磷是地球系统中维系生命的主要元素之一,也是构成生物体并参与新陈代谢过程必不可少的元素。但水体中如果磷含量超过20mg/L,就会导致水体富营养化,造成藻类大量繁殖,藻体死亡后分解会使水体产生霉味和臭味,影响鱼类等水生生物的生存。
1.水体中磷的来源
(1)农业面源污染
农业面源污染主要是由于大量使用化肥,经过雨水或农业灌溉造成化肥中的磷流入水体。通常情况下能够被植物利用的化肥仅占10%-25%,其余的75%-90%均留在土壤中。根据以往研究成果,水体中的磷24%-71%来源于农业施肥,因此水体的磷污染主要是由于土壤中的磷向水中的迁移。据统计磷肥的当季利用率一般只有10%-20%,过量使用磷肥不仅造成资源浪费,还使多余的磷肥通过地表径流污染了水源。
(2)生活污水
生活污水包括公共建筑污水、居民生活污水、排入下水道的工业污水。生活污水中磷的主要来源是含磷洗涤产品的使用、人类排泄物、生活垃圾,洗涤产品主要采用磷酸钠和聚合磷酸钠,洗涤剂中的磷随污水流入水体。
(3)工业废水
工业废水是造成水体中磷超标的主要因素之一,工业废水具有污染物浓度高、污染物种类多、难降解、成分复杂等特点,若工业废水未经处理直接排放会对水体造成巨大冲击,对环境和居民健康造成不良影响。
2.水体中磷超标的危害
(1)对人体的危害
高磷洗衣粉对皮肤有直接刺激作用,严重的会导致接触性皮肤炎、婴儿尿布疹等疾病。同时磷会对神经中枢造成危害,特别是一部分有机磷农药的生物降解性差,易在环境中残留,对人、畜等脊椎动物具有相当高的毒性,会抑制胆碱酯酶的作用,影响神经系统功能,引起中毒甚至死亡。
(2)对水体的危害
造成水体富营养化,对于引发水体富营养化而言,磷的作用远大于氮的作用,水体中磷的浓度不是很高时就可以引起水体富营养化。广泛使用的有机磷农药对海洋生物危害巨大,有机磷能够激活对虾体内的潜伏病原体。鱼、虾等死亡事件层出不穷,已经对海水养殖业形成威胁。
(3)对土壤的危害
磷对土壤的污染主要来源于过量使用农药、化肥及污水灌溉。过量的磷会超过土壤的自净能力,使土壤发生不良变化,导致土壤自然正常功能失调。更严重的会导致毒化空气和水质,通过植物吸收,降低农副产品生物学质量,造成残毒通过植物链传递最终危害人类生命和健康。
3.磷超标的处理方法
(1)工程性措施
包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等。挖掘底泥,可减少以至消除潜在性内部污染源;深层曝气,可定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧,使水与底泥界面之间不出现厌氧层,经常保持有氧状态,有利于抑制底泥磷释放。此外,在有条件的地方,用含磷和氮浓度低的水注入湖泊,可起到稀释营养物质浓度的作用。
(2)化学方法
这是一类包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法,例如有许多种阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来,其中最有价值的是价格比较便宜的铁、铝和钙,它们都能与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来。
(3)生物性措施
利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。目前,有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。
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