Eutrophication-a summary of observed effects and possible solutions
T.Mehhner and J.Benndor fo

　　關鍵詞：富營養化

　　1、 前言

　　水中富養化不一定是由于水中生物繁殖，使水中營養鹽濃度增加所造成，而人們大量使用營養鹽才是主要原因。伴隨肥料（特別是氮和磷）制造和使用數量的增加，這些營養鹽混入水中的量也為之增加。人們廢棄的營養鹽的量有時比流向湖中的集水、降雨或者本身循環的營養鹽還要多。本文記錄和論證了富養化造成的直接和間接的結果。

　　2、 富營養化的影響

　　從圖1看到富養化直接的影響有兩個。第1個是富營養物造成浮游植物或大型水生植物的繁殖，兩種植物繁殖程度主要為日照和營養物多寡所左右。大量廢棄的氮和磷是促進兩種植物成長的主要原因。
　　第2個是富營物有產生對人們健康的可能性。硝酸鹽能引起正鐵血紅蛋白血癥；亞硝胺（在消化過程中，硝酸鹽變化產物）則是強烈致癌物。這是廢棄氮素造成直接的結果。
　　浮游植物和大型水生植物繁殖產生很多間接影響（圖1），可分類為非生物的、生物的和社會、經濟的影響的。

　　非生物的影響是：由于浮游植物高度密集造成濁度上升，植物水華使PH值提高和湖底積聚植物碎片，會令細菌連續分解。通過這些狀況減少了溶解氧的量。
　　生物的影響是：大致在主要的浮游植物中，從硅藻、綠藻到蘭藻順序的發生。蘭藻在日照少的情況也能適應，有時于異質細胞中在大氣中氮素固定，溶解性氮素缺乏的情況亦能適應。在湖底生物的范疇中，溶解氧少，搖蚊類滋生，它代替了石蠅、蜉蝣等對氧敏感的幼蟲。在魚類變化的品種上，貧營養狀態鮭魚、鱒魚生殖旺盛，而在富養化時則為鱸科魚所替代，特別在進一步富養化時鯉魚最多。結論是富營養湖中的食物類比貧營養湖中的食物種類復雜。但特別在更為富營養化的湖中，適應濁度大、PH值高、溶解氧低的生物則稀少，使食物種類再度簡單化。另外，富營養化的非生物和生物影響是密切相互依存的，存在著極大的反饋機制，因此預測湖內含有的植物很難。
　　對人們生活的社會、經濟影響是，由于濁度上升，造成在凈水處理過程中的濾池堵塞：
　　在熱帶地方還有蝸牛類繁殖，因此會有危害人體健康的寄居吸血蟲病的發生，及蘭藻接觸皮膏等疾病。在漁業上富營養化有使捕魚減少的令人注目和影響。但有一部分地區特意人工的造成富營養化，以增加魚身的蛋白質。

　　3、 富營養化控制

　　最近30年來，在富營養湖水質改善有了令人注目的行動。富營養湖問題解決的方法有外部控制及內部控制營養鹽類兩種。外部控制首先昌必須將防止營養鹽類從外部混入湖中作為重點。其次是去除水中營養鹽類。有幾個去除方法。已知的有深度廢水處理。第三是在一切水的利用上還必須有行政規劃。行政控制有含有磷素洗滌劑的廢止、在選定流域內限制土地使用，但也有用將廢水系統分類處理的方法。以上的方法確實減低營養成鹽濃度，但即使停止了外部營養鹽的混入，沉積物與水之間所起的物質循環而造成的富營養鹽回復狀態不變，然而由于以是所述機理，使得富營養化水回復時間拉長（有時永遠不能回復）。因此與內部控制調合是必要的。外部與內部控制并用，結果比僅用外部控制成本/利潤，在比率上都好。
　　內部控制主要防止上述營養鹽類的回復，方法是增加深水層的含有氧量，其中有深層曝氣，沉積物氧化，這樣做就使硫酸鋁和大量水草將沉積物密封住。但是使用硫酸鋁，在某些條件下，會使魚類的無脊椎動物中毒。沉積物完全除去的方法，也增加除去毒性物質的透明度，但費用極端的高。其他，對于營養鹽濃度低的水，用稀釋法和全層曝氣方法。用稀釋法減少營養鹽濃度和縮短滯留時間。全層曝氣對于深層曝氣來講，其目的是使水全面循環。預防藻類繁殖能用硫酸銅抑制，但對湖底生物和浮游生物有害，所以建議不要使用此種有毒化合物。生物方法對捕食生物最為適宜，但最后還是以外部控制和這種方法合用為好。
　　美國華盛頓湖水從1950年至1960年含磷濃度高，這必然多使得湖水水質惡化，例如其透明度從3.5M減少到1M。1960年到1969年之間廢水放流口向湖外移動，其后水中磷的濃度減低，在水質改善的第一階段，透明度又回復到3.5M。1975年以后的水質改善的第二階段。透明度更為增加，透明度達到7.0M。第二階段水質改善的理由是，在這階段之間水蚤屬大量增加，和蘭藻抑制了浮游植物的繁殖。在這以前，水亞屬為新糠蝦屬捕食和蘭藻類顫藻屬生殖得到抑制。但是，其后顫藻屬由于營養鹽類減低，另外，由于新糠蝦屬為亞洲胡瓜魚捕食，兩種藻類都被消滅掉。結果是，食物網復雜變化，加上最適予捕食生物的內部控制，僅僅移動廢水放流口，就可得到以上的效果。但也要考慮不能計劃、預測的自然現象，因此給水工作者、生物學者、行政官員在控制富養化這個課題上必須加以合作解決。

摘譯