富营养化水体作为水体污染的一种现象,会导致藻类及其他浮游生物迅速繁殖,使整个水生态系统失衡,最终逐步走向水体“生命”特征消失,即水体“荒漠化”或称水体“死亡”。
当水体中水生动植物、浮游生物、微生物及其外界环境构成的水生态系统较为稳定时,水生植物能够吸收转化水体营养物质为其体内的物质,水生植物还可将底泥中部分营养物质、矿物质予以固封;浮游生物和水生动物通过食物链关系将水生植物蛋白转化为动物蛋白,动植物及浮游生物死亡又由微生物分解成营养物质释放到水体。因此在自然条件下,水体富营养化过程极其缓慢。
但在现代生产、生活环境下,人类的工业/生活污水、农业废水及大气循环都将使水体中的氮、磷、碳等营养物质增加,当过量的外源营养物质经人为、自然方式快速进入水体,水体营养物质循环即被打破(特别在缓流水域中营养物质更易集中)。
藻类在营养物质丰富、温度适宜时能够快速繁殖,引起水体溶解氧含量下降、内源性营养物质的释放及底泥再悬浮,进而导致水体浑浊、水下动植物死亡,从而导致水体活力的衰退、甚至消失。

科学测试及案例证明在外源污染相对较低,但缺乏生态循环状况下,仅面源和内源污染也将导致水体富营养化出现。如,2016 年里约奥运会游泳池“一夜变绿”,是由于内源污染导致水体富营养化,进而引发藻类快速繁衍而变绿。
此外,我国学者在太湖曾测得大气沉降和降雨带来的总氮和总磷分别达到3695-4538kg/km年和 181-395kg/k年,占环湖河道年输入总量的 49%和 46%, 太湖部分区域水华现象与面源污染所带来的富营养物质输入存在较高的关联度。

在严重富营养条件下,藻类容易大量繁殖、聚集,形成水华现象。而藻类或浮游生物死亡、腐化过程又致使水体发黑、发臭,形成黑臭水。
其中蓝绿藻因具有更广泛光源吸收能力和相对较少生命能量维持能力,使其相对其他藻类具有更高的生长速率,其生长、死亡、腐化过程不但消耗水体中溶解氧、改变水体pH 值(致水生动物死亡、水体异味),而且释放藻毒素(肝毒素、神经毒素、胃肠接触性毒素等),严重影响到人类的健康和生存。
近年来,我国多地已多次出现水华现象,面积逐年扩散,持续时间逐年延长。太湖、滇池、巢湖、甚至长江最大支流汉口段都出现过水华现象。因此,对富营养化水体的治理是保障居住环境、人民健康的重要组成部分。
富营养化水体治理现状
富营养化水体的水环境生态治理属于世界性难题。从水污染形成和水环境生态治理的三个阶段(污染源治理、环境修复、生态建设)来看,富营养化水体治理是一个系统工程。
即通过污染源治理阶段减少、控制点源污染,通过环境修复阶段降低内源污染;但污染源治理和环境修复难以充分消除水体总体污染,而且水体还持续受到面源污染的影响,致使水体中的富营养进一步增加;实践证明,也只有(自然)形成、(人工)搭建有效的水体生态循环才能将不断新增的点源污染、面源污染,以及内源污染予以持续削减,进而实现具有自净能力的活性、健康水体目标。
虽然,发达国家遇到水体富营养问题较早,为防范、治理相应水体污染,各国均投入巨资予以防治,并已取得了一定的效果,但其对应治理过程既有人为干预手段,又叠加自然修复过程,是技术和时间的统一体。由于自然修复过程对应的周期较长,富营养化水体的治理至今仍然是发达国家水环境生态修复的难题。
据美国自然资源保护委员会数据显示,2015 年美国有 1800 万人的饮用水源地被破坏。
在政策引导下,我国各级政府部门也花费了大量资金、人力投入以期改善水体富营养化现状,但由于缺乏对实用技术系统、科学的效果验证,往往只能套用国外污染源治理和环境修复相应技术路线,以期解决大面积水体的富营养化问题。
但这些方法又受我国人口密度高、整体环境不够理想等因素影响,使得相应技术路线虽能够短期提升水质净化效果,但长效运行效果并不理想。
例如,我国对滇池富营养化治理已历时 20 余年、投入数百亿,但由于富营养化水体的治理难度和采取措施的不得当,致使坐拥“五百里滇池”的昆明却成为了缺水城市。这也是近年来,“长制久清”要求、环保督察“回头看”等措施实施的重要背景因素。







