想必大家都知道保护环境人人有责,和绿水青山就是金山银山。今天我想给大家科普一个环保方面的小知识——水体富营养化。那什么是水体富营养化呢?大家先注意到营养一词,像人类的维持生命所需要的营养就来源于食物,如果把人体当做一个系统,吃的食物会被人体的细胞吸收利用,保证我们的呼吸、新陈代谢等生命过程。但如果摄入过多,超过了生命过程的利用需求,就会转变成脂肪。往往我们会说这个人胖了、营养过剩了。
植物生长需要多种物质,例如阳光、水、二氧化碳,以及氮、磷等营养物质。同样地,如果我们把水体看作一个系统,当大量氮、磷等营养物质进入其中,就会引发藻类及其他浮游生物的迅速繁殖。这些藻类在水面形成一层由绿色、红色或棕色等不同藻种构成的植物覆盖层,称为“水华”。水华会导致水体溶解氧含量降低、水质恶化,进而造成鱼类和其他水生生物大量死亡。这一现象就是水体富营养化。实质上,水体富营养化是由于营养盐的输入与输出失去平衡,导致水生态系统中物种分布失衡,单一物种过度繁殖,从而破坏了系统内物质和能量的正常流动,最终使整个水生生态系统走向衰亡。
那水体富营养化是怎么形成的呢?首先水华覆盖层在水面上形成一层密不透光的屋顶,阻止阳光照射湖底,阳光不出现,水面下的所有植物都无法进行光合作用,这时多余的藻类、水下植物死亡,沉积到水体底端。在这里细菌及其余分解者以遗体为食,分解的化学作用消耗氧气,使得氧气含量大大下降,没有氧气,依靠溶解氧生存的动物,例如鱼会窒息,这令更多生物死亡,发生更多分解反应,和氧气的进一步消耗,形成一个恶性循环,整个水体系统的状态变得越来越不健康。发生富营养化的水体,水体浑浊,有臭味,不仅影响水体的使用功能,而且危害人类健康。
这些导致水体富营养化的营养物质输入,其实大部分都和人类活动相关。农民通常使用化肥提高农作物的产量,其中就含有大量的氮、磷元素,它们极易在降雨或灌溉时发生流失。氮磷营养物可随地表径流进入地面水体中或下渗,通过土壤进行横向运动,然后排入地表水体中, 这是导致地表水富营养化的主要原因。当然畜牧业、渔业的污水,工业废水和生活污水的大量排放也渐渐成为主要的营养物质来源之一,特别是一些含磷洗涤剂的使用。
事实上,受到污染的水体通常具备一定的自我净化能力,能够逐渐恢复到健康状态。然而,这种自净能力是有限的。一旦富营养化程度过高,水体便难以依靠自身修复至正常水平,此时就需要人为介入,进行有针对性的防治。水体富营养化防治主要从两方面入手:一是控制外源污染输入,二是减少内源污染负荷。在控制外源输入方面,中国已采取多项有效措施,包括限制化肥使用和含磷洗涤剂的销售,同时改进污水处理厂的工艺,进一步降低出水中的氮、磷含量。在减少内源污染方面,常用的技术包括:底泥疏浚(直接清除沉积在底泥中的死亡藻类和水生生物,从底部移除富集的营养物质),机械曝气(通过增强水体流动和增氧,促进微生物活动,提升水体自净能力,加速氮、磷的降解),生态浮床(在浮岛上种植植物,利用植物根系吸收水中的氮、磷等营养物质,达到净化水体的目的)。(陕西科技馆:杨阳)