环境化学—太湖水体富营养及其藻害的治理0001

太湖水体富营养及其藻害的治理学号：101103125姓名：X X内容提要：太湖是我国第三大淡水湖泊，同时是整个流域水调节和水 生态系统的中心，然而，太湖水环境的污染给人们带来了不可估量的 损失。纵观这几年的太湖水污染问题，主要特征是富营养化问题突出， 集中体现在蓝藻上，因此治理太湖水污染问题，刻不容缓。我出生在江苏无锡，自幼生长在太湖边，是喝着太湖水长大水乡河川发黑，让我觉得十分痛心，作为一名学化学的大学生，我特 别希望可以把我所学的知识运用到太湖水体污染的治理当中，尽一份 绵薄之力。太湖是长江中下游著名五大淡水湖之一，是我国第三大淡水 湖泊，同时是整个流域水调节和水生态系统的中心，然而，太湖水环 境的污染给人们带来了不可估量的损失。纵观这几年的太湖水污染问 题，主要特征是富营养化问题突出，集中体现在蓝藻上。蓝藻是许多 淡水和海水生态系统中常见的组成部分，在一定条件下，尤其是在具 有营养并暴露于阳光的水源之处，蓝藻可以繁殖到高密度的程度，称 之为水华现象。所以治理太湖水首先应该治理好蓝藻问题。使用除藻剂是治理蓝藻的方法之一，除藻剂用于水库以控制 蓝藻的增长，而硫酸铜是最常用的除藻剂。化学法（硫酸铜法）控制 供水系统中的藻类已经被广泛用于水质处理中，虽然硫酸铜有很强的 生物渗透性，但是它还是因其经济、有效、相对安全、便于使用而成为使用的最广泛的除藻剂。在使用硫酸铜法处理高浓度水时效率会降 低，这时铜螯合物除藻剂可以克服这个问题，铜螯合物除藻剂包括铜 的羟乙烷化合物和柠檬酸铜，不过它对水的化学作用的效率还有待于 研究。氧化剂一高锰酸钾也被用于除藻剂，当然氯气也可以。除藻剂 在一定程度上是可以控制蓝藻的生长，但是它也有一个很大的弊端， 它只能用于有环境摄入能力的水体。著名的环境学家刘光钊开发了一种“生化除藻、生物抑藻、生态治水”的水环境富营养化综合治理技术，并取得了很好的成效。他指出要治理蓝藻问题，必须解决水体的污染治理。水体治理分为外 环境治理和内环境整治。外环境治理包括截断污水或去除水中的污染 物质和营养物；内环境整治，即减少内源性的污染物和营养。两者的 目的都在于降低营养物质的负荷、控制藻类的异常繁殖，逐步提高水 的质量。其次，治理蓝藻必须做到标本兼治，综合治理，不能一蹴而 就，这只能从错综复杂的影响因素中找出刺激蓝藻异常生长的关键原 因，从而有的放矢地采取有效手段，事半功倍地治理蓝藻。据查阅及 分析相关资料后发现，去除、抑制蓝藻异常繁殖生长的有效手段是在 控制排入水体的外源性磷营养源的前提下，降低水体内源性磷营养 源，使湖泊在历经“化学杀藻V “生物抑藻”、“生态治藻”三个阶段 后，建立新的水体平衡，进入良性循环。有关专家在对太湖内源定量研究中发现，氮、磷静态内源负荷 约占湖泊外源污染负荷的25%，据国外的研究证实，一个污染湖泊 的外源即使得到了完全或有效的控制，由于内源的存在，湖泊水质出 现较明显的改善仍需1015年甚至更长的时间，所以针对来自太湖底 泥内源的污染，可以采用化学、物理、生物等方法，这里着重介绍化 学沉淀法。化学沉淀，它是针对沉淀物表层特定的污染物，如磷，通过 向湖体外加或注入一定含量的可溶盐类，使特定污染物在沉积物表层 产生复分解反应，形成难溶盐沉淀，以产生钝化作用，减弱其从沉淀 物向水体的释放能力。在盐类投放中，以加入铝盐、钙盐和铁盐最为 常见，加入它们的目的不仅能通过沉淀来降低水体中磷的浓度，更重 要的是期望能长期有效地抑制底泥中磷的释放，对界面沉积物中磷产 生固定作用。1、生石灰投加对水体磷的去除在应用钙盐投加来抑制湖泊磷释放，熟石灰的效果会更好，在中性和 碱性条件下，与P04 3-配对的钙盐主要有Ca(P04)2和Ca(PO4)3OH,石灰 性水体中富含游离0，高含量的0H-可使沉积物对磷的吸附能力增 强。2、铝盐投加对水体磷的去除投入Al2(S0?3后，铝盐和P043-生成Al(P04)3沉淀，将水体中的磷沉淀 到底泥中，并把沉积物中易释放的内源磷，包括间隙水中的磷、吸附 态的磷以及对氧化还原电位敏感的Fe-P，重新以Al-P的形式稳定下 来，抑制在厌氧、缺氧等还原下发生磷的释放。3、铁盐投加对水体磷的去除由于铁的价态极易受到环境中的氧化还原电位影响，因此在Eh较高时，Fe3+将与PO43-结合形成磷酸铁沉淀，过量的氢氧化铁形成的水解 产物还进一步地将游离的PO 3-吸附从水相中去除；而当Eh低至缺氧 4或厌氧等还原条件时，加入的铁盐中的Fe3+将向Fe2+转化，使初始形 成的磷酸铁沉淀逐步溶解，吸附在Fe(OH) 3x胶体上的磷也因氢氧化 铁转化成可溶的氢氧化亚铁，而逐渐被释放出来。比较以上3种化学方法，可以发现：采用添加物的方法均能使 水体中磷得到很好的去除、沉淀物的磷释放可受到抑制。铝盐投加形 成的絮凝物可以增加控制效率，但成本相对较高，而且溶解性铝对水 生生物及人体有毒害作用，对湖泊中的物种具有一定的生态风险；投 加铁盐，需要保证湖泊底部的沉积物处于较高的氧化还原状态，这对 于经常缺氧或厌氧的湖泊底泥配合使用人工氧化来说，成本也会较 高；投加钙盐，虽然效果不如铝盐和铁盐，但由于其来源广泛，成本 低，在适宜的pH范围内使用，对环境的潜在危害可以控制在足够小 的程度。相对于其他两种化学方法，投加钙盐(生石灰)在浅水湖泊 课具有一定的应用前景。我相信，随着新科技、新技术、新能源的发展，我国的水环境保护及水体富营养化治理将会取得更大的进步，太湖也一定会得到最 有效、最彻底的治理。参考文献：1、太湖一沉积物污染与修复原理范成新 张路 等著 科学出版 社2、太湖流域一水环境污染治理对策研究孔祥智郑风田崔海兴 主编 华中科技大学出版社3、太湖水环境及其污染控制黄漪平主编 科学出版社4、水体富营养化及其藻害刘光钊 主编 中国环境科学出版社5、“三河三湖”水污染防治“十五”计划汇编 国家环境保护总 局化学工业出版社6、太湖流域富营养化控制机理研究崔广柏刘凌 姚琪著 中 国水利水电出版社7、水污染治理新技术-新工艺、新概念、新理论王宝贞王琳主 编科学出版社8、河流污染治理技术与实践徐祖信编著中国水利水电出版 社9、水污染导论余刚张祖麟译科学出版社10、基础水污染控制工程林永波李慧婷李永峰主编 哈尔滨 工业大学出版社