水体富营养化防治的生态工程优化方案

水体富营养化通常是指湖泊、水库和海湾等封闭性或半封闭性水体，以及某些河流水体内的氮、磷营养元素的富集，水体生产力提高，某些特征性藻类（主要是蓝藻、绿藻）异常增殖，使水质恶化的过程。

富营养化防治的目的是满足对水的使用，要强调“适度控制”。也就是说，水也并不是越贫营养越好。例如，作为水源地的水体应尽可能地贫营养，但是为了提供蛋白质而发展渔业和水的水体，却允许一定程度的富营养化，但不可过分。富营养化防治的对策是以防为主，综合治理。生物利用技术是国际上公认的有效防治措施之一，尤其像大型水生植物，它们具有极强的吸收和富集养分的能力，又有较长的营养周转期，从水中提取和利用它们要比浮游植物容易得多，所以，无论国内外，大型水生植物都是用来防治水体富营养化的主要植物种类。

内蒙古乌梁素海以近50万亩之广的湿地芦苇和千余万平方公里的治水植物，吸收来自大草原牧区的大量营养盐，通过收获水生植物，用作牲畜饲料，既减少了营养积累，控制了富营养化，又利用水生植物资源发展了畜牧业，增加了蛋白质生产。这是一个资源利用与富营养化适度控制兼顾的技术典型，在发展中国家特别适用。

在浅水型的富营养湖泊，通常种植高等水生植物（也称为大型水生植物），如莲藕、蒲草等，随着这些水生植物收获，氮、磷营养物也就随水生植物体一起离开了湖泊水体。南京莫愁湖是一个富营养状态的小型湖泊，曾在湖内种植莲藕，每年收获约25万公斤，随藕从湖中带出的氮达60吨多，磷1吨，经过三年时间，水色由原来的14级上升到11级，透明度由0.25米上升到1米，悬浮物由14毫克/升下降到3.8毫克/升，湖水感官性状有了很大的改善。

富营养化防治生态工程对大型水域同样有效。据日本科学家1989年报道，举世闻名的日本国最大的淡水湖泊琵琶湖，近年来也已富营养化。他们从周围通向琵琶湖的30个大小不等的湖泊中，选择最大的Nishinoko湖，实施生态工程。该湖面积约290公顷，湖中芦苇生长繁茂，约覆盖167公顷。据调查监测进、出此湖的河流水质变化结果，总氮由平均1.95毫克/升降到1.41毫克/升，降低27.7%；总磷由平均0.104毫克/升降到0.060毫克/升，降低42.3%；其氮、磷自净率分别是28.85和32.5%，这是此湖中浮游植物、水底大型植物和芦苇当来水通过时的综合作用结果。此外，收获芦苇每年还可去除总氮16.4吨，总磷2.3吨；总计每年通过收获芦苇、珍珠蚌、衣绿藻和鱼可从湖中去除总氮31.2吨，总磷4.09吨，既保护了琵琶湖水质，又有经济效益。

1990年夏，由于水质富营养化，江苏太湖梅梁湾藻类大暴发，导致滤池阻塞，无锡市自来水供水锐减，水质陡降，影响居民用水并使116家工厂停产或半停产，直接经济损失达1.3亿元。中国科学院南京地理学湖泊研究所在太湖马山水厂水源设计和运行了改善湖泊饮用水源水质的物理——生态实验工程：据资料表明，多年来经受住了多次大风浪考验。工程能有效地削减进入自来水厂水源的藻类，除藻率平均达59%～78%以上，对总氮、总磷、氨氮、BOD5等水质指标均有改善。其特点是凤眼莲可在有大风浪的大水面旺盛生长，起到净化和克藻的作用。

污水自然处理技术包含多种技术，现在趋向于综合化、一体化。在发展新技术中，应该兼收并蓄。工业上为了污染防止，正在倡导清洁生产，包括一定范围内的闭路循环，自然处理是其组织内容之一。甚至美国NASA所积极研究的宇航器密封舱中，自然处理中的水生植物处理技术，也早已被组合进去。因为在长期宇航条件下，太阳能是极为充沛的，如与凤眼莲等植物的光能利用和转化高效率相结合，长时间载人宇宙航行难题的解决，并不是无望的。

在自然污水处理技术逐步提高的同时，随着科学技术的迅速发展，科学家们正在探索各种防治污水的新途径，各种高新技术纷纷问世，令人瞩目。(www.xing528.com)

美国一国家实验基地最近建立了两种不同的装置，利用阳光的紫外线来分化污水中的化学毒物获得成功，使环保主义者们想利用廉价太阳光能处理污水的美梦变为现实。这两种装置，一种是具有可移动的反光镜组的装置把阳光聚射在似瀑布流下的污水中；另一种则是利聚光镜把阳光照射在通过玻璃管道的污水中。两种装置虽不同，但原理都一样：使二氧化钛和过氧化氢混合后进入水中。当紫外线光里的高能光子撞击在钛上，便激发出化学反应，使水和过氧化氢电化成充电分子。这无数的充电分子便把污染物分解成极细微的无毒的类似二氧化碳分子。这种处理方法比传统的污水处理法有很大的改进。传统的方法是把有毒的化学物质滤出，留下处理。而利用太阳光来净化则能最终把大量的有机污染物质分解掉，使污水达到可饮用的程度。

可谓无独有偶，同样是利用紫外线对水进行处理，俄罗斯制成新型水清洁器。全俄物理科学院光通信学分院的科学家，研制了一种集过滤器和消毒器功能为一体的新型水清洁器，这种清洁器可以使任何一个水龙头变成泉水之源。新型水清洁器使用短波紫外线对水进行照射处理，它可以在4秒钟之内将水中有机物浓度降低为原来的千分之一，并能清除各类有毒物质。而经过处理后的水仍保持原有的盐分，口感更佳，不必烧开即可饮用，只有洁净优质的泉水才能与之相媲美。新型清洁器的主要部件紫外线灯可连续工作5000个小时，每小时可处理6～50升水，一个清洁器可使用10～15年。应用前景十分广阔。

在处理各种工业废水方面，相应的配套高新技术纷纷出现。经过十几年的试验，最近芬兰伊马特拉电力公司终于研制出一种可净化受到放射性污染的液体的新设备，设备的核心部分是一个金属罐状的离子交换，容积为12升，含有不可溶的无机粒子，放射性液体经初步净化后，流经这个离子交换器后，放射性物质便滞留在罐中。净化后的水对人体无害，可直接排入水道。这一净化设备运输和使用均很方便，并在芬兰洛维萨核电站试用，效果良好。

日本电子公司推出了含氟废水处理新技术，利用了胶状氢氧化铝的溶度和氟素的吸附性因酸碱度的不同而变化的性质，使胶状氢氧化铝作为氟素吸附剂并反复利用，从而避免了凝聚沉淀污泥的产生，比含氟废水处理一般采用的凝聚法大为先进，仅日本全国的半导体工厂每年就可因此减少10万吨的污泥产生，大大减少了环境负担和处理成本。

微生物技术，也是一项十分看好的先进技术。如一些酚、氰、塑料等高分子化合物，用物理方法或化学方法达不到净化的要求时，微生物技术便可发挥其巨大的作用了。它是通过下水道密封系统收集污水，经物理或化学方法除去悬浮物后，借助微生物的代谢活动，使有机物分解和杀死病源菌，从而达到净化污水的目的。

其他一些高新技术这里就不再一一介绍了，正所谓道高一尺，魔高一丈，一物降一物。生产力的发展，给人类带来了环境破坏难题。人类一定可以利用掌握的先进科学技术，使环境最终为人类服务，协调、平稳、持续地向前发展。

缺水和水被严重的污染，使人类开始有了忧患意识，在综合治理污染的同时。人类的目光已投向了那浩瀚无际的海洋。就让我们来看看海水利用方面这个全新的领域。