一 水体富营养化内涵及产生原因

（一）水体富营养化内涵及危害

随着我国经济的迅猛发展，湖泊、缓慢河流等水体富营养化现象逐渐严重。水体富营养化（eutrophication）的产生主要是人类活动所引起的，氮、磷等物质是水体中生物所必需的营养，当它们大量排放到湖泊、河口等水体后，由于水流流速缓慢，会引起藻类和浮游生物的迅速生长繁殖，导致了水体中溶解氧的含量降低，使水体水质恶化，^[1]引发生物体大量死亡的现象。国内外大多数学者都认为氮、磷等营养物质浓度的升高，是水体富营养化的重要原因之一，其中又以磷为关键因素。

富营养化造成水体通透性下降，阳光穿透水层的能力降低，导致水体中植物光合作用受到严重影响，氧气产生量下降，同时，大量繁殖的浮游生物又消耗了水中大量的氧，水中溶解氧（DO）含量急剧下降；但浮游在水面的植物依然能够进行光合作用，这样就造成了水体表面局部溶解氧的过饱和。水中溶解氧无论是过饱和还是缺乏都会危及水中生物的正常生长存活，会引起鱼类的大量死亡。尤为严重的是，会产生大量的有害气体，如硫化氢等，这是因为溶解氧缺乏，水体形成了缺氧的环境，厌氧菌迅速增长和繁殖，水体底层堆积的有机物被大量分解的缘故。同时浮游生物产生的生物毒素，也会危及水生动物的生存。富营养化的水中含有亚硝酸盐和硝酸盐，如果这些物质含量超标的水体作为饮用水水源地，会引起人类疾病。综上所述，水体富营养化会导致水生生态系统紊乱，水生生物种类减少，从而使水生物环境的生物多样性受到严重影响。

（二）水体富营养化成因

富营养化的根本成因是营养物质的增加，使得藻类和有机物质大量增加，其中对水体富营养化贡献最大的营养物质是氮及磷。藻类生长遵循李比希最小定律，即其生产量或生物量取决于外界供给它所需养分中数量最少的那一种。由于磷在水体中是不完全循环，因此水域中都严重缺磷，磷即成为其初级生产力最重要的限制因素，一旦大量磷排放至水体中，会促进浮游植物的生长，从而使水体呈现富营养化状态。

一般来说，水体中过量的氮、磷等营养物质主要来源于处理不完全的工业废水及生活污水、有机垃圾及化肥，其中农田径流挟带化肥中的大量硝酸盐、氮和氨氮进入水体，水体原有的氮平衡破坏，在此环境条件下，其他藻类增殖迅猛，水体产生富营养化现象，可以说所有来源中，贡献最大的为农田化肥。城市污水、肥料及农业废弃物是水中磷元素的重要来源。据统计，地表水磷酸盐含量在过去15年内增加了25倍，其中磷元素大部分来源于城市污水，而城市污水中磷酸盐主要是由洗涤剂贡献的。另外，水体内源作用也增加水体中磷的含量。也就是说，水体底泥在还原状态下也同时释放着磷酸盐。^[2]尤其是有些水体，因硝酸盐过量排放而引起富营养化，如果再排入城市污水，则水体水质成分更加复杂，水体恶化程度加剧，即使此后不再排入磷酸盐，也不能从根本上解决问题，因为大量富含磷酸盐的沉淀物，多年来沉积在水底，当水中溶解氧含量过低时，磷酸盐便会释放到水体中。

二 寒冷地区污水脱氮除磷研究进展

（一）温度对微生物活性的影响概述

近年来，氮、磷等元素引起的水体富营养化是环境问题的焦点，而寒冷地区水体富营养化所导致的水体污染问题更为严重，亟待解决。^[3]寒冷地区冬季漫长，生活污水的生物处理一直存在着生化处理效果差、微生物活性低、出水达标困难等一些问题^[4]，这是由于随温度的降低，水体中活性污泥的吸附性能、沉降性能、种群组成、微生物的生长发育、曝气池中氧转移效率等方面都受到一定的影响。水体温度是微生物生命活动中非常重要的环境因子，每种微生物的存活生长有它一定的温度和pH值范围，考虑温度的因素，微生物最高生长温度高于20℃，最适合生长温度要高于15℃，在0～5℃可生长繁殖的微生物称之为耐冷菌。^[5]活性污泥微生物最适合生长的温度范围是15℃～30℃。当水温低于10℃时，将会对活性污泥的性能产生不利影响。温度的降低对硝化细菌的活性产生显著影响，当温度≤10℃时，硝化反应将基本停止。

城市污水处理技术主要以生物处理法为主，因此，微生物活性的强弱是污水生物处理系统的核心，它对系统处理效果起到决定性的作用。温度是影响微生物生长繁