106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+(+微量元素+能量)→C106H263O110N16P+138O2

由上式可知，无机的氮、磷是藻类繁殖的控制因素，尤其是磷的作用更为突出。 2 成因

富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化。

天然富营养化：自然界的许多湖泊，在数千年前，或者更远年代的幼年时期，处于贫营养状态；然而随着时间的推移和环境的变化，湖泊一方面从天然降水中接纳氮、磷等营养物质；一方面因地表土壤的侵蚀和淋溶，使大量的营养元素进入湖内，湖泊水体的肥力增加，大量的浮游植物和其它水生植物繁殖，为草食性的甲壳纲动物、昆虫和鱼类提供了丰富的食料；当这些动植物死后，它们的机体沉积在湖底，积累形成底泥沉积物。残存的动植物残体不断分解，由此释放出的营养物质又被新的生物体所吸收。按照这样的方式和途径，经过千百年的天然演化过程，原来的贫营养湖泊就逐渐演变为富营养湖泊。湖泊营养物质的这种天然富集，湖水营养物质逐渐增高而发生水质营养变化的过程称为天然富营养化。

人为富营养化：随着工农业生产大规模地迅速发展，“城市化”现象愈加明显，使得不断增加的人口，集中在一些水源丰富的特定地区。人口集中的城市排放出大量含有氮、磷的生活污水和工业废水排入湖泊、水库和河流，增加了这些水体的营养物质的负荷量。同时，在农村为了提高农作物产量，施用的化肥和牲畜粪便逐年增加，经过雨水冲刷和渗透，以面源？的形式使一定数量的植物营养物质最终输送到水体中，据估计，农业地区输出的总磷可达森林地区输出量的10倍以上，而城市径流中的总磷量又可以是农业集水区径流量的7倍左右，城市农业森林地带的地表径流都可能是某种水体富营养化的重要因素。

天然富营养化是湖泊水体生长、发育、老化、消亡整个生命史中必经的天然过程，这个过程极其漫长，常常需要以地质年代或世纪来描述其过程。人为富营养化则因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现象，它演变的速度非常快，可以在短时间内使水体由贫营养状态变为富营养态。

水体出现富营养化现象时主要表现为浮游生物大量繁殖，因占优势的浮游生物的颜色不同水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河、湖泊称为“水华（water blooms）”，在海洋中则称为“赤潮”。

\水华\（water blooms）是一种在淡水中的自然生态现象，只是仅由藻类引起的，如蓝藻（严格意义上应称为蓝细菌）、绿藻、硅藻等。\水华\发生时，水一般呈蓝色或绿色。 这两种在自然界就有的赤潮和\水华\现象，在我国古代历史上就有记载。在自然界中它们很快消失，并没有给水产动物和人类带来危害。

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赤潮（red tide）是海洋中某些微小（2-20微米）的浮游藻类、原生动物或更小的细菌，在满足一定的条件下爆发性繁殖或突然性聚集，引起水体变色的一种自然生态现象。

水体富营养化首先是氮、磷超标，总磷、总氮等营养盐是发生富营养化的必要条件。但是，水体中总氮、 总磷浓度的升高，并不一定能发生富营养化问题。富营养化发生是由于水体整个环境系统出现失衡，导致某种优势藻类大量繁殖生长的过程。富营养化一般来讲必需的三个条件：

（1） 总氮、总磷等营养盐相对比较充足； （2） 缓慢的水流流态； （3） 适宜的温度条件。

只有在三个条件都比较适宜的情况下，才会出现某种优势藻类“疯”长现象，爆发富营养化。 3 危害

水体富营养化的危害主要表现在：恶化水源水质，增加给水处理难度和成本；水体感官恶化；破坏水体生态平衡，降低水体的经济价值；水中溶解氧的减少，对水生生物有害，造成鱼类的大量死亡。水体表面生长着以蓝藻、绿藻等优势种的大量水藻，造成底层堆积的的有机物质在厌氧条件下分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素伤害鱼类。人类长期饮用含较多硝酸盐和亚硝酸盐的水，也会中毒致病。赤潮生物中的某些藻类，如微原甲藻、裸甲藻等，能产生一种对人体毒性很大的有毒物质麻痹性贝毒（PSP），而有些水产动物对其有较大抗性，当人误食体内积累了PSP的水产品后，会导致生病甚至死亡。另外，还有一些赤潮生物会产生一种腹泻性贝毒（DSP），误食后引起腹泻、恶心、呕吐等。

二、我国天然水域富营养化状况

我国天然水域的富营养化状况已非常严重。据全国水资源质量评价，我国131个大型湖泊中，达富营养化程度的湖泊达67个。城市近郊水体富营养化程度普遍偏高，如杭州西湖、南京玄武湖、云南滇池、合肥巢湖及武汉东湖等均达到重富营养化程度。另外，119座水库营养程度评价表明，63座水库为中营养化，13座水库为富营养化。滇池、太湖、巢湖是国家重点治理的“三湖”。据1999年《中国水资源公报》：太湖93%的湖区水质介于IV类—劣V类之间，主要超标项目为TP、CODMn及BOD。东太湖及太湖东部、南部沿岸带23%的湖水区水质稍好，为中富营养状态；其它77%的湖区为富营养态。太湖北湖区夏季蓝藻大爆发，导致无锡自来水供应困难。云南滇池水质为劣V类，处于富营养状态。巢湖西半湖水质为V类，东半湖稍好，全湖的营养状况都很严重，以重富营养化水体为主。

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由于沿海地区营养盐污染和有机物污染逐年加重，所以进入90年代以来，我国近海赤潮发生的频率逐渐加大，10年间累计发生赤潮200余起，平均每年就有20余起。赤潮发生多的海域有广东、山东、浙江、辽宁和上海近海，而长江口、珠江口、杭州湾、大亚湾、辽东湾、汕头—汕尾海域以及天津近海等则是赤潮的多发区。除了次数的增加外，近年来，赤潮发生的范围越来越大，持续时间越来越长，赤潮不仅出现在夏季，就连春秋两季也时有发生；不仅出现在近海，并且还有向外海扩展的趋势。如：1997年11月中旬至1998年初，在北起福建泉州湾南至广东汕头、汕尾数千平方公里的近海与内湾水域发生棕囊藻赤潮，经济损失达1.8亿元。1998年3月中旬至4月初，在广东珠江口和香港海域发生了持续半个多月的密氏裸甲藻赤潮，使粤港两地养殖业蒙受重大损失达3.5亿元。

三、富营养化的控制对策

因为水体中氮和磷的来源非常广泛，所以富营养化的防治应与引起富营养化的成因相结合。富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题，至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能较好地治理富营养化的水体。目前主要的防治措施有合成洗涤剂禁磷和限磷；加强水土保持以减少水土流失；在农业区大力发展生态农业；生物、物理及化学方法除氮、磷；水域的综合整治等。如对于小型湖泊和不大但又急需治理的河流，可采用挖掘底泥，投入钙盐、铝盐使磷形成稳定的磷酸钙、磷酸铝沉淀或引入大量未污染水进行稀释等方法。 1 控制外源性营养物质的输入

水体富营养化的形成主要是水体接受富含营养物质的废水引起的。因此治理水体富营养化的关键是降低废水中氮磷元素的含量，把大量的氮磷元素堵截在进入天然水体之前，控制外源性营养物质输入。如实施洗涤剂禁磷；制定营养物质排放标准；根据湖泊水环境氮磷容量，实施总量控制；实施截污工程或引排污染源；改进施肥方式、灌溉制度以及合理种植农作物、推广新型复合肥等措施控制化肥的使用量，减少农业外源污染及节水灌溉、控制施肥，减少农业径流引起的肥料损失等。瑞士在这一方面走在世界的前列，它是第一个洗衣粉禁磷的国家。但由于洗涤剂中的磷酸盐在水体磷污染中只占20%，因此合成洗涤剂限磷与禁磷并不能彻底解决水体的富营养化。水体富营养化防治应考虑到方方面面的原因。 2 减少内源性营养物质的负荷

减少内源性营养物质负荷，有效地控制水体内部氮、磷的富集，应根据不同的污染情况，采用不同的方法，如物理化学方法、生物性措施或工程性措施等。 1）物理化学方法

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脱氮的物理化学方法有氨气提法、沸石法和氯处理法等。但这些方法只能去除氨态氮，所以在二级处理中如发生亚硝化和硝化反应，这些处理方法就不起作用。物理除磷法有电渗析、反渗透等，但价格都较昂贵，且磷的去除率不高，仅10%。而采用金属盐的化学除磷技术，效果稳定可靠。对于除磷，目前技术上信得过的是各种混凝沉淀法、但需添加大量的混凝剂，所产生的大量难脱水的化学污泥不但很难处理，且可能有毒性，造成二次污染。国内外，较成熟的除磷工艺有厌氧—好氧法和厌氧—缺氧—好氧法。 2）生物方法

生物脱氮法可分为活性污泥法、生物滤池法、生物转盘法、流化床法等。生物法可使磷的去除率达到97%，但工艺操作不方便。为生物处理磷机理较复杂，不仅摄取构成微生物体本身及新陈代谢所必需的磷，而且在某些特定条件下，在细胞内能积累相当过量的磷。如能控制这种磷的过程摄取，那么通过生物法除磷将是一种有效的方法。 3 工程性措施

工程性措施有底泥疏浚、水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等。对于已经发生了富营养化的湖泊，底泥释放磷是重要的内源性污染源，目前最直接和有效的方法是底泥疏浚，我国滇池就采用这一方法，但成本很高。深层曝气，要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。

第四章 水中有机物（P215）

第一节 概述

水中有机物概念：除碳的氧化物、碳酸及其盐类，一切含碳的化合物叫做有机物，包括脂类、蛋白质、氨基酸和腐殖酸等.

（有机物通常指含碳元素的化合物，或碳氢化合物及其衍生物总称为有机物）

一 天然水中有机物的来源

通常将天然水体中有机物的来源分为外部来源和内部来源。 1 外部来源(陆源有机物)

指的是由相邻的环境，如排污、大气和底质输入天然水域的有机物质，也称为陆源有机物 ①有机废水(统称)

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