第七章水体污染修复生态工程 水是人类消耗最多的自然资源,水资源的可持续利用是所有自然资源可持续开发利用中 最重要的一个问题。由于人类活动的影响,进一步加剧了水资源的减少和污染,危及人类对 水资源的基本需求,进而引发一系列的经济和社会问题。1972年,联合国就发出警告:“水, 将导致亚面的补会危机”,水的问题将成为21世纪影响全球的重大国际问题。目前,中国 的水环境面临最 重的问题是水 本的污染 水体的泪化严面 制约了人类的用水需求,因此 水体的污染修复是人类迫切需要解决的问题。所谓受损水体的污染修复生态 是,是利用 有的植物或培育、接种的微生物的生命活动,对水中的污染物进行转移、转化及降解,从而 使水体得到净化的工程及技术体系。该工程具有以下优点:处理效果好、投资少、运行费用 低、无二次污染等。所以,这种廉价的工程技术十分适用于我国大范围受损水体的修复。 本章的水体主要是指景观、湖泊、池塘等相对静止的淡水生态系统,针对它们富营养化 的现状,指出 了生态修复的必 修复的内在原因、影响 ,提出了生态 修复应遵循的原则、指导思想以及恢复生态功能的方法, 第一节水生生态系统 水生生态系统在人类的生活环境中起着十分重要的作用。 一方面,它在维持全球物质 环和水循环中具有重要的作用,另一方面,它还承担水源地、动力源、交通运输、污染净 化场所等功能。 一、水生生态系统的特点 水体为水生生物的繁衍生息提供了基本的场所,各种生物通过物质流和能量流相互联系 并维持生命,形成了水生生态系统 (aquati 其构成要素有生产者、消费者 分解者和非生物类物质四类。非生物类物质是指水、氧气、二氧化碳、氮和磷营养物质等作 为生物生长原料的无机物质以及生物排泄物和死体等有机物质。生产者是指利用光能或无机 物,合成有机细胞物质的生物,称为一级生产者。水环境中有代表性的生产者是光合自养型 的藻类及部分水生植物。另外,利用氧化能的化学合成自养型硝化细菌也属于生产者范畴 消费者是以生产者产生的有机物为食料的异氧型生物,称为捕食 浮游生物、鱼类、哺乳 类动物等是典型的消费者,其中直接捕食生产者的称为一级消费者,捕食 一级消费者的称为 二级消费者,依此类推。分解者是异氧型生物,它们分解生物死体和排泄物,使之成为简单 的无机物质,供生产者再利用。分解者的典型代表是异养细菌和后生动物??等。 上述表明,维持生命所必须的物质是在生态系统中循环往复利用的。一般来讲,水体中 的生物大致划分为:脊椎动物 底栖生物、浮游生物和水生高等植物四大生态类群。它们各 自组成水生生态系统十分重要的生命单元,形成错综复杂的相互依存而且相互制约的食物 (food chain) 食物链中各种生物与它们生存的环境之间通过能量流动和物质循环保持着相互依存的 关系,这种关系在一定的空间范围和一定时间内呈现稳定状态,即保持生态平衡(ecological balance)。 天然水体对排入其中的某些物质具有一定限度的自然净化能力 ,使污染的水质得到改 善。但是如果污染物过量排放,超过水体自身的环境容量,这种功能就会丧失,从而导致水 质恶化。 水体受到严重污染后,不但直接危害人体健康,首当其冲受害的是水生生物。因为在正 常的水生生态系统中,各种生物的、化学的、物理的因素组成高度复杂、相互依赖的同一整
第七章 水体污染修复生态工程 水是人类消耗最多的自然资源,水资源的可持续利用是所有自然资源可持续开发利用中 最重要的一个问题。由于人类活动的影响,进一步加剧了水资源的减少和污染,危及人类对 水资源的基本需求,进而引发一系列的经济和社会问题。1972 年,联合国就发出警告:“水, 将导致严重的社会危机”,水的问题将成为 21 世纪影响全球的重大国际问题。目前,中国 的水环境面临最严重的问题是水体的污染。水体的退化严重制约了人类的用水需求,因此, 水体的污染修复是人类迫切需要解决的问题。所谓受损水体的污染修复生态工程,是利用培 育的植物或培育、接种的微生物的生命活动,对水中的污染物进行转移、转化及降解,从而 使水体得到净化的工程及技术体系。该工程具有以下优点:处理效果好、投资少、运行费用 低、无二次污染等。所以,这种廉价的工程技术十分适用于我国大范围受损水体的修复。 本章的水体主要是指景观、湖泊、池塘等相对静止的淡水生态系统,针对它们富营养化 的现状,指出了生态修复的必要性,根据水体生态修复的内在原因、影响因素,提出了生态 修复应遵循的原则、指导思想以及恢复生态功能的方法。 第一节 水生生态系统 水生生态系统在人类的生活环境中起着十分重要的作用。一方面,它在维持全球物质循 环和水循环中具有重要的作用,另一方面,它还承担着水源地、动力源、交通运输、污染净 化场所等功能。 一、水生生态系统的特点 水体为水生生物的繁衍生息提供了基本的场所,各种生物通过物质流和能量流相互联系 并维持生命,形成了水生生态系统(aquatic ecosystem)。其构成要素有生产者、消费者、 分解者和非生物类物质四类。非生物类物质是指水、氧气、二氧化碳、氮和磷营养物质等作 为生物生长原料的无机物质以及生物排泄物和死体等有机物质。生产者是指利用光能或无机 物,合成有机细胞物质的生物,称为一级生产者。水环境中有代表性的生产者是光合自养型 的藻类及部分水生植物。另外,利用氧化能的化学合成自养型硝化细菌也属于生产者范畴。 消费者是以生产者产生的有机物为食料的异氧型生物,称为捕食者。浮游生物、鱼类、哺乳 类动物等是典型的消费者,其中直接捕食生产者的称为一级消费者,捕食一级消费者的称为 二级消费者,依此类推。分解者是异氧型生物,它们分解生物死体和排泄物,使之成为简单 的无机物质,供生产者再利用。分解者的典型代表是异养细菌和后生动物??等。 上述表明,维持生命所必须的物质是在生态系统中循环往复利用的。一般来讲,水体中 的生物大致划分为:脊椎动物、底栖生物、浮游生物和水生高等植物四大生态类群。它们各 自组成水生生态系统十分重要的生命单元,形成错综复杂的相互依存而且相互制约的食物链 (food chain)。 食物链中各种生物与它们生存的环境之间通过能量流动和物质循环保持着相互依存的 关系,这种关系在一定的空间范围和一定时间内呈现稳定状态,即保持生态平衡(ecological balance)。 天然水体对排入其中的某些物质具有一定限度的自然净化能力,使污染的水质得到改 善。但是如果污染物过量排放,超过水体自身的环境容量,这种功能就会丧失,从而导致水 质恶化。 水体受到严重污染后,不但直接危害人体健康,首当其冲受害的是水生生物。因为在正 常的水生生态系统中,各种生物的、化学的、物理的因素组成高度复杂、相互依赖的同一整
体,物种之间的相互关系都维持着一定动态平衡,也就是生态平衡。如果这种关系受到人为 活动的干扰,如水体受到污染,那么这种平衡就会受到破坏,使生物种类发生变化,许多敏 感的种类可能消失,而 耐型种类的个体大量繁殖起来。如果污染程度继续发展和加剧 不仅导致水生生物多样性的持续衰减,最终还会使水生生态系统的结构和功能遭到破坏,其 影响十分深远。 二、水质净化的生物学原理 水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的 环境容量,从而导致水体中的水发生了物理和化学上的变化,破坏了水体中固有的生态系统, 破坏了水体的功能及其在经济发展和人类生活中的作用。 对于水环境来讲,水体自净(self-purification)的定义有广义和狭义之分,广义的 定义是指受污染的水体经物理、化学与生物作用,使污染物的浓度降低,并恢复到污染前的 水平:获义的定义是指水体中的微生物氧化分解有机污染物而使水体得以净化的过程。 水体自净过程十分复杂,按其机理可分为3个过程:(1)物理过看 其中包括稀释 混合、扩散、挥发、沉淀等过程,污染物质在这一系列的作用下,其浓度得以降低:(2)化 学和物理化学过程一一污染物质通过氧化、还原、吸附、凝聚、中和等反应使其浓度降低: (3)生物生化过程一一污染物质中的有机物质,由于水中微生物的代谢活动而被分解、氧 化,并转化为无害、稳定的无机物,从而使浓度降低。 任何水体的自净作用都是上述三个过程同时、同地产生,相互影响、相互交织在一起 共同作用的结果。但其中常以生物自净过程为主,生物体在水体自净作用中是最活跃、最积 极的因素。目前在水体自净作用的研究上,大多以生物自净过程为中心。 三、水体富营养化的概念与成因 富营养化(Eutrophication)一词原用于描述植物营养物浓度增加对水生生态系统的生物 学效应。最初,Weberf使用cu phc描述决定泥炭沼泽发展初期植物 群落的营养状态。到20世纪中后期,当富营养化及其影响成为人们关注的问题时,其内涵 为拓展,即由社会的城市化、植物营养物的工农业利用及其废弃物的排放等所引起的生态变 化。国内有人定义富营养化为氨、磷等无机营养物大量进入相对封闭、水流缓慢的湖泊、水 库等水体,引起藻类和其它水生植物大量繁殖、水体溶解氧下降、水质恶化、其它水生生物 大量死亡的现象(金相灿等,1990)。尽管富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化, 但天然富营养化要经过几千年甚至几万年才能完成,而人为富营养化才是当代水体富营养化 的主要因素,因为人类经济活动,可导致湖泊在短短几年内就出现富营养化 水体富营养化的表观现象就是蓝细菌和真核藻类引起的“水华”。越来越多的研究表明, 富营养化的实质是水体初级生产力的异常增大,支配这种初级生产力的营养性物质很显然是 言营养化极为重要的指标。在话官的光照、温度、H和充足营养物的条件下天然水体中的藏 类通过光合作用合成自身的原生质,以下反应式可以概括水体富营养化的本质: 106C0h+16N0h+HPO42-+122Hb0+18Ht+能量+微量元*C06Hb601oN16P+1380 可以看出,水体中藻类原生质的生成有赖于碳、氯、磷的存在,碳、氨、磷是生成藻类 的决定性因素,因而也是构成水体富营养化的决定性因素。根据Liebig最少定律(Law of Min m, 1971和上述藻类生长的基本反应式可知 ,磷通常是水体富营养化的 限制因子(Schindler,1997)。其主要原因: 一是因为自然水体中含瞬量很低,限制了水生 生物的生长繁殖:二是大部分水生生物需磷量很少,其生物体的C:N:P一般为106:16:1: 是由于许多蓝细菌能固氮,可从空气中固定氮气米满足它们对N的需要,而磷不能转化为气 体,只能在水体中循环 藻类所需要的无机营养与植物相同,需求量大的元素包括碳、氨、磷、氢、氧。C02是 最主要的碳源,氮源是氨氮和硝酸盐,磷源是溶解性磷酸盐类,氢和氧由水提供。藻类需要
体,物种之间的相互关系都维持着一定动态平衡,也就是生态平衡。如果这种关系受到人为 活动的干扰,如水体受到污染,那么这种平衡就会受到破坏,使生物种类发生变化,许多敏 感的种类可能消失,而一些忍耐型种类的个体大量繁殖起来。如果污染程度继续发展和加剧, 不仅导致水生生物多样性的持续衰减,最终还会使水生生态系统的结构和功能遭到破坏,其 影响十分深远。 二、水质净化的生物学原理 水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的 环境容量,从而导致水体中的水发生了物理和化学上的变化,破坏了水体中固有的生态系统, 破坏了水体的功能及其在经济发展和人类生活中的作用。 对于水环境来讲,水体自净(self-purification)的定义有广义和狭义之分,广义的 定义是指受污染的水体经物理、化学与生物作用,使污染物的浓度降低,并恢复到污染前的 水平;狭义的定义是指水体中的微生物氧化分解有机污染物而使水体得以净化的过程。 水体自净过程十分复杂,按其机理可分为 3 个过程:(1)物理过程——其中包括稀释、 混合、扩散、挥发、沉淀等过程,污染物质在这一系列的作用下,其浓度得以降低;(2)化 学和物理化学过程——污染物质通过氧化、还原、吸附、凝聚、中和等反应使其浓度降低; (3)生物生化过程——污染物质中的有机物质,由于水中微生物的代谢活动而被分解、氧 化,并转化为无害、稳定的无机物,从而使浓度降低。 任何水体的自净作用都是上述三个过程同时、同地产生,相互影响、相互交织在一起, 共同作用的结果。但其中常以生物自净过程为主,生物体在水体自净作用中是最活跃、最积 极的因素。目前在水体自净作用的研究上,大多以生物自净过程为中心。 三、水体富营养化的概念与成因 富营养化(Eutrophication)一词原用于描述植物营养物浓度增加对水生生态系统的生物 学效应。最初,Weber使用eutrope、mestrophe、okigotrophe描述决定泥炭沼泽发展初期植物 群落的营养状态。到20世纪中后期,当富营养化及其影响成为人们关注的问题时,其内涵大 为拓展,即由社会的城市化、植物营养物的工农业利用及其废弃物的排放等所引起的生态变 化。国内有人定义富营养化为氮、磷等无机营养物大量进入相对封闭、水流缓慢的湖泊、水 库等水体,引起藻类和其它水生植物大量繁殖、水体溶解氧下降、水质恶化、其它水生生物 大量死亡的现象(金相灿等,1990)。尽管富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化, 但天然富营养化要经过几千年甚至几万年才能完成,而人为富营养化才是当代水体富营养化 的主要因素,因为人类经济活动,可导致湖泊在短短几年内就出现富营养化。 水体富营养化的表观现象就是蓝细菌和真核藻类引起的“水华”。越来越多的研究表明, 富营养化的实质是水体初级生产力的异常增大,支配这种初级生产力的营养性物质很显然是 富营养化极为重要的指标。在适宜的光照、温度、pH和充足营养物的条件下天然水体中的藻 类通过光合作用合成自身的原生质,以下反应式可以概括水体富营养化的本质: 106CO2+16NO3 - +HPO4 2- +122H2O +18H+ +能量+微量元素 C106H263O110N16P+138O2 可以看出,水体中藻类原生质的生成有赖于碳、氮、磷的存在,碳、氮、磷是生成藻类 的决定性因素,因而也是构成水体富营养化的决定性因素。根据Liebig最少定律(Law of Minimum)(Odum,1971)和上述藻类生长的基本反应式可知,磷通常是水体富营养化的 限制因子(Schindler, 1997)。 其主要原因:一是因为自然水体中含磷量很低,限制了水生 生物的生长繁殖;二是大部分水生生物需磷量很少,其生物体的C:N:P一般为106:16:1;三 是由于许多蓝细菌能固氮,可从空气中固定氮气来满足它们对N的需要,而磷不能转化为气 体,只能在水体中循环。 藻类所需要的无机营养与植物相同,需求量大的元素包括碳、氮、磷、氢、氧。C02是 最主要的碳源,氮源是氨氮和硝酸盐,磷源是溶解性磷酸盐类,氢和氧由水提供。藻类需要
的微量元素有锰、硫、氯、铁、铜和其它许多金属元素,这类元素一般在水中都是大量存在 的。藻类生长的限制因素是氮和磷,其含量通常决定者藻类的收获量,所以水体中氮、磷营 养盐类的增加 也就成为藻类过度生长的主要原因 藻类在、 磷利用上存在一定的相关性(Car&Chambers, 1998)。从藻类对、磷 需要的关系看,磷的需要往往更为重要,生产力受磷的限制更为明显(Ketola,1975:Maberly tl.,2002)。这是因为水中氨的缺乏,可以由许多固氮的微生物(如某些固氮细菌和蓝藻) 来补充,尤其是浅水刊封闭水休,光照充足,生物固氨作用活跃。另外,人们发现藻类的过 度繁殖程度与磷酸盐含量之间存在着某种平行关系,出现过度 殖的那些藻类往往能积累大 量磷酸盐 藻类对有机氨的摄取比无机氯缓慢,但有机物可以作为代谢物或维 生素的来源 进藻类的生长:有机氮也可以通过促进细菌的生长,增加水体中的溶解性C0:量,为藻类光 合作用提供充足的碳源。总体来讲,富营养化是水体受到氮、磷污染(Jarvie et al.,1998, 2002a,b,2005),营养物质进入水体并造成藻类和其它微生物异常增殖的结果。 四、水体富营养化产生的危害 富营养化的危害很大, 影响深 它不仅在经济上造成损失,而且危害人类健康。富营 养化水体在很多用途方面,都被认为是劣质水体。下面分别从几个方面介绍由氨、磷引起的 富营养化状态对水体功能和水质的影响及危害。 (1)使水味变得腥臭难闻 宫营养化的水体会出现薄类(蓝藻)的过度繁殖,伸饮用水产生霉味和泉味。在春末 夏、秋温度较高的季节,水藻大量增殖,成团的藻类死亡腐烂分解时,经过放线茵等微生物 的分解作用,这些水藻就会散发出浓烈的使人恶心的腥臭。藻类散发出的这种器臭,向水体 四周的空气扩散,给人以不舒服的感觉,直接影响、烦扰人们的正常生活,同时这种腥臭味 也使水味难闻,大大降低了水的质量。 (2)降低水的诱明度 富营养化水体中,生长者以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻。这些水藻浮在水体表面 形成 一层“绿色浮渣 。经过风吹,水面这层绿色浮渣被密集 ,由于表层水体悬浮 密集的水藻使水质变得浑浊,透明度明显降低,富营养化派重的水质透明度仅有0.2m,水网 感官性状大大下降。 (3)消耗水体的溶解氧 富营养水体的表层,藻类可获得充是的阳光,并从空气中获得是够的二氧化碳讲行光合 作用而放出氧气,因此表层水体有充足的溶解氧。但在富营养华水体的深层,情况就不同了 首先,由于表层有密集的藻类,使得阳光难以透射进入水体深层,而且阳光在穿射水层的过 程中,被藻类吸收而衰减,所以深层水体的光合作用明显的受到限制而减弱,因而溶解氧的 来源也就随之减少。其次,藻类死亡后不断的腐烂分解,也会大量消耗深层水体的溶解氧 严重时可能使深层水体的溶解氧消耗殆尽而导致厌氧状态,使得需氧生物难以生存。这种厌 氧状态可以触发或者加速底泥积累的营养物质的释放,造成水体营养物质的高负荷,形成富 营养水体的恶性循 (4)向水体释放有毒物质 富营养化对水质的另一个影响是许多藻类能够分泌、释放有毒有害物质,不仅危害动物, 而且对人类健康产生严重影响(Bettina et al.,2000:Codd,2000)。淡水中的蓝藻毒素已 成为全球性的环境问题(Haider et al,.20O3),在好多国家中己发现蓝藻使人和家宿得病的 情况(表1-1)(韩志国等, 2001) 表7-1近30年来发生的蓝藻毒素引起人类中毒事件
的微量元素有锰、硫、氯、铁、铜和其它许多金属元素,这类元素一般在水中都是大量存在 的。藻类生长的限制因素是氮和磷,其含量通常决定着藻类的收获量,所以水体中氮、磷营 养盐类的增加,也就成为藻类过度生长的主要原因。 藻类在氮、磷利用上存在一定的相关性(Carr & Chambers,1998)。从藻类对氮、磷 需要的关系看,磷的需要往往更为重要,生产力受磷的限制更为明显(Ketola,1975;Maberly et al.,2002)。这是因为水中氮的缺乏,可以由许多固氮的微生物(如某些固氮细菌和蓝藻) 来补充,尤其是浅水型封闭水体,光照充足,生物固氮作用活跃。另外,人们发现藻类的过 度繁殖程度与磷酸盐含量之间存在着某种平行关系,出现过度繁殖的那些藻类往往能积累大 量磷酸盐。藻类对有机氮的摄取比无机氮缓慢,但有机物可以作为代谢物或维生素的来源促 进藻类的生长;有机氮也可以通过促进细菌的生长,增加水体中的溶解性C02量,为藻类光 合作用提供充足的碳源。总体来讲,富营养化是水体受到氮、磷污染(Jarvie et al.,1998, 2002a,b,2005),营养物质进入水体并造成藻类和其它微生物异常增殖的结果。 四、水体富营养化产生的危害 富营养化的危害很大,影响深远,它不仅在经济上造成损失,而且危害人类健康。富营 养化水体在很多用途方面,都被认为是劣质水体。下面分别从几个方面介绍由氮、磷引起的 富营养化状态对水体功能和水质的影响及危害。 (1)使水味变得腥臭难闻 富营养化的水体会出现藻类(蓝藻)的过度繁殖,使饮用水产生霉味和臭味。在春末、 夏、秋温度较高的季节,水藻大量增殖,成团的藻类死亡腐烂分解时,经过放线菌等微生物 的分解作用,这些水藻就会散发出浓烈的使人恶心的腥臭。藻类散发出的这种腥臭,向水体 四周的空气扩散,给人以不舒服的感觉,直接影响、烦扰人们的正常生活,同时这种腥臭味 也使水味难闻,大大降低了水的质量。 (2)降低水的透明度 富营养化水体中,生长着以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻。这些水藻浮在水体表面, 形成一层“绿色浮渣”。经过风吹,水面这层绿色浮渣被密集、浓缩,由于表层水体悬浮着 密集的水藻使水质变得浑浊,透明度明显降低,富营养化严重的水质透明度仅有0.2m,水体 感官性状大大下降。 (3)消耗水体的溶解氧 富营养水体的表层,藻类可获得充足的阳光,并从空气中获得足够的二氧化碳进行光合 作用而放出氧气,因此表层水体有充足的溶解氧。但在富营养华水体的深层,情况就不同了。 首先,由于表层有密集的藻类,使得阳光难以透射进入水体深层,而且阳光在穿射水层的过 程中,被藻类吸收而衰减,所以深层水体的光合作用明显的受到限制而减弱,因而溶解氧的 来源也就随之减少。其次,藻类死亡后不断的腐烂分解,也会大量消耗深层水体的溶解氧, 严重时可能使深层水体的溶解氧消耗殆尽而导致厌氧状态,使得需氧生物难以生存。这种厌 氧状态可以触发或者加速底泥积累的营养物质的释放,造成水体营养物质的高负荷,形成富 营养水体的恶性循环。 (4)向水体释放有毒物质 富营养化对水质的另一个影响是许多藻类能够分泌、释放有毒有害物质,不仅危害动物, 而且对人类健康产生严重影响(Bettina et al.,2000;Codd,2000)。淡水中的蓝藻毒素已 成为全球性的环境问题(Haider et al.,2003),在好多国家中已发现蓝藻使人和家畜得病的 情况(表1-1)(韩志国等,2001)。 表7-1 近30年来发生的蓝藻毒素引起人类中毒事件
接触方式 时间(年) 地点 受影响的人群 毒素种类 约5000人患急性 1975 美国 未鉴定 胃肠炎 1979 149人出现类似以肝 油大利亚 cvlindrospermopsin 炎的症状 中因江苏和广西 原发肝癌发病率 1972-1995 微囊藻毒素 部分地区 饮水 2000人患肠胃炎, 1988 巴西 未鉴定 其中88人死亡 许多人患有 澳大利亚 看到食物就恶心 肝毒素 区中 1989 英国 咽喉溃疡、头疼 微囊藻毒素 腹痛、呕吐、腹泻 直接接触 777人患肠胃炎 1995 澳大利 发烧,眼、耳受刺 肝素 激,嘴唇起府 99 英国 11人发烧,发皮疹 微囊藻毒素 1974 美国 23人肌疼、呕吐 脂多糖内毒素 寒战、发皮疹 血透析 116人视物模糊 1996 巴西 恶心、取吐、肝提 微囊藻毒素 伤,其中63人死亡 约占我国城市供水量的四分之 。随着生产发展利 人民生活水平的提高,城市和工矿区对欲用和工业供水的水质水量需求与日俱增。然而,由 于水体言营养化问题日趋严重,故富营养化的水体作为水源时,会给净水厂带来一系列问题, 不少水厂发生制水闲难,水质不佳,今人厌恶。我国的太湖、巢湖和滇池等地尤为严重。在 夏日高温季节,藤类增殖旺盛,过量的藻类会给净水厂的过滤过程带来障碍,水藻经常堵塞 滤池 为 消除堵塞现多 或者增加 。其次 富营养水体在 条件下日 于厌氧作用而产生硫化氢、甲烷和氨气等有毒有害气体,而且在制水过程中水藻本身及其 生的某些有毒物质增加了水处理的技术难度,既影响净水厂的产水率,又加大了制水费用, 有的甚至导致水厂关闭。 (6)对水生生态的影时 在正常情况下, 湖泊水体中各种生物都处于相对平衡的状态。但是, 一旦水体受到污染 而呈现富营养状态时,水体的这种正常的生态平衡就会被扰乱,生物种群量就会显示出剧烈 的波动:某些生物种类明显减少,而另外一些生物种类则显著增加。这种生物种类的演替会 导致水生生物的稳定性和多样性降低,破坏水体的生态平衡
接触方式 时间(年) 地点 受影响的人群 毒素种类 饮水 1975 美国 约5000人 患急性 胃肠炎 未鉴定 1979 澳大利亚 149人出现类似肝 炎的症状 cylindrospermopsin 1972-1995 中国江苏和广西 部分地区 原发肝癌发病率 高 微囊藻毒素 1988 巴西 2000人患肠胃炎, 其中88人死亡 未鉴定 1992 澳大利亚 许多人患有 “Barcoofever”, 看到食物就恶心、 呕吐 肝毒素 直接接触 1989 英国 咽喉溃疡、头疼、 腹痛、呕吐、腹泻 微囊藻毒素 1995 澳大利亚 777人患肠胃炎, 发烧,眼、耳受刺 激,嘴唇起疱 肝毒素 1996 英国 11人发烧,发皮疹 微囊藻毒素 血透析 1974 美国 23人肌疼、呕吐、 寒战、发皮疹 脂多糖内毒素 1996 巴西 116人视物模糊、 恶心、呕吐、肝损 伤,其中63人死亡 微囊藻毒素 (5)影响供水水质并增加制水成本 湖泊和水库是重要的城市供水水源,约占我国城市供水量的四分之一。随着生产发展和 人民生活水平的提高,城市和工矿区对饮用和工业供水的水质水量需求与日俱增。然而,由 于水体富营养化问题日趋严重,故富营养化的水体作为水源时,会给净水厂带来一系列问题, 不少水厂发生制水困难,水质不佳,令人厌恶。我国的太湖、巢湖和滇池等地尤为严重。在 夏日高温季节,藻类增殖旺盛,过量的藻类会给净水厂的过滤过程带来障碍,水藻经常堵塞 滤池。为了消除堵塞现象,需要改善或者增加过滤措施。其次,富营养水体在一定条件下由 于厌氧作用而产生硫化氢、甲烷和氨气等有毒有害气体,而且在制水过程中水藻本身及其产 生的某些有毒物质增加了水处理的技术难度,既影响净水厂的产水率,又加大了制水费用, 有的甚至导致水厂关闭。 (6)对水生生态的影响 在正常情况下,湖泊水体中各种生物都处于相对平衡的状态。但是,一旦水体受到污染 而呈现富营养状态时,水体的这种正常的生态平衡就会被扰乱,生物种群量就会显示出剧烈 的波动;某些生物种类明显减少,而另外一些生物种类则显著增加。这种生物种类的演替会 导致水生生物的稳定性和多样性降低,破坏水体的生态平衡
(7)对渔业的影响 不少种类的蓝藻含有胶质膜或有毒,不适于作鱼的饵料。藻类的大量过度繁殖使水体中 溶解氧急剧变化 般到8月中旬后 因大量藻类衰败, ,而在水底被异养微生物 分解,使氧气耗尽,这就使鱼卵的孵化和鱼类的生存受到严重影响,从而严重影响鱼的生有 和渔业生产。 另外,根据氨的不同存在形态也会造成如下危害:(1)有机氮氨造成水体的富营养化现象: (2)增加给水成本。在水厂加氯消毒时,水体中少量氨会增加加氯量。此外还会使脱色、 除臭、除味的化学药剂投加量增加。(3)消耗水体中的溶解 还原态氮(NN)因硝化 作用而耗去水体中大量的溶解氧:(④)对人及生物具有毒害作用。硝态氮、亚硝态氨对人 水生生物有毒害作用。许多水生动物对氨较敏感,一般均有一定的耐受限度,如果水中氨超 过3mg/L时,金鱼在2496小时内就会死亡
(7)对渔业的影响 不少种类的蓝藻含有胶质膜或有毒,不适于作鱼的饵料。藻类的大量过度繁殖使水体中 溶解氧急剧变化,一般到8月中旬后,因大量藻类衰败,沉入水底,而在水底被异养微生物 分解,使氧气耗尽,这就使鱼卵的孵化和鱼类的生存受到严重影响,从而严重影响鱼的生存 和渔业生产。 另外,根据氮的不同存在形态也会造成如下危害:(1)有机氮造成水体的富营养化现象; (2)增加给水成本。在水厂加氯消毒时,水体中少量氨会增加加氯量。此外还会使脱色、 除臭、除味的化学药剂投加量增加。(3)消耗水体中的溶解氧。还原态氮(NH3-N)因硝化 作用而耗去水体中大量的溶解氧;(4)对人及生物具有毒害作用。硝态氮、亚硝态氮对人及 水生生物有毒害作用。许多水生动物对氨较敏感,一般均有一定的耐受限度,如果水中氨超 过 3mg/L 时,金鱼在 24~96 小时内就会死亡