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优养化。原图链接

优养化（英语：Eutrophication），又称富营养化，是指湖泊、河流、水库等水体中氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。由于水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物的迅速繁殖，使水体溶解氧含量下降，造成植物、水生物和鱼类衰亡甚至绝迹的污染现象。

概述

藻华与赤潮

水体出现富营养化时浮游生物大量繁殖，水面往往呈现出蓝色、红色、棕色和乳白色等。在江河、湖泊和水库中称为“藻华”，在海洋中称为“赤潮”。气候变化和多变的气候模式是影响藻类蔓延的关键。

河川中的磷来自于人类的各类活动，如使用各类之清洁剂与农药，及人体排泄物或食物残渣等，经降雨之迳流带入河川。当磷浓度累积，会导致藻类大量生长，致使水质逐渐变差，水体进行优养化，在优养化现象发生的过程中，水中氮与磷的浓度极为重要，尤其限制磷浓度，可有效控制藻类之生长。

藻华在淡水和海水中均有可能发生。

海水中爆发的有害藻华（HABs）能够影响整个食物链。腰鞭毛藻和芬地湾亚历山大藻等有毒单细胞藻类或浮游植物会被一些较小的生物摄入。鱼类、鸟类和海洋哺乳动物在摄食这些较小生物后，吸收了留存在这些较小生物中的有毒物质，导致自身死亡。人类食用受到污染的贝类后也会导致瘫痪和死亡；牡蛎、贻贝等滤食性动物能够更快地吸收有毒物质。

在一次有害藻华（HABs）后，美国佛罗里达州的海草受到有毒物质的污染，导致276只海牛在食用后死亡。

化肥-磷元素

化肥中的磷元素会残留在土壤中，即使禁用化肥，藻华对这些地区造成的影响也会持续好几年。解决化肥流失问题的方法包括：确保牲畜远离水道；定期进行游牧，防止牧场发生土壤流失；在农业用地周围植树造林，用以吸收养分，防止水土流失。

河川中的磷来自于人类的各类活动，如使用各类之清洁剂与农药，及人体排泄物或食物残渣等，经降雨之迳流带入河川。当磷浓度累积，会导致藻类大量生长，致使水质逐渐变差，水体进行优养化，在优养化现象发生的过程中，水中氮与磷的浓度极为重要，尤其限制磷浓度，可有效控制藻类之生长。

死亡区域

科学家认为人类活动是产生死亡区的主因。农场和下水道排放的废水含有丰富的氮和磷，这两种营养物质随地表迳流进入水域，引发“藻华”（algal bloom）现象，藻类及浮游生物大量繁殖，遮盖海底植物需要的阳光。藻类和浮游生物死亡后下沉、被细菌分解，消耗大量的水中氧气，造成其他生物死亡。

死亡区（dead zone）是氧气稀缺的水域，形成主因是人类活动造成的营养盐污染（nutrient pollution），大多数水生生物在死亡区中无法生存。根据发表于美国《科学》（Science）期刊的报告，全世界的死亡区多达405处，涵盖24万5000平方公里的面积，比英国国土还要大。

2017年夏天，位于墨西哥湾（Gulf of Mexico）的死亡区大规模扩张，面积超过2万700平方公里，而波罗的海（Baltic Sea）的死亡区，则在过去115年间扩张超过10倍，近几年已达到6万平方公里。虽然有时藻华并未产生有毒物质，但仍会带来重大危害。随著藻类不断繁殖，覆盖区域逐渐增大，会形成若干“死亡区域”，遮挡住阳光并不断地吸收水中的氧气，从而使得水下生物无法存活。而藻类大量死亡、腐烂、并在细菌作用下开始分解的过程也会消耗水中更多的氧气。一般水体中藻类的含量较低，但由于人类活动对环境的影响，藻类的数量、尺寸及潜在的毒性都在不断地增加

危害

优养化本来是水域自然生态系必然的演替过程：一片水域在形成后，随著岁月的增长，水域中的养分会越来越多，而且水会越变越浅，到最终变成沼泽或陆地，像这种自然消长过程，即属优养化。水体优养化破坏了原有的生态系统平衡。光合作用生成有机物的速度与呼吸作用消耗有机物的速度相等时，藻类在水体中有机物的生长远大于其消耗，使有机物积蓄起来。造成自然生态的危害：

1. 促进细菌类微生物的繁殖，异养生物的食物链发展耗氧量大增。
2. 藻类在水体表层接受阳光的范围内生长排出氧气，在深层的水中就无法进行光合作用而出现耗氧。其死亡和沉淀都把有机物转入深层或底层水中，聚集大量待分解的有机物，没有足够溶解氧供应变为厌氧分解状态，使大量的厌氧细菌繁殖起来。
3. 无机氮的富集大量消耗溶解氧，缺氧状态下又会转为反硝化过程。这样在底层将出现呼吸消耗有机物速度远远快于光合作用生成有机物速度的腐化污染状态，并逐步向表层发展，严重时可使一部分水体完全变为腐化区。
4. 水域的污染加速优养化现象，优养化的营养源多来自于施肥过度的农地，或都市污水中的清洁剂或有机物产生的。家庭废水.抽水马桶的排放水与非肥皂及合成肥料都含有很高的磷化物和硝酸盐类，当水中氮化物和磷酸盐类的浓度增高时，藻类就可以大量繁殖，造成所谓的“藻华”。因为藻类大量繁殖，也会因而大量死亡，这些藻类的尸体，在腐烂分解的过程会用尽水中的氧气，使得栖息在那儿的鱼族，会因窒息而死亡，再者，形成藻花的蓝绿藻，往往是群体状或丝状，这些不是滤食性鱼类的食物，因此，表面上看来，鱼类的食物很丰富，事实上有不少鱼类，却因饥饿而死亡，这就是所谓的“红潮（赤潮）”，也是“藻华”的后遗症。
5. 藻类的大量死亡，湖泊内的氧气降低，水中的鱼虾无法生存，破坏了自然生态的平衡。水质会因氧气的缺少而发臭。若是将湖泊内的水做为饮用水，则将提高处理成本，增加消毒用量，同时造成饮用水质的安全危害人体健康。

水质净化

种植“培地茅”

除避免上述各种污染外，种植“培地茅”是个有效的方法，培地茅的庞大根系，同时植物本身对于氮与磷两元素有极高的吸收利用性，对于清除水体中的氮、磷元素有极大的应用价值。配合目前正发展的人造湿地系统，培地茅的水生特性可充分地应用在这些系统中，发挥净化水质的功能。

新兴水质处理技术

水库优养化克星─多层复合滤料(MSL)

为解决多座水库水质优养化的问题，台湾环保署引进日本新兴发展水质净化新法宝─多层复合滤料(MSL, Multi-soil Layering)水质净化系统，此系统不仅可削减污染物，让水体清澈，还可有效去除优养化的关键因子─磷。目前在澎湖县成功水库已有模场试验中，另高雄市阿公店水库与桃园市龙潭大池也有实场在施工中。

多层复合滤料

多层复合滤料(MSL)处理技术为发展自日本的一种新兴现地水质处理技术，具有使用材料天然无污染、用地小及维护成本低等优点。该处理系统主要由混合土块层(SML, Soil mixture layer)和透水层(PL, permeable layer)组成，搭配导流水管及通气管。混合土块层内含土壤及添加材料，如木炭、有机纤维、铁粒、不织布等，而透水层则由直径粗颗粒组成，材料主要为砾石和沸石等，混合土块层中的铁粒经化学反应后可削减总磷浓度，改善优养化问题，而透水层的砾石可将水中悬浮固体物拦阻，即透过土块层铁离子化学反应而达到沉降效果，提升水体透明程度，达成污染物削减及水体清澈的目的。

生物网膜曝气过滤槽

环保署已在澎湖县成功水库设置利用生物网膜(Bionet)曝气过滤槽及多层复合滤料(MSL)试验模场处理湖库水质，目前试验结果均能将总磷浓度削减至0.01 mg/L。

除了引进新兴现地处理技术处理受污染水体水质，环保署也与政府相关单位共同推动点源污染及非点源污染之防治，包括提高污水下水道接管率，设置合并式净化槽、低冲击开发(LID, Low impact development)等建设，并强化水土保持宣导、合理化施肥，鼓励水库集水区民众使用无磷清洁剂等，以降低源头污染排放，希望借此有效改善水库水质，让供应自来水之水库原水均符合环保署饮用水水源水质标准，净水处理后之自来水亦均符合饮用水水质标准。

影片

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