上，造成养分过剩，破坏草原植被覆盖；当降雨产生地表径流时，植被覆盖的破坏会加剧土壤和粪便的侵蚀，造成更多的养分流失和污染。
3污水灌溉
污水作为可靠的水源和廉价的肥料用于灌溉农田，是污水农业利用的一种提倡方式。目的是通过土壤的净化和作物对养分的吸收来净化污水。但是，由于一些污水中的营养物含量较高或技术原因，土壤和地表水经常受到污染。根据对37个污灌区的调查，发现32个灌区水质不符合要求。
4城市地表径流
城市道路大多不透水，氮磷营养盐主要随地表径流进入地表水体。城镇氮磷营养盐主要来源于人类生活垃圾、生活污水和部分工商业废水(如屠宰、食品、造纸、停车场等。).美国环境保护署将城市地表径流列为美国河流和湖泊的第三大污染源[5]。
5矿区地表径流
在磷矿区，由于人类活动破坏了原有的土壤结构和植被，使土壤表面裸露。在降雨条件下，矿区散落的矿渣、泥沙、磷酸盐等污染物会随地表径流进入湖泊、水库、河流、海湾，污染水体。
6大气沉积
大气沉降不仅是悬浮颗粒物和有害气体的来源之一，也是氮的来源之一。燃料燃烧时，氮以氮氧化物的形式进入空气，随雨雪降落在土壤或水体表面，污染地表水源。
7 .人工养殖水体
很多水体既是水源，又是人工繁殖的场所。随着水产养殖业的发展，人工饵料和鱼的排泄物给水体带来了大量的氮和磷。目前，我国湖库人工养殖的饵料系数为3.0 ~ 4.0，已成为水体富营养化的另一个来源。