磷以化學(xué)形態(tài)分為正磷酸鹽、聚合磷酸鹽和有機(jī)磷三種，以存在形態(tài)分為溶解態(tài)、懸浮態(tài)和膠體三種。溶解的正磷酸鹽是浮游植物吸收的主要形式，而懸浮或者膠體態(tài)的磷在一定條件下會(huì)轉(zhuǎn)化為溶解態(tài)。

     磷的主要來(lái)源三個(gè)方面：含磷礦物例如磷灰石、城市污水和工業(yè)廢 水、農(nóng)田排水以及大氣沉降。農(nóng)田排水中的總磷含量一般在 0.01~1mg/l 范圍，溶解態(tài)磷一 般 不超過(guò) 0.5mg/l。從農(nóng)田流失的總磷量只占施用量的 2%左右，一般低于 1kg/（hm*a）。 一般來(lái)說(shuō)，草地和林地徑流中的磷以溶解態(tài)磷為主，農(nóng)田土壤流失總磷中以顆粒態(tài)磷為主， 其比例高達(dá) 75%~95%。

     在湖泊水庫(kù)中，磷是一個(gè)在生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中沒(méi)有氣體狀態(tài)的元素。其在水中的濃度取決 于進(jìn)水中的濃度、沉淀速度、水更換的速度（出水速度），水稀釋程度、磷從底泥和動(dòng)物體 中釋放速度以及其他來(lái)源等。底泥中的磷釋放是一個(gè)重要的內(nèi)源。當(dāng)氧化還原電位和 ph 條 件改變，或者在微生物作用下，原來(lái)非溶解性的磷轉(zhuǎn)化為溶解性的磷，溶解于孔隙水中，然 后在經(jīng)過(guò)擴(kuò)散、紊流擾動(dòng)、生物擾動(dòng)、厭氧過(guò)程氣態(tài)產(chǎn)物流動(dòng)等作用下遷移至水體中，加劇 富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。在自然界大多數(shù)情況下，磷循環(huán)是一個(gè)單向流動(dòng)過(guò)程，大多數(shù)磷因沉淀進(jìn)入 底泥。在水體受到有機(jī)物污染時(shí)，水體容易出現(xiàn)厭氧情況，被沉淀的內(nèi)源性磷在厭氧還原條 件下容易被重新釋放。

     在我國(guó)，洗衣粉產(chǎn)品中含有 17%左右的三聚磷酸鈉，磷含量為 4.0%。

二、氮

      氮是浮游植物合成蛋白質(zhì)、葉綠素的元素，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定和理論推算，浮游藻類細(xì)胞中的碳、氮、磷摩爾比例為 106:16:1。水體中的氮包括有機(jī)態(tài)氮、氨氮、硝酸態(tài)氮和亞硝酸態(tài)氮。不同形態(tài)的氮之間在一定條件下發(fā)生相互轉(zhuǎn)換。例如，有機(jī)態(tài)氮被微生物轉(zhuǎn)化為氨氮， 而氨氮被微生物轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮和硝酸氮。

       以上硝化過(guò)程的活性微生物分別為亞硝化毛桿菌屬細(xì)菌和硝化桿菌屬細(xì)菌。在整個(gè)硝化過(guò)程中，氧化 1mg 的氨氮需要 4.5mg 的溶解氧，這會(huì)大量消耗水體中溶解氧，并可能導(dǎo)致 水體轉(zhuǎn)入?yún)捬鯛顟B(tài)。在厭氧條件下，水體中發(fā)生著反硝化。在反硝化過(guò)程中，厭氧微生物以 硝酸根為電子受體，氧化有機(jī)碳源，產(chǎn)生能量，維持微生物生長(zhǎng)繁殖，而氮被轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?/strong>

      進(jìn)行反硝化作用的活性微生物包括假單胞桿菌、無(wú)色桿菌、芽孢桿菌和微球菌等。有報(bào) 道說(shuō)，湖泊底泥中反硝化速率一般都高于 1mg/l·d。生物固氮是天然水體中的一個(gè)重要過(guò) 程。這個(gè)過(guò)程需要光合作用產(chǎn)生的三磷酸腺苷。由于湖泊表面強(qiáng)烈的日光輻射具有抑制作用， 固氮過(guò)程在水面以下一定的深度才比較活躍。水體中氨氮和硝酸態(tài)氮對(duì)生物固氮作用也具有 反饋抑制作用。一般淡水藻類的固氮速率為 0.025~17μg 氮/光照小時(shí)，有些異養(yǎng)細(xì)菌也具 有固氮作用但是速率比較慢，約 0.02~0.146μg 氮/光照小時(shí)。

三、金屬離子

      主要金屬元素包括鈣、鋁、鈉、鉀、鎂、鐵和錳以及其它微量重金屬元素。鐵和錳性質(zhì) 類似，而且經(jīng)常進(jìn)行頻繁的氧化還原轉(zhuǎn)化，稱為水體中的活性金屬元素。在充氧條件下，或 者在弱酸性至堿性條件下，鐵以氫氧化鐵（ⅲ）形式存在。當(dāng)氧化還原電位降低至 200mv 以下，或者 ph 是中性特征時(shí)，三價(jià)鐵被還原成為溶解態(tài)的二價(jià)鐵離子。如果氧化還原電位 再降低，二價(jià)鐵可能轉(zhuǎn)化溶解度極低的硫化鐵并沉淀下來(lái)。如果條件改變，氧化還原電位上 升，則二價(jià)鐵重新被氧化為三價(jià)鐵，形成氫氧化鐵沉淀。

       鐵錳金屬主要來(lái)自土壤流失、礦山以及采礦冶煉工業(yè)廢水等。在含氧水層中，鐵以三價(jià) 鐵穩(wěn)定存在。在中性 ph 時(shí)主要是氫氧化物的形式，即 fe(oh）3，濃度約 5×10-10~5×1012m。 氫氧化鐵呈無(wú)定型狀，直徑是 0.05~0.5μm，其在湖水中可能因吸附腐殖酸而帶負(fù)電。在缺 氧水中，亞鐵離子是比較穩(wěn)定的，濃度能夠達(dá)到 0.1mmol/l。亞鐵離子主要以水合形式存在， 氫氧化亞鐵和硫酸亞鐵只占 4%左右。亞鐵離子與大多數(shù)離子形成的鹽是溶解性的。非溶解 性的鹽有碳酸亞鐵、硫化亞鐵以及磷酸亞鐵。 三價(jià)鐵在水中能夠被還原為二價(jià)鐵。在厭氧條件下，二價(jià)鐵也能夠被硝酸根和錳氧化物 所氧化。

      鐵主要以三價(jià)鐵氧化物顆粒的形式進(jìn)入湖水中，可以是無(wú)定型顆?；蚺c粘土吸附在 一起或與有機(jī)物結(jié)合在一起。這些顆?？赡苤苯映恋碇梁住Ｆ渲?，比較重的粘土顆粒快速 沉淀，而無(wú)定型鐵氧化物顆粒和有機(jī)鐵沉淀速度比較慢，在下降過(guò)程中可能被還原。三價(jià)鐵 的還原和二價(jià)鐵的氧化反應(yīng)主要在湖泊內(nèi)部的活性反應(yīng)帶內(nèi)進(jìn)行?；钚苑磻?yīng)帶位于好氧帶和 厭氧帶交接區(qū)域。在活性反應(yīng)帶內(nèi)，反應(yīng)應(yīng)由好氧氧化向厭氧還原過(guò)渡，氧化還原電位變化 劇烈。這個(gè)反應(yīng)帶在水體中可以達(dá)到數(shù)米，在湖底也許僅僅 1cm。

      進(jìn)入湖水的三價(jià)鐵在經(jīng)過(guò)反應(yīng)帶時(shí)部分被還原為二價(jià)鐵。溶解性的亞鐵離子在反應(yīng)帶逐 漸積累然后向周圍擴(kuò)散。向上部水面擴(kuò)散而進(jìn)入氧化帶，重新被氧化為不溶解性的三價(jià)鐵。 其中較大的顆粒下沉進(jìn)入還原反應(yīng)帶，又被還原為二價(jià)鐵，從而形成一個(gè)循環(huán)，又稱為“車 輪反應(yīng)”在大多數(shù)湖泊水庫(kù)中，這個(gè)反應(yīng)帶隨著水層氧化還原電位的變化而上下遷移，處于 非穩(wěn)定態(tài)。季節(jié)性變化和微生物代謝和分解對(duì)水層的氧化還原電位起著關(guān)鍵的決定性作用。 在冬季，湖底積泥容易被棕黃色的鐵氧化物所覆蓋，棕黃色覆蓋物以下是棕灰色的積泥。 灰色表明有鐵還原現(xiàn)象，產(chǎn)生了二價(jià)鐵，積泥間隙水中二價(jià)鐵濃度可高達(dá) 5mg/l。

      在春季， 水逐漸開(kāi)始分層，湖水下部氧化還原電位逐漸下降，水中的鐵顆粒開(kāi)始被還原，水中溶解性 的鐵的濃度逐漸升高，而顆粒狀的鐵的濃度開(kāi)始下降。在夏季，溶解性二價(jià)鐵的濃度可高達(dá) 20mg/l。這種高度還原性的氛圍主要是由于微生物在溫度相對(duì)高的水中變得活躍，代謝有 機(jī)物，消耗溶解氧。因?yàn)閰捬跣晕⑸锏拇x是不完全的，大量高極性、小分子量的揮發(fā)性 有機(jī)物以及氨氮被產(chǎn)生并經(jīng)擴(kuò)散進(jìn)入表層水。進(jìn)入秋季，逐漸升級(jí)的風(fēng)開(kāi)始對(duì)湖水起混合作 用，破壞水的分層，導(dǎo)致湖水氧化還原電位升高，處于還原狀態(tài)的二價(jià)鐵離子開(kāi)始被氧化， 二價(jià)鐵離子濃度逐漸下降，水質(zhì)變好。 另一方面，鐵的循環(huán)也相應(yīng)地影響這湖水中有機(jī)物的濃度。主要是通過(guò)混凝、吸附及沉 淀。鐵循環(huán)也影響著磷在湖水和積泥之間的轉(zhuǎn)化。磷容易與三價(jià)鐵結(jié)合形成各種形式的難于溶解性的鐵鹽 。 在 硬 度 較 高 的 湖 水 中 ， 鐵 和 磷 在 所 形 成 的 鹽 中 的 比 例 是 fe(ⅱ):fe(ⅲ):ca:=0.5:0.5:0.19:0.25。在比較軟的湖水中，鐵和磷的比例大概是：fe： p=0.06~0.13.因此，磷將隨著鐵氧化物顆粒的遷移而遷移。

四、底泥

      底泥主要由三部分組成：無(wú)機(jī)礦物、有機(jī)物和流動(dòng)相例如水或者氣體。底泥含水量非常 高，一般在 83%~95%之間。

       底泥主要由礦物元素和有機(jī)化合物組成，主要元素包括硅、鈣、 鋁、鈉、鉀和鎂等，營(yíng)養(yǎng)元素是有機(jī)碳、氮和磷，活潑元素鐵、錳和硫，以及其他微量重金 屬元素。 底泥中的磷主要以 5 種形式存在：1、弱吸附相磷；2、與鐵氧化物或者氫氧化物絡(luò)合的 磷；3、磷灰石類的磷組分；4、礦物晶體內(nèi)的殘留象磷；5、有機(jī)態(tài)磷。

      磷的釋放方式主要有：

1、有機(jī)態(tài)磷的轉(zhuǎn)化溶解，湖泊地步往往存在著一個(gè)活性有機(jī)碎屑層，由于有機(jī)碎屑的 分解釋放磷維持著比較高的 po4 3-，從而驅(qū)使 po4 3-向沉積物中擴(kuò)散遷移，在表層沉積物間隙 水中形成高于湖水的 po4 3-濃度；

2、與鐵氫氧化物結(jié)合的磷，許多研究表明，湖泊沉積物向 水體釋放的“活性磷”主要來(lái)自與鐵氧化物或者鐵氫氧化物結(jié)合的磷，而且明顯與水深或者 湖泊的分層有關(guān)；

3、沉積物擾動(dòng)，導(dǎo)致底泥間隙中的磷被釋放出來(lái)。對(duì)于無(wú)機(jī)磷，其形態(tài) 又分為鈣型磷（磷酸鈣），鋁型磷（磷酸鋁），鐵型磷（磷酸鐵或者亞鐵）以及還原態(tài)磷。在 我國(guó)，鈣型磷所占的比例Zui高，鋁型磷的比例Zui低，鐵型磷的比例約占 25%，還原態(tài)磷主 要是硅酸鹽晶體格內(nèi)的磷，比例約占 14%~42%左右。

      底泥有機(jī)物的主要組分是腐殖質(zhì)和人為排放的各種有機(jī)物。腐殖質(zhì)可以為微生物提供碳 源，可以與金屬離子發(fā)生絡(luò)合和離子交換，可以形成腐殖質(zhì)-鐵-磷酸鹽復(fù)合絡(luò)合物，影響湖 泊水庫(kù)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。 沉積物中的氮和磷在一定條件下會(huì)釋放出來(lái)。有機(jī)態(tài)氮和磷主要是被微生物對(duì)有機(jī)物的 代謝過(guò)程被釋放出來(lái)，厭氧條件下，磷的釋放速率比好氧條件下快得多，幾乎相差 10 倍左 右。對(duì)于無(wú)機(jī)磷，在還原條件下，鐵型磷首先釋放出來(lái)；在 ph 呈酸性時(shí)，鋁型磷容易釋放； 在二氧化碳比較充足時(shí)，鈣型磷可能釋放，也有研究人為微生物對(duì)鈣型磷的釋放有促進(jìn)作用。 沉積物作為“內(nèi)源污染”的作用是不容低估的。由于沉積物中的氮和磷逐漸被釋放，新沉降 的底泥含有比較搞的氮和磷。因此氮和磷的濃度一般來(lái)說(shuō)隨著積泥深度而遞減。 底泥生存著大量的生物，主要是藻類、大型植物、底棲無(wú)脊椎動(dòng)物和細(xì)菌。藻類主要是 底棲藻類，附著于沉積物表面，主要分布在底泥表面數(shù)厘米。大型植物主要是真被子植物， 分為綠色葉或者莖浮在水面的“浮露”植物和處于水面以下的沉水植物。植物與沉積物通過(guò) 根系進(jìn)行相互作用底泥棲息著種類繁多的無(wú)脊椎動(dòng)物，包括原生動(dòng)物、線蟲(chóng)、蛭蟲(chóng)、環(huán)節(jié)動(dòng) 物、甲殼動(dòng)物、軟體動(dòng)物和昆蟲(chóng)。有些動(dòng)物始終生活在底泥中，有些則交替生活在底泥和水 體之間。動(dòng)物在底泥頻繁運(yùn)動(dòng)，能夠引起孔隙水流動(dòng)，底泥顆粒翻動(dòng)和物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化，稱為 生物擾動(dòng)作用，對(duì)水體水質(zhì)具有比較大的影響。

五、富營(yíng)養(yǎng)化原因分析

       藻類的經(jīng)驗(yàn)分子式是 c106h263o110n16p。理論上，水體每生成 1g 藻類，需要供給 0.009g 的磷和 0.063g 的氮。一般認(rèn)為，磷是藻類生長(zhǎng)繁殖的首要限制元素。當(dāng)水環(huán)境的磷供應(yīng)量 充足時(shí)，藻類就可以得到充分增殖；氮元素也是控制湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的主要元素，但是藻類能 夠通過(guò)自身固氮過(guò)程得到缺乏的氮，在水環(huán)境中總磷濃度超過(guò) 0.015mg/l，氮濃度超過(guò) 0.3mg/l 時(shí)藻類就會(huì)出現(xiàn)快速增殖。日本湖沼學(xué)者坂本曾經(jīng)研究指出，當(dāng)湖水的總氮和總磷 濃度的比值在 10：1~25：1 的范圍時(shí)，藻類生長(zhǎng)與氮和磷的濃度存在直線的相關(guān)關(guān)系。 在營(yíng)養(yǎng)鹽濃度比較低時(shí)，藻類和其它浮游植物的生產(chǎn)量隨著營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的增加而響應(yīng)增 加，稱為相應(yīng)階段，這類湖泊也稱為響應(yīng)型湖泊，表明富營(yíng)養(yǎng)化正處于發(fā)展階段；當(dāng)營(yíng)養(yǎng)鹽 濃度超過(guò)一定限度，浮游植物生產(chǎn)量反而下降或者持平，稱為非響應(yīng)階段，表明湖泊的富營(yíng) 養(yǎng)化過(guò)程已經(jīng)趨向極限。此時(shí)，營(yíng)養(yǎng)鹽濃度達(dá)到飽和，生物生產(chǎn)導(dǎo)致水體內(nèi)部溶解氧濃度急 劇減少，限制了生物生產(chǎn)過(guò)程。作為富營(yíng)養(yǎng)化控制因子的磷或者氮等，只有在富營(yíng)養(yǎng)化的響 應(yīng)階段，才起作用。

      1、污染源是導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化的根本原因。導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化的污染源一般在湖泊水庫(kù)周圍， 點(diǎn)污染源通常通過(guò)管道形式集中排放的污染，面污染源包括農(nóng)田排水、河岸滲透、雨水沖刷 和地下水等。

      2、氣象環(huán)境是誘發(fā)富營(yíng)養(yǎng)化的外因。溫度和光照是影響藻類繁殖的重要環(huán)境條件。溫 度能夠影響細(xì)胞內(nèi)酶的活性，而光照提供細(xì)胞代謝所需要的能量。所以，水庫(kù)湖泊中富營(yíng)養(yǎng) 化現(xiàn)象的季節(jié)變換和生物生產(chǎn)量峰谷交替等，主要取決于水體溫度和光照強(qiáng)度。

      3、水力流態(tài)是產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化的載體。富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象容易發(fā)生在水流比較緩慢，水深比 較淺（一般小于 4m），相對(duì)封閉的水域，適合大量植物和藻類的生長(zhǎng)。而在水流比較急的水 域，或者水深比較大的湖泊不容易發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。這類湖泊底部光線不足，水壓比較大， 淺水區(qū)很小，積泥距離水面比較遠(yuǎn)，營(yíng)養(yǎng)的釋放距離也比較遠(yuǎn)，不可能支持大量根生植物生 長(zhǎng)，也不可能造成藻類瘋長(zhǎng)。但是這類湖泊水停留時(shí)間比較長(zhǎng)，因此，如果外部排入的營(yíng)養(yǎng) 增加，就很可能導(dǎo)致藻類大量繁殖，形成富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。

      4、生態(tài)系統(tǒng)失衡加劇富營(yíng)養(yǎng)化。食物鏈的某一環(huán)節(jié)失衡導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)失衡。

      5、惡性循環(huán)。藻類過(guò)度繁殖，形成覆蓋水面的“水華”，則水體溶解氧快速下降，光輻 射進(jìn)入水體深層的比例迅速衰減，水體呈現(xiàn)厭氧狀態(tài)，藻類死亡，分泌產(chǎn)生藻毒素，水體發(fā) 黑發(fā)臭。這種現(xiàn)象導(dǎo)致高等生物窒息死亡，高等植物病害腐爛，生態(tài)食物鏈喪失了一直藻類 生長(zhǎng)的功能；這種現(xiàn)象還加劇了磷元素的轉(zhuǎn)化，從顆粒態(tài)轉(zhuǎn)化為溶解態(tài)，從底泥釋放進(jìn)入水 體，進(jìn)一步加劇了藻類的瘋長(zhǎng)，形成了富營(yíng)養(yǎng)化的惡性循環(huán)。 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化類型分為響應(yīng)型和非響應(yīng)型。在響應(yīng)型湖泊中，隨著營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的提高， 水生生物生產(chǎn)量相應(yīng)地增加；而在非響應(yīng)型湖泊中，水生生物生產(chǎn)量反而下降。一般認(rèn)為， 對(duì)于總磷濃度，小于 10mg/l 屬貧營(yíng)養(yǎng)，大于 20mg/l 屬富營(yíng)養(yǎng)，10~20mg/l 則屬于中營(yíng)養(yǎng)； 相應(yīng)地，對(duì)于葉綠素 a，小于 4μg/l 屬于貧營(yíng)養(yǎng)，大于 10μg/l 屬于富營(yíng)養(yǎng)，而 4~10μg/l 則屬于中營(yíng)養(yǎng)。

六、水環(huán)境修復(fù)技術(shù)

      任何修復(fù)技術(shù)必須在可行性研究基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇，主要考慮問(wèn)題包括：

1、技術(shù)的有效 性；2、水環(huán)境被修復(fù)的程度；3、投資和成本，以及可能的替代方案的有效性與成本比較等。

     水體修復(fù)技術(shù)可以分為以下幾種類型：

1、控制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源的技術(shù)。

2、控制藻類和植物的 技術(shù)。包括機(jī)械清除技術(shù)，生態(tài)控制技術(shù)。

3、水動(dòng)力學(xué)。①底層水去除。②底層水曝氣， 將底層水與表層水進(jìn)行交換而不破壞水體分層；可以增加底層水溶解氧，降低鐵錳離子濃度， 以及去除水中的異味顏色等；③人工循環(huán)，人工循環(huán)可以可以破壞水體分層，增加水體溶解 氧、抑制藻類生長(zhǎng)，減輕嗅味色度等；④稀釋或者沖刷。

4、消除內(nèi)源污染。

①底泥疏浚， 是消除內(nèi)源性污染的Zui被推薦采用方法，尤其對(duì)于淺水湖泊或者水庫(kù)，但是成本和底泥的處 置是一個(gè)需要考慮的問(wèn)題；

②底泥氧化，氧化底泥中的有機(jī)物，避免其消耗氧氣；氧化底泥 中的亞鐵離子，避免磷的釋放；

③覆蓋底泥層，是一個(gè)防止根生植物生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)釋放的有效方法。

       水體循環(huán)的主要原理：

1、提高溶解氧濃度。水體循環(huán)的Zui主要作用是提高湖泊水庫(kù)水 體溶解氧濃度。通過(guò)循環(huán)，深層水與表層水得到置換，深層水體溶解氧將得到明顯提高，而 表層水體的溶解氧可能相對(duì)減少，部分原因還包括底層有機(jī)物傳質(zhì)至表層，消耗了部分溶解 氧，同時(shí)表層水體生物光合作用減弱，減少了氧氣的釋放。

2、控制水體生物數(shù)量。水體混 合程度的增加，使表層的浮游植物可能被帶到光線比較暗的深層，限制了光合作用，因而限 制了浮游植物的增值生長(zhǎng)。低于臨界深度，光合作用將不足以支持浮游生物的生長(zhǎng)，水體循 環(huán)就是增加混合層深度的一種技術(shù)。

3、控制內(nèi)源性污染。對(duì)于厭氧過(guò)程控制的磷的釋放情 況，鐵的氧化還原控制著磷的溶解度。采用水體循環(huán)可以有效地降低磷的釋放，因?yàn)槿齼r(jià)鐵 氫氧化物能夠吸附磷，避免其向表層擴(kuò)散。但是在一些湖泊，鐵的氧化還原可能并不是控制 性因素，鈣可能在一些硬水水體中控制著磷的溶解度，或者磷的釋放速度是由有機(jī)物的好氧 分解所控制，水體循環(huán)將反而導(dǎo)致磷濃度的增加。因?yàn)樗w的循環(huán)將導(dǎo)致底泥孔隙水與主體 水交換速率的增加，更多的磷被釋放出來(lái)。內(nèi)源性的磷在不分層的淺水湖泊中，起著非常重 要的作用。由于其底泥界面呈現(xiàn)好氧狀態(tài)，降低磷負(fù)荷不可能通過(guò)水體循環(huán)來(lái)達(dá)到。

4、加 快氨氮的氧化。使其轉(zhuǎn)化為硝酸鹽態(tài)的氮，促進(jìn)一些金屬離子例如亞鐵和錳的氧化和沉淀， 降低其濃度。在厭氧狀態(tài)時(shí)，這些金屬離子經(jīng)過(guò)還原稱為溶解性的離子，很容易擴(kuò)散釋放。 當(dāng)進(jìn)行水體循環(huán)時(shí)，好氧狀態(tài)促使被還原的金屬離子被氧化然后沉淀。這對(duì)飲用水水源尤其 重要。

      設(shè)計(jì)：水體循環(huán)一般用壓縮空氣，向底部曝氣，隨著氣泡的上升，在被充氧的同時(shí)，水 流被提升至表面，使水體形成循環(huán)。采用泵或者射流的方法，成本都比較高。曝氣位置一般 選擇在湖泊水庫(kù)Zui深處，效果。因?yàn)樯疃却?，氣流上升速度快，水體循環(huán)也快，空氣曝 氣需要達(dá)到一定的流量才可以達(dá)到所期望的效果。一般認(rèn)為，臨界曝氣量是 9m3（/ min·km2） 左右。 如果曝氣流量適當(dāng)，在水體循環(huán)過(guò)程中，一般深層水的溫度適當(dāng)上升，接近表層水的溫 度，而表層水的溫度則適當(dāng)下降。但是，如果曝氣流量達(dá)不到所需要的臨界值，則很可能存 在局部的水體分層現(xiàn)象，混合層深度小于臨界深度，甚至反而促進(jìn)藻類的繁殖和生長(zhǎng)。另一 方面，空氣流量也不宜太高，否則容易導(dǎo)致底泥泛起，內(nèi)源性污染加劇。

      曝氣設(shè)備一般置于水體Zui深層，但是需要距離底泥約 1~2m，以防止底泥泛起。曝氣設(shè)備所占的空間應(yīng)該是空氣釋放程度的 0.1 倍，因?yàn)樯仙鞯臄U(kuò)展程度是每上升 1m 水平方向擴(kuò)展 0.05m。

      水體循環(huán)也可能導(dǎo)致其透明度下降。因?yàn)椋w循環(huán)可能加快營(yíng)養(yǎng)的循環(huán)，營(yíng)養(yǎng)濃度增 高，懸浮生物濃度升高，透明度下降；或者水體循環(huán)強(qiáng)度比較弱，存在局部分層現(xiàn)象，導(dǎo)致 藻類生物繁殖，透明度下降；或者，水體循環(huán)強(qiáng)度太大，導(dǎo)致底泥泛起，濁度升高。

     水體循環(huán)的副作用包括以下幾個(gè)方面：

1、加快磷從底層傳遞至水體表層，尤其是顆粒 狀原本可能沉淀的磷，使其在表層得到生物作用變成溶解性的；

2、水體透明度可能下降， 由于粘土顆粒和浮游生物等增加；

3、藻類生物的增加和光合作用的增強(qiáng)，導(dǎo)致 co2 濃度下 降，相應(yīng) ph 上升；

4、水體循環(huán)可能抑制了藻類的沉淀，導(dǎo)致更多的藻類繁殖，當(dāng)然如果 是硅藻種類得到繁殖，情況就比藍(lán)綠藻要好。

      磷的治理：磷的治理主要通過(guò)沉淀和鈍化技術(shù)。沉淀可以去除水體中的磷，鈍化可以延 緩內(nèi)源性磷從底泥中的釋放。通常采用鋁鹽進(jìn)行磷的沉淀，因?yàn)殇X的絡(luò)合物或聚合物在氧化 條件變化時(shí)呈現(xiàn)惰性，同樣被結(jié)合的磷也呈現(xiàn)惰性。這一點(diǎn)與鐵不同，鐵的絡(luò)合物在氧化還 原條件變化時(shí)將磷重新釋放。另外，鋁的絡(luò)合物能夠高效地捕捉顆粒狀和無(wú)機(jī)性的磷，而且 在一定用量范圍內(nèi)對(duì)水體生命沒(méi)有毒性威脅。

      磷的去除機(jī)理：形成磷酸鋁沉淀，吸附在氫氧化鋁表面，以及含磷顆粒的網(wǎng)捕過(guò)程等。 一般情況下，不容易形成磷酸鋁沉淀，只有在過(guò)量投加的情況下，才有可能，所需要的 al： p 比例高達(dá) 500 以上。無(wú)機(jī)性的磷可以有效地被吸附在氫氧化鋁絮體表面。沉淀技術(shù)發(fā)揮作 用比較快，但是難以發(fā)揮長(zhǎng)效作用，因此一般建議作為臨時(shí)措施使用。如果將大量氫氧化鋁 投加覆蓋在底泥表面，就可以隨時(shí)吸附任何從底泥中釋放的磷或者形成鋁酸鹽，因此起著鈍 化作用，通過(guò)這種途徑，內(nèi)源性的磷可以在比較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)得到抑制，從而抑制湖泊的富營(yíng) 養(yǎng)化。達(dá)到鈍化所需要的投藥量比較難以確定，其與磷的含量，地下水入流量和底泥化學(xué)等 有關(guān)。

      底泥治理：底泥氧化能夠氧化其中有機(jī)物，脫氮，將亞鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵，使磷與鐵氫 氧化物緊密結(jié)合起來(lái)，氧化深度達(dá)到 10~20cm 的范圍，達(dá)到控制內(nèi)源性磷的目的。常用的 藥劑包括硝酸鈣、氯化鐵和石灰。硝酸鈣用來(lái)作為電子受體，其液體狀態(tài)與氧氣比更容易滲 透至底泥內(nèi)層，強(qiáng)化脫氮過(guò)程。氯化鐵用來(lái)與硫化氫反應(yīng)，形成更多的氫氧化鐵，提高對(duì)磷 的鈍化效率。石灰用來(lái)提高 ph，使其威馳在適宜微生物脫氮的水平。在有些情況下，氯化 鐵和石灰也許沒(méi)有必要投加，從而節(jié)約成本。底泥氧化也可以視為一種代替鋁鹽的鈍化處理 技術(shù)。因?yàn)殇X鹽僅僅是被施加在底泥的表面，而底泥氧化劑是注入底泥內(nèi)部，不容易影響水 體生物，而且氧化技術(shù)的效果更加長(zhǎng)久。但是底泥氧化適用于鐵氧化還原控制內(nèi)源性磷的情 況，不適應(yīng)于底泥高 ph 和溫度控制內(nèi)源性磷的情況。