磷和水体富营养化.pdf

磷 和 水 体 富 营 养 化 摘要：阐述了对于富营养化问题的认识及磷在其中的作用 ，并结合 国内外禁 、限磷经验及对无磷助剂的研 究成果 。认为因地制宜、 防治结合和提高综合治理能力才是解决问题的根本途径。 关键词：助剂；富营养化；磷 随着社会 的发展 ，人们的环境意识逐渐增强 ，尤 其是对于水 ——这个 与人类生存 、发展关 系极为密切 的环境 因素的关注更 为突出。虽然地球上 2 ／3 以上的 面积被水覆盖 ，但 9 7 ％是海 水 ，可利用的水仅 占 0 ．0 17 ％，可获得的地表饮用水为 0 ．6 2 3 ％。而近年 来在些可利用的河流 、湖泊中 ，有一部分已经出现 污染和富营养化现象 ，使可利用水资源进一步减少。 针对这一问 题 ，各国学者对水的富营养化问题进行了 不懈的研究，大多数人认 为，磷和氮是引起富营养化 的主要 因素。为此 ，各国相继采取禁 、 限磷措施。本 文对富营养化的研究状况、磷在其中的作用及目前国 际上对此 的看法和措施做一综述。 1 水体富营养化及磷在其中的作用 水体富营养化的标志是藻类 的超常生长。藻类生 长需要营养物质， 但过多的营养物质排入水体，特别 是在湖泊 、水库和港湾等封闭或 半封闭水体就会造成 富营养化。藻类的异常生长使水道阻塞，鱼类 生存空 间缩小 ，水体生色 ，透明度降低 ，其分泌物又能引起 水 臭 、水味 ，在给水处理中造成困难。更重要 的是富 营养化还能破 坏水生生态平衡 ，使有机物生长速度远 远超过消耗速度，水体中有 机物积蓄。其后果是：① 促进细菌类微生物繁殖 ，使水体耗氧量大 大增加 ；② 生长在水层深处的藻类因呼吸作用大量耗氧；③沉于 水 底 的死亡藻类 的厌 氧分解 的过程 中促使 厌氧菌繁殖 。 综合上述作用，富营养发生后，将先引起水底有机物消耗速度超 过其生长速度 ，处于腐化污染状态并逐渐向上扩展 ，严重时可使水 体完全变为腐化区。 这样由富营养化而引起的有机体大量生长的结果，倒过来又走向 其反面 ，藻类、植物及水生物、鱼类趋于死亡甚至绝迹。对于水体 中藻类来说，营养物质指的是那些促进其生长或修复其组织的能源性 物质。关键性的营养物质是氮和磷的化合物，微量的营养物质是指镁、 锌、钼、钒、硼、氯和钴等的化合物。人们只是对水体中的氮、磷营 养物质做了较长期的集中的深入研究，除了它们在富营养化问题方面 起着关键作用这一原因外，还因为在农业中长期使用肥料，在近代生 活中大量使用的合成洗涤剂，其主要成分都是氮和磷的化合物 。 自然界的磷广泛存在于水的岩石圈，按天然丰度居第 l 0 位。磷 是人类和动植物的各种生命活动必需的元素，它在生命细胞的所有重 要功能(产生、构造、活动和生殖等) 中都起着关键的作用。水体中氮 、 磷特别是磷的主要来源有 ：(1)雨水。雨水中磷的质量浓度在 0.0 1 r n g ／L 至不可检出的范围内。(2)农业排水。首先是由于农业磷肥的 使用，使在土壤中积累了相当数量营养物质，它们可随农田排水流入 临近的水体。此外，饲养家畜过程所产生的废物中也含有相当数量的 营养物质，有可能通过排水进入临近水体 。 ( 3 ) 城市污水。其中所含磷的主要来源是粪便、食品污物和合 成洗涤剂。尤其是合成洗涤剂，在一些高消费地区如北美的污水中5 0 ％ ～7 0 ％的总磷来自于此。在污水处理厂，污水中很大部分的磷 通过金属磷酸盐(如磷酸钙)沉淀而被除去，未除去的随排出水流人旁 边的受纳水体。在处理过程中也用到许多含磷的化学药剂，如磷酸三 钠、多聚磷酸钠等，它们也可能进入受纳水体。 ( 4 ) 其他来源 。包括城镇和乡村的径流、工业废水和地下水等。 磷在水体中有不同的存在形态，且各种形态间可相互转化。其中悬浮 态磷(含无机态和有机态)大多存在于细菌和动植物残骸的碎屑中。溶 解态磷以各种形态的正磷酸盐存在，如 1 0 4 ，H _ P O 4 ，} l 2 1 0 4 一 ，可作为营养物质被藻类吸收。但这些盐溶解度小，在水中的 浓度也较低。聚合磷酸盐是合成洗涤剂中的重要助剂 ，在水中以 P 2 O 7 ，0 I 。，H P 3 ，C a P2 0 7 一 等形态存在，也可为藻类吸收。可 溶性有机磷酸物主要有葡萄糖 一 6