1 富营养化的来源、危害与国内现状

众所周知，水资源是人类赖以生存的重要资源之一，湖泊是储存水资源的一种形式。湖泊不仅是农业、养殖业以及生活用水的重要水源，还具有净化水质、维持生物多样性、调节气候等一系列的功能^[1]。但是，随着城市化的快速发展与国民经济的快速提升，工业废水与生活污水的排放量也越来越多，这使得我国湖泊的富营养化的程度日趋严重^[2]。2007年，在无锡发生的太湖蓝藻爆发事件，在国内引起了广泛影响，人们也因此越来越关注湖泊的富营养化情况^[3]。

1.1 国内现状

”富营养化”一词最早出现在拉丁语中，其基本含义是营养盐过剩，湖泊、河流等水体因接受了过量的营养物质，如氮、磷等，而引起自身的生产能力异常提高^[1]。按形成原因来分，富营养化可分为天然的和人工的两种，天然富营养化的过程是一个十分漫长的过程，其需要几千年甚至几万年的时间，并且不可人为的改变控制。因此在考虑富营养化的问题时，主要以人工富营养化为主^[4]。在人为因素的影响下，湖泊等水体中的藻类、浮游生物等生物的生长过程中，它们所需的营养物质越来越多，因此其迅速增长，这导致水质恶化，水中的溶解氧含量下降，鱼类等生物也因此大量死亡，并且死亡的生物在一定的基础上也导致了水质的恶化程度更加严重^[5]。

我国是一个多湖泊国家，1 km²以上的湖泊，我国共有2,759个，总面积达91,019 km²，约占国土面积的0.95%^[6]。据第十三届世界湖泊大会统计，从20世界70年代到21世纪初，全国湖泊富营养化的面积增长了近60倍，并且有1.4万 km²湖泊的富营养化程度日趋严重^[7]。根据《2004年中国环境状况公告》，在评价的27个重点湖泊中，Ⅳ类、Ⅴ类或劣Ⅴ类湖库占总数的74%，其中”三湖”（太湖、滇池、巢湖）水质均为劣Ⅴ类；在评价的10个大型水库中，有8个水库都属于中营养化^[8]。

1.2 富营养化的来源

在光照、pH值与温度适宜，并且营养物质充足的情况下，水体中的藻类会通过光合作用合成自身的原生质，分子式为C₁₀₆H₂₆₃N₁₆P，其基本反应式为：106CO₂ 16NO₃^- HPO₄^2- 122H₂O 18H 能量 微量元素→C₁₀₆H₂₆₃N₁₆P 138O₂，由上述的反应式可知，在一定的程度上，自然水体中的磷和氮（尤其是磷）的增加会导致浮游生物的量增加。^[4]在人为的富营养化过程中，其营养物质来源主要有水土流失和农业施肥、畜牧业、渔业、生活污水与污水灌溉、城镇与矿区地表径流以及大气沉降等^[9]。

1.3 富营养化的危害

湖泊富营养化的过程中伴随着一系列的生物变化、化学变化和物理变化，目前普遍被人们接受的是：富营养化水体中，氮、磷化合物的量超过代谢所需要的量，这引起藻类等生物的大量繁殖，造成水中的溶解氧下降、透明度降低，鱼类等生物会因缺氧而大量死亡，而且它们腐烂的尸体在一定的程度上又加重了水质的污染与恶化^[10]。

富营养化的危害主要表现在：⑴ 使水体中的浮游生物迅速而大量地增加，这急剧消耗了在水中溶解的氧气，使水中的溶解氧含量降低；但是水面上的植物会发生光合作用，这又造成溶解氧在局部地方过度饱和的状况。对水生动物（主要是鱼）而言，这两种情况都是有害的；⑵ 有机物在富营养化水体的底层堆积，在厌氧的条件下，其会分解产生有害气体，一些浮游生物也会产生生物毒素（如微囊藻毒素），这些都会伤害水生动物，有些甚至能够危害人类的健康和生命安全；⑶ 富营养化水体中含有硝酸盐和亚硝酸盐等一些影响人类健康的物质，如果人畜长期饮用这些含量超标的水，会出现中毒、生病等一系列的症状，严重的会导致人员死亡^[11]。因此，治理富营养化水体是一项重要的任务。

2 富营养化的研究进展

控制营养物质、去除藻类、生物调控以及生态修复等方法被用来治理富营养化水体^[9]。

2.1 控制营养物质

控制外源营养物质输入和减少内源营养物质的负荷两种方法都可以在一定程度上治理富营养化水体。水体中富营养化形成的大部分原因是外界输入的营养物质在水体中富集，通过减少、阻断营养物质的外部输入的方法，在一定程度上可以除去水体中富营养化物质的来源，这是富营养化防治的主要而根本的途径。其流程是：先从人为的污染源出发，准确调查污染的情况，制定出严格的排放标准，最后确定落实。而湖泊中的营养物质，如氮、磷等，在时间和空间的分布上是非常复杂、不均匀的，减少内源营养物质负荷是要根据不同的情况，要根据不同的情况，采用不同的方法来有效地控制湖泊内部的氮、磷等营养物质的富集^[11]。如Daren C. Gooddy用一种新的同位素框架来确定河中氮、磷等营养物质的富集程度^[12]。

2.2 去除藻类

利用物理法、化学法和生物法可以直接去除藻类。