富营养化水体净化研究进展-朱丽丽

２０１７年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｒｅｅｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４期收稿日期：２０１７－０１－０６基金项目：水生蔬菜高效生产技术研究与示范（编号：２０１２ＢＡＤ２７Ｂ００）作者简介：朱丽丽（１９９１—），女，扬州大学硕士研究生。通讯作者：江解增（１９６４—），男，教授，博士生导师，主要从事水生蔬菜栽培生理方向的研究工作。富营养化水体净化研究进展朱丽丽，张路，李换平，谢梦薇，江解增（扬州大学水生蔬菜研究室，江苏扬州２２５００９）摘要：指出了我国水体富营养化问题的严重性，主要从富营养化水体的概念、危害、成因、修复等方面进行了论述，重点探讨了其防治策略，主要包括控制减少外源营养物质、清除自身营养物质以及生态修复等，其中生态修复又包括浮游动物、细菌的投加，引种水生植物（沉水、挺水、漂浮），建立植物浮床系统（蕹菜、水芹、豆瓣菜）等，最后对富营养化水体净化的前景进行了展望。关键词：富营养化；净化；生态修复；水生植物；植物浮床中图分类号：Ｘ７０３文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－９９４４（２０１７）４－００４４－０４１引言随着人类工业化的发展以及农田排水的面源污染不断加剧，水体富营养化问题日趋严重［１］。水体发生富营养化后，水中藻类以及浮游生物的大量繁殖会造成水中溶解氧的消耗，进而使水中鱼类等其他生物缺氧死亡，水质恶化，破坏水生生态系统［２］。富营养化水体的净化策略多样，笔者系统地介绍了各种净化修复方式，旨在为富营养化水体的净化提供参考。２富营养化水体成因氮、磷等营养物质的积累是水体富营养化的主要原因，关于其富营养化物质的来源可以分为两类：第一类指的是内因，主要指的是水体自身的深度、流速、循环周期等［３］，其中水体越浅，水体流速越慢，循环周期越长则更易导致水体富营养化的产生。第二类为外因，主要指的是人为因素，且人为因素对富营养化水体的形成占据主要成分，其中对富营养化水体的产生影响最大的是农田排水导致的面源污染，主要原因是化肥农药的盲目施用；其次，生活污水、未经处理的工业废水以及植被的破坏也会造成水体不同程度的水体富营养化。因此，根据富营养化水体多样化的成因，可为其防控或修复提供参考。３防治措施富营养化水体的形成为一个不断累积的过程，因此，可首先采取预防策略，减少营养物质的富集，避免富营养化水体的形成，其措施主要包括减少外源营养物质的输入以及清除水体自身营养物质。其次，在已经形成富营养化的河流中可采取修复策略，主要包括物理方法、化学方法和生物方法三种，物理方法可采用更换水体、促进水体流动、引入外源水进行稀释以及河道疏浚等措施；化学方法主要指的是添加一些试剂等，可包括除臭的氧化剂高锰酸钾、自由氯、二氧化氯和臭氧等，除藻剂硫酸铜、二氧化氯等［６］，物理方法和化学方法虽然具有一定效果，但成本较高，且易产生副作用，生物修复效果显著，且副作用较小，因此被广泛引用。３．１减少外源营养物质富营养化水体的成因主要分为内因和外因两部分，其中外因即外源营养物质的输入同时也是绝大部分富营养化河流的成因，因此，控制或减少外源营养物质进入水体有助于从根本上避免水体的富营养化，其具体的防控策略主要包括制定相应环保策略；控制农田污染，提高农药、化肥利用率；对城市生活污水中排放的氮、磷等营养物质实行截流，减少其对水体的污染［４］。３．２清除水体自身营养物质氮磷等营养物质在水体不断累积的过程中，会促进藻类等的异常繁殖，恶化水体环境，因此，可采取人工打捞富营养化生物，减少水体营养物质的累积量，但其只适用在水体富营养化的初期，且工作量较大，适用范围较窄；且富营养化水体的底泥中所含有的大量营养物质会不断向河水中释放，因此，可向发生水体富营养化的湖泊投加铝盐抑制湖底的磷释放，改善水质，底泥疏浚，即把富含磷的湖泊底泥表层挖掉，也是一种最有效、最直接的办法，但费用较高［５］。３．３生态修复水体富营养化的生态修复，是通过利用特定的微生物、水生植物以及部分水生动物对水体中的营养素进行降解、吸收和转化，逐渐降低水体中有机物浓度，消除水体污染，最终恢复水生生态系统，生物修复可自发或人工设计建立并受控［７］。３．３．１浮游动物浮游动物种类多样，向富营养化水体中投加合适的浮游动物不仅可取食水中大量繁殖的藻类等水生植物，避免其与水中其他生物争夺氧气，减少生物因缺氧导致的死亡量，且浮游动物的投加还可进一步丰富水生生态系统的多样性，提高其自我恢复功能。４４DOI:10.16663/j.cnki.lskj.2017.04.017朱丽丽，等：富营养化水体净化研究进展环境与安全３．３．２细菌水体本身含有部分细菌等微生物可达到净化水体的作用，但当水体富营养化程度较为严重时，其细菌数量较少或环境条件限制其大量繁殖，从而净化能力较弱，因此，可向水体中投入人工培养的高效微生物，调节水体环境以促进其大