开放水体脱氮过程及其影响因素研究进展

杨正健，魏辰宇，刘德富，纪道斌，马 骏，王从锋

（1.三峡大学 三峡水库生态系统湖北省野外科学观测研究站，湖北 宜昌 443002；2.湖北工业大学 河湖生态修复与藻类利用湖北省重点实验室，湖北 武汉 430068）

1 研究背景

据统计，2017年中国废水（不含农村面源污染）总氮排放量为216.46万t，总磷排放量为11.84万t，说明中国氮、磷污染问题仍然非常严峻[1]。过量的氮、磷导致的湖库水体富营养化及藻类水华问题，已对居民饮水安全和淡水生态安全构成严重威胁[2]。在海洋中，近年来多次报道的“海洋死亡地带（Dead zone/Hypoxic area）”问题已对区域海洋生态系统造成严重破坏[3]，其主要原因也是河流入海氮、磷污染过量[4]。因此，如何有效拦截和去除流域内的氮、磷污染已成为维护全球生态系统平衡的关键，也是当前国际研究的热点和难点。有关研究表明，入海氮、磷总量实质只占陆域排放总量的20%～30%，说明陆域本身是除氮脱磷的主要场所，其河网潜流带和湖库沉积物内的生化反应被认为起到了主要作用[5]。

中国已建各类水库近10万座[6]，几乎遍布所有大小流域。因水库改变了河流水文规律，其物质循环较自然河流有很大差别[7]，由此对流域氮、磷污染的削减作用目前尚未有明确结论。本文将系统分析近30年来开放水体脱氮机制及其影响因素的国内外研究成果，讨论水库在流域氮削减中的作用，以期为发掘水库的脱氮除污功能、深入认识水库的生态环境影响提供新的研究思路。

2 开放水体典型脱氮机制

开放水体是有别于管道和池罐等相对封闭的水体而言的，包括河流、水库、湖泊、海洋等自然水体，是地球水循环及其伴生过程发生的主要区域。……