时间：2013-11-29 分类：水力
摘要：水体富营养化的预防与治理已成为当今水体保护的热点话题，解决水体富营养化问题的主要切实有效的方法是维持水体生态系统的稳定，提高水体生态系统的生物净化能力。总结了国内外利用生物治理水体富营养化的最新研究成果，论述了现阶段在治理富营养化水体中较成熟的生物技术，提出了研究中出现的问题、解决方法及未来的发展趋势。这将对水体富营养化治理及水体可持续利用有着重要的意义。
关键词：生物;水体富营养化;研究进展
水是生命之源，是一个城市社会可持续发展的前提条件。20世纪中叶以来，人口的快速增长及社会经济的迅猛发展导致化肥的使用量急剧增加，再加上含磷洗衣粉的大量使用，未经处理的富含N、P的生活污水和工业污水大量排入内陆水体，使全球范围内的水体富营养化现象日趋严重。据调查，我国目前已趋富营养化的湖泊达90%以上[1]，而大多数水域的富营养化程度将继续加深。
天津市的淡水资源的人均占有量在国内处于最低的水平,滦河水入津工程虽然缓解了水资源紧缺的暂时局面，但仍然不能解决天津水资源匮乏的长期问题。节约用水，提高水的利用效率并加强水资源富营养化防治已成为当务之急。如何实施对水体富营养化的有效控制,以保障经济的可持续发展和人体健康，已成为人们关注的热点课题。生物治理因其具有经济、高效、无二次污染等特点，正在吸引更多人的关注，为解决水体富营养化问题找到一条切实可行的途径。
1利用水生植物治理水体富营养化
以植物为主的水体富营养化水体修复系统，主要由太阳能来驱动，在处理过程中不仅可以回收资源和固定能源，而且由于不使用化学药品，因此对环境无污染。利用植物净化富营养化水体已有很多成功的报道，与传统方式相比投资低、能耗少、处理过程与自然生态系统有更大的相容性等。
1.1以藻治藻防治水体富营养化
1.1.1单细胞藻类吸收水体有机物
单细胞藻类是一种营独立生活的藻类，适应能力强，体内代谢需要较少的能量就可以产生大量的蛋白质，也可以利用小球藻、栅藻等常见的单细胞藻类吸收水体中的N、P及其盐化合物，可以作为治理水体富营养化的一条重要理论途径，但是由于单细胞藻类大量属于独立生活且体积小的特点使得应用单细胞藻类在净化大面积水域方面受到严重的限制。
1.1.2水网藻的脱氮除氮
水网藻是大的群体型的绿藻，状囊形，广泛分布于有机物含量丰富、水体流动量小的水域中。水网藻的生长速度快，对环境的适应能力较强，可以适应比较宽的生存环境，对氮磷的吸收能力较强，易于富集，对水体的氮磷含量降低有重要作用。各种实验研究结果表明：氮磷浓度的增加时，水网藻对水体的富营养化治理情况效果增强明显[2]。
1.2利用高等水生植物降低氮磷含量
作为水体系统中主要的初级生产力和水生系统的重要组成部分，高等水生植物在水体各界面交汇处都有较大的生存量，并对水体生态系统的循环和物质能量的代谢调控有较重要的作用。高等水生植物对富营养化水体的治理原理是利用高等水生植物发达根系，形成一种对氮磷等有机物去除截留的生物过滤网，吸收水体的有机营养物质，从而达到净化水体、消除富营养化的作用。
通过实验证明水浮莲，水花生，水葱，紫背萍，宽叶香蒲，菹草，孤尾藻，水鳖，黄花鸢尾，三棱草，茭白，水芥菜，菖蒲等高等植物，对N、P和各种金属以及酚、氰农药等有机物都有吸收、积累、分解、转化的能力，因而都具有程度不等的治理水体富营养化作用。
2利用水生动物治理水体富营养化
研究实践表明，在不投放饲料或少投放饲料的情况下，大量养殖能够吞噬浮游植物的浮游动物如鲢鱼、鳙鱼等鱼类，对减少湖泊水库中的浮游生物数量，降低蓝藻的比重有明显的效果。我国淡水生态学奠基者刘健康[3]认为：放养大量的鲢鱼、鳙鱼是东湖蓝藻消失的关键因素。2008年田利等[4]研究了育珠蚌在水体富营养化的治理中的作用，发现了其对水体N、P有明显的控制效果，同时还收获了大量的珍珠、蚌肉和贝壳等产品。
3利用微生物治理水体富营养化
微生物是生态系统的分解者，一些典型的具有脱氮除磷效果的细菌在生物治理水体富营养化的方面具有重要作用，其主要功能原理有对氮磷等营养物质的消耗，或者使氮磷等有机物分子与其他成分发生作用使其沉淀排出，不能被水体其他藻类利用，从而极大程度的降低水体中的氮磷含量。该类方法在发达国家已经得到利用，在我国具有广阔的产业化前景。
3.1利用固氮菌技术
固氮菌在水体的氮素循环中对其关键的步骤起着阻断循环过程的作用，这种细菌可降低富营养化水体的含氮量。李正魁等[5]研究结果表明：固氮菌技术对各种水体进行净化处理使得氮含量明显降低，水体富营养化情况大大缓解。
3.2利用光合细菌脱氮除磷技术
光合细菌主要以有机物和硫化氢等作为功能物质，通过光合磷酸化获得自身生长代谢的能量，在水中光照条件下得以增殖，同时起到了消耗水体中氮磷等营养物质的含量，起到了净化了水体的作用。光合细菌脱氮除磷技术主要以该原理为基础，加以固定化等技术使得该技术的应用更为广泛，逐渐发展成为一种当前治理水体富营养化的一种关键技术。#p#分页标题#e#
4在利用生物治理水体富营养化过程中比较成熟的方法。
4.1生物链调控技术
生物链调控技术主要是在水体生态系统中引入生物链，使其可以在该环境内引入具有一定的捕食和竞争关系的生物链成员，从而制约水体中氮磷等营养物质的含量，提高水体的利用率，在一定程度上不仅具有环保效应，还具有较高的经济利益。利用这种方法对美国的Peter湖和捷克的Rimov水库[6]的水体富营养化成功地进行了有效控制。
4.2生态浮床技术
生态浮床技术采用无土栽培技术原理，运用生态工艺学技术形成一种集观赏与治理水体于一身的新型水体治理技术，通过植物对氮磷等元素的吸收，降低水体的富营养化程度。具有成本低、收益久的特点因而在国外生治理水体富营养化等方面有重要的实践及应用价值。
5展望
在利用生物治理水体富营养化过程中遇到了一些问题。如利用动物中得到的产品没有质量保证，植物可能在部分富营养化水体中不能生长，有些微生物去除N、P能力低或不能大量在广阔的水面上接种等，相信这些都会在今后的研究工作中得到解决。
生物防治水体的富营养化有重大的发展空间。建立生物治理富营养化水体系统，可以利用水生动物、植物及微生物，综合建立水体生物链，重复利用不同生物之间的腾点，取长补短，发挥各自的优势和互相配置优势，多种类、复合型生物治理体系是最有效、最有前景的途径。
参考文献
[1]鲍强.中国水污染防治政策目标和技术选择[J].环境科学进展，1993，1(1)：1-23.
[2]王朝晖，林秋奇，杞桑等.水网藻在不同环境下对氮磷的吸收能力[J].中国环境科学，1999，19(3)：257-261.
[3]刘建康，谢平.揭开武汉东湖蓝藻水华消失之迷[J].长江流域资源与环境，1999，8(3)：312-319.
[4]田利，王金鑫等.鲢鱼、芦台鱼对富营养化水体中藻类的控制作用[J].生态环境学报，2008，17(4)：1334-1337.
[5]李正魁, 濮培民.秋冬季环境下固定化氮循环细菌净化湖泊水体氮污染动态模拟[J]. 湖泊科学, 2000,12(4): 321-326.
[6]Jaromir S. Long-term biomanpulation of rimov reservoir [J] .Hydrobiologia, 1997,345:95-108.
