水體富營養化
水體富營養化是一種氮、磷等植物營養物質含量過多所引起的水質污染現象。在自然條件下，随着河流夾帶沖擊物和水生生物殘骸在湖底的不斷沉降淤積，湖泊會從貧營養湖過渡為富營養湖，進而演變為沼澤和陸地，這是極為緩慢的過程。由于人類的活動,，将大量工業廢水和生活污水以及農田徑流中的植物營養物質排入湖泊、水庫、河口、海灣等緩流水體後，水生生物尤其是藻類将大量繁殖，使生物量的種群種類數量發生改變，破壞了水體的生态平衡。大量死亡的水生生物沉積到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水體溶解氧含量急劇降低，水質惡化，以緻影響到魚類的生存，大大加速了水體的富營養化過程。
預防
控制外源性營養物質輸入
絕大多數水體富營養化主要是外界輸入的營養物質在水體中富集造成的。如果減少或者截斷外部輸入的營養物質，就使水體失去了營養物質富集的可能性。為此，首先應該着重減少或者截斷外部營養物質的輸入，控制外源性營養物質，應從控制人為污染源着手，應準确調查清楚排入水體營養物質的主要排放源，監測排入水體的廢水和污水中的氮、磷濃度，計算出年排放的氮、磷總量，為實施控制外源性營養物質的措施提供可靠的科學依據。
減少内源性營養物質負荷
輸入到湖泊等水體的營養物質在時空分布上是非常複雜的。氮、磷元素在水體中可能被水生生物吸收利用，或者以溶解性鹽類形式溶于水中，或者經過複雜的物理化學反應和生物作用而沉降，并在底泥中不斷積累，或者從底泥中釋放進入水中。減少内源性營養物負荷，有效地控制湖泊内部磷富集，應視不同情況，采用不同的方法。
主要的方法有：
1.工程性措施：包括挖掘底泥沉積物、進行水體深層曝氣、注水沖稀以及在底泥表面敷設塑料等。挖掘底泥，可減少以至消除潛在性内部污染源；深層曝氣，可定期或不定期采取人為湖底深層曝氣而補充氧，使水與底泥界面之間不出現厭氧層，經常保持有氧狀态，有利于抑制底泥磷釋放。此外，在有條件的地方，用含磷和氮濃度低的水注入湖泊，可起到稀釋營養物質濃度的作用。
2.化學方法：這是一類包括凝聚沉降和用化學藥劑殺藻的方法，例如有許多種陽離子可以使磷有效地從水溶液中沉澱出來，其中最有價值的是價格比較便宜的鐵、鋁和鈣，它們都能與磷酸鹽生成不溶性沉澱物而沉降下來。例如美國華盛頓州西部的長湖是一個富營養水體，1980年10月用向湖中投加鋁鹽的辦法來沉澱湖中的磷酸鹽。
在投加鋁鹽後的第四年夏天，湖水中的磷濃度則由原來的65μg/L降到30μg/L，湖泊水質有較明顯的改善。在化學法中，還有一種方法是用殺藻劑殺死藻類。這種方法适合于水華盈湖的水體。殺藻劑将藻殺死後，水藻腐爛分解仍舊會釋放出磷，因此，應該将被殺死的藻類及時撈出，或者再投加适當的化學藥品，将藻類腐爛分解釋放出的磷酸鹽沉降。
3.生物性措施：利用水生生物吸收利用氮、磷元素進行代謝活動以去除水體中氮、磷營養物質的方法。有些國家開始試驗用大型水生植物污水處理系統淨化富營養化的水體。大型水生植物包括鳳眼蓮、蘆葦、狹葉香蒲、加拿大海羅地、多穗尾藻、麗藻、破銅錢等許多種類，可根據不同的氣候條件和污染物的性質進行适宜的選栽。
水生植物淨化水體的特點是以大型水生植物為主體，植物和根區微生物共生，産生協同效應，淨化污水。經過植物直接吸收、微生物轉化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和懸浮顆粒，同時對重金屬分子也有降解效果。水生植物一般生長快，收割後經處理可作為燃料、飼料，或經發酵産生沼氣。
國内河湖現狀
我國湖泊、水庫和江河富營養化的發展趨勢非常迅速。1978～1980年大多數湖泊處于中營養狀态，占調查面
積的91.8%，貧營養狀态湖泊占3.2%，富營養狀态湖泊占5.0%。短短10年間，貧營養狀态湖泊大多向中營養狀态湖泊過渡，貧營養狀态湖泊所占評價面積比例從3.2%迅速降低到0.53%，中營養狀态湖泊向富營養狀态過渡，富營養化湖泊所占評價面積比例從5.0%劇增到55.01%。近10年來武漢漢江下遊水質急劇惡化，呈富營養化狀态，在20世紀90年代曾2次出現水體中藻類急劇繁殖的“水華”現象。
列舉一些案例：
（1）我國的武漢東湖、杭州西湖、南京玄武湖、濟南大明湖、撫順的大夥房水庫，都曾受到富營養作用的影響。近年來，我國沿海的赤潮也時有發生，如1989年8～9月，河北黃骅縣到天津塘沽百餘裡的沿海出現世界上罕見的大規模赤潮，使養蝦業遭到嚴重損失。
（2）近年來，随着太湖周邊地區排污量的增加，水體富營養化日趨嚴重，夏季水華頻繁發生，嚴重時造成綠色藻細胞複蓋整個水體，水廠停水，水鄉居民喝污水的現象，同時，水中的有機物和氨氮含量嚴重超
标，特别是溶解性DOC有機物占總有機物COD的比例為88%。由于常規飲用水處理工藝本身存在着對有機物微污染物，氨氮等無法完全有效去除的弱點，并且氯化過程不能有效地消滅活水中抗氧性的病原寄生蟲等病原微生物，還導緻了對人體健康危害更大的有機氯化物的形成，因此處理後的生活飲用水安全性難以保證。而臭氧生物活性炭技術采用臭氧氧化和生物活性炭濾池聯用将臭氧化學氧化，活性炭物理化學吸附，生物氧化降解等技術聯用，去除原水中微量有機物和氯消毒劑的副産物等有機指标，提高飲用水的安全性。
(3)1998年春天，一股來勢洶湧的赤潮橫掃了香港海和廣東珠江口一帶海域。赤潮過處，海水泛紅，腥臭難聞，水中魚類等動物大量死亡。當地的各類養殖場損失慘重。據《經濟日報》1998年5月3日報道，此次赤潮事件，香港漁民損失近1億港元；大陸珍貴養殖魚類死亡逾300噸，損失超過4000萬元。
産生原因
一談到水體的富營養化，使人們常常想到總氮、總磷超标。誠然，總氮、總磷等營養鹽是發生富營養化的必要條件。如果水體中總氮、總磷濃度很低，不可能發生富營養化。反之則不然，水體中總氮、總磷濃度的升高并不一定發生富營養化。富營養化的發生和發展是水體的整個環境系統出現失衡，導緻某種優勢藻類大量生長繁殖的過程。因此要研究富營養化的發生機理和發生條件，實質上需了解藻類生物諸多差異，會出現不同的富營養化表現症狀，即出現不同的優勢藻類種群，并連帶出現各種不同類型的水生生物種類的失衡。但富
營養化發生所必備的條件基本上是一樣的，最主要的影響因素可以歸納為以下幾個方面：
①總氮總磷等營養鹽相對比較充足；
②鐵，矽等含量比較适度；
③适宜的溫度，光照條件和溶解氧含量；
④緩慢的水流流态，水體更新周期長。
隻有在上述四方面條件都比較适宜的情況下，才會出現某種優勢藻類“瘋狂增長” 現象，發生富營養化。
食物鍊理論
這是由荷蘭科學家馬丁·肖頓于1997年6月在“磷酸鹽技術研讨會”上提出的。
該理論認為，自然水域中存在水生食物鍊。如果浮遊生物的數量減少或捕食能力降低，将使水藻生長量超過消耗量，平衡被打破，發生富營養化。該理論說明營養負荷的增加不是導緻富營養化的唯一原因。
生命周期理論
這是近年來普遍為人們所接受的一種理論。
它認為，含氮和含磷的化合物過多排入水體，破壞了原有的生态平衡，引起藻類大量繁殖，過多的消耗水中的氧，使魚類、浮遊生物缺氧死亡，它們的屍體腐爛又造成水質污染。根據這一理論，氮磷的過量排放是造成富營養化的根本原因，藻類是富營養化的主體，它的生長速度直接影響水質狀态。
在合适的光照、溫度、pH值、矽以及其它營養物質充分的條件下，植物的生長取決于外界供給它們養分最少的一種或兩種，從藻類原C1o6H~0110N16P可以看出，生産1kg藻類，需要消耗碳358g，氫74g，氧496g，氮63g，磷9 g，顯然氮磷是限制因子。因此，要想控制水體富營養化，必須控制水體中氮磷等營養鹽的含量及其比例。
食物鍊理論和生命周期理論争論的焦點在于氮磷是否為引起富營養化的主要原因，目前這兩種争論尚未有最後的定論。但從目前我國水體的富營養化狀況來看，富營養化産生的原因主要是用後者(生命周期理論)來解釋。
水體富營養化發生原因是多方面的。在水體富營養化日益嚴重的今天，富營養化成因的研究已經取得了一定的成果，但是對于該成因的研究還有待于進一步深入。到目前為止，還沒有一套較成熟的理論能夠在實際水體中用來預測富營養化發生；對于富營養化發生的各項指标還沒有一個被廣泛接受的嚴格量化的界定。因此，系統深入地開展水體富營養化發生原因的研究，對于有效地開展水體富營養化綜合治理與防治具有重大的理論意義和實用價值。
長繁衍的過程。對于不同的水域，由于存在水域地理特性、自然氣候條件、水生生态系統和污染特性等。
農田化肥
為促進植物生長，提高農産品的産量，人們常施用較多的氮肥和磷肥，它們極易在降雨或灌溉時發生流失。氮磷營養物的流失方式有：（1）随地表徑流進入地面水體中；（2）下滲形成亞表面流（壤中流），通過土壤進行橫向運動，然後排入地表水體中；（3）通過土壤層下滲到地下水中。前2種是導緻地表水富營養化的主要原因。近年來的研究表明，磷能以溶解或吸附于土壤上的顆粒态形式通過土壤微孔結構運動下滲至亞表面流中，然後進入江、河、湖泊或海灣，而氮（硝酸鹽氮）的滲透能力較強，能夠下滲到地下水中污染地下水。
氮和磷在被土壤吸附與解吸過程中，其中一部分溶解于水中，另一部分則繼續保持吸附态，在運動中甚至會随土壤顆粒沉積下來，成為湖、河或海底沉積物的一部分。沉澱在底泥中的污染物在流量、水溫及微生物結構發生變化的情況下，可以通過再懸浮、溶解的方式返回水中，構成水源的二次污染。據調查，太湖底泥每年釋放的總氮和總磷約占總負荷的25% ～35%。
牲畜糞便
圈養家禽、家畜尤其是豬會産生大量富含營養物和細菌的排洩物，極易随地表徑流、亞表面流流入江河、湖泊而污染水體。此外，農田中過量施用家畜糞便，也會引起糞便中的營養物随地表徑流、亞表面流流失，從而污染水體。草原過度放牧，産生大量牲畜糞便滞留于草原上，造成營養物過剩，并破壞草原的植被複蓋；當降雨産生地表徑流時，植被複蓋的破壞會加劇土壤、糞便的侵蝕，緻使更多的營養物流失，加重污染。
污水灌溉
污水作為一種可靠的水源和廉價的肥料被用于灌溉農田，是污水農業利用的一種提倡方式，目的是通過土壤的淨化作用和農作物對營養元素的吸收來淨化污水。但由于一些污水中的營養物含量較高或技術原因，常常造成土壤和地表水的污染。據對37個污水灌區調查發現，有32個灌區水質不符合要求。
城鎮地表徑流
城鎮路面大部分是不透水地面，氮磷營養物主要随地表徑流進入地表水中。城鎮中的氮磷營養物主要來自人類的生活垃圾、生活污水及和某些工商業廢水（如屠宰、食品、造紙、停車場等）。美國環保局把城市地表徑流列為導緻全美河流和湖泊污染的第三大污染源。
礦區地表徑流
在磷礦區，由于人類活動，破壞了原來的土壤結構和植被面貌，使得土壤表層裸露，在降雨條件下，散落在礦區的礦渣、泥沙、磷酸鹽等污染物将随地表徑流進入湖泊、水庫、江河、海灣，污染水體。
大氣沉降
大氣沉降不僅是懸浮顆粒物、有害氣體的來源之一，也是氮的來源之一。燃料燃燒時，氮元素以氮氧化
物的形式進入空氣，随雨雪降落在土壤或水體表面，污染地表水源。
水體人工養殖
許多水體既是水源地，又是人工養殖的場所。随着養殖業的發展，人工投放的餌料以及魚類的排洩物給水體帶來了大量的氮磷。目前，國内湖庫區人工養殖的餌料系數達3.0～4.0，成為水體富營養化的又一來源。
治理方法
對于河湖水體富營養化治理，各個國家和地區采用不同的物理、化學、生物方法對其進行預防、控制和修複，并且取得了一定的成效。現在主要的物理處理方法有底泥疏浚、引水沖洗、機械曝氣等，一方面工程量巨大、運行成本高，另一方面對污染嚴重的河湖進行底泥疏浚，易導緻底層的沉積物發生懸浮和擴散，促進了沉積物中的氮、磷營養鹽及其所吸附的金屬離子的釋放，從而使水體環境面臨受沉積物中釋放的重金屬離子及氮、磷營養鹽二次污染的風險。
化學方法有投加混凝劑和除藻劑等，雖然能在短期内取得一定效果，但也存在着治理不徹底、成本高的問題，特别是會産生二次污染，引發新的生态問題；現流行的生物和生态修複，通過微生物降解和水生植物的吸收、轉移或生态浮床、濾床的過濾、吸附等措施來消減水體中的氨氮。此類方法雖避免了二次污染問題，但受自然環境影響大，要求條件苛刻，同時相對于其它處理技術而言，更有周期長、見效慢的缺點。
氨氮的富集是造成水體富營養化的主要原因之一。因此，采用合适的工藝方法快速消減水體中的氨氮，将這些污染物質帶離河湖系統，徹底消除産生河湖富營養化問題的根源，使河湖從整體上得到快速淨化，是今後治理河湖富營養化問題的重要方向，目前在日本等少數發達國家已經開始這方面的應用研究。
