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水体富营养化
在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,导致鱼类及其他生物大量死亡的现象
近30-40年里,海洋里的氮含量增加了2-3倍,磷的增加也非常明显
营养物质的来源
在环境未受人类影响之前,自然界中的营养盐收支经长期的演替总体上处于一种相对平衡状态。
现在,人类每年排放的工业废水及生活污水总量高达2亿多吨,除了一小部分残留于江、河、湖泊,其余的最终都汇入海洋。
排到大气里的废气(包括温室气体在内)通过降雨、降雪和空气对流等多种渠道,最终也大多汇入海洋。
有机垃圾、家畜和家禽粪便以及农施化肥的使用,最终导致水体富营养化。
氮、磷在近海水域的大量增加,大幅度地提高了近海水体中N:Si 及P:Si的比率,使海洋生态系统从需要硅的硅藻主导群落向不需要硅的鞭毛藻、蓝藻和定鞭金藻等主导群落转移。
机理
在地表淡水系统中,磷酸盐通常是植物生长的限制因素,而在海水系统中往往是氨氮和硝酸盐限制植物的生长以及总的生产量。导致富营养化的物质,往往是这些水系统中含量有限的营养物质,例如,在正常的淡水系统中磷含量通常是有限的,因此增加磷酸盐会导致植物的过度生长,而在海水系统中磷是不缺的,而氮含量却是有限的,因而含氮污染物加入就会消除这一限制因素,从而出现植物的过度生长。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后,水中营养物质增多,促使自养型生物旺盛生长,特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加,而其他藻类的种类则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主,蓝藻的大量出现是富营养化的征兆,随着富营养化的发展,最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速,生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解,不断消耗水中的溶解氧,或被厌氧微生物分解,不断产生硫化氢等气体,从两个方面使水质恶化,造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中,又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中,供新的一代藻类等生物利用。因此,富营养化了的水体,即使切断外界营养物质的来源,水体也很难自净和恢复到正常状态。
危害
富营养化会影响水体的水质,会造成水的透明度降低,使得阳光难以穿透水层,从而影响水中植物的光合作用,可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少,都对水生动物有害,造成鱼类大量死亡。同时,因为水体富营养化,水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻,形成一层“绿色浮渣”,致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐,人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水,也会中毒致病。
在形成“绿色浮渣”后,水下的藻类会因得不到阳光照射而呼吸水内氧气,不能进行光合作用。水内氧气会逐渐减少,水内生物也会因氧气不足而死亡。死去的藻类和生物又会在水内进行氧化作用,这时水体也会变得很臭,水资源也会被污染的不可再用。