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天然水體中由於過量營養物質（主要是指氮、磷等）的排入，引起各種水生生物、植物異常繁殖和生長，這種現象稱作水體富營養化。
這些過量營養物質主要來自於農田施肥、農業廢棄物、城市生活污水和某些工業廢水。
污水中的氮分為有機氮和無機氮兩類，前者是含氮化合物，如蛋白質、多肽、氨基酸和尿素等，後者則指氨氮、亞硝酸態氮，它們中大部分直接來自污水，但也有一部分是有機氮經微生物分解轉化作用而形成的。
城市生活污水中含有豐富的氮、磷，如人體排泄含有一定數量的氮，使用含磷洗滌劑，含有大量的磷等。另外如磷灰石、硝石、鳥糞層的開採、化肥的大量使用，也是氮、磷等營養物質進入水體的來源。
一般來説，總磷和無機氮分別為20毫克/立方米和300毫克/立方米，就可以認為水體已處於富營養化的狀態。富營養化問題的關鍵，不是水中營養物的濃度，而是連續不斷地流入水體中的營養鹽的負荷量，因此不能完全根據水中營養鹽濃度來判定水體富營養化程度。水體中營養物的極限負荷量有兩種表示方法：
單位體積負荷量：克/（立方米。年）
單位面積負荷量：克/（平方米。年）
據研究，如進入水體中的磷大部分以生物代謝的方式流入時，則貧營養湖與富營養湖之間的臨界負荷量是：總磷為0.2～0.5克/（平方米。年），總氮為5～10克/（平方米。年）。總之，對發生富營養化作用來説，磷的作用遠遠大於氮的作用，磷的含量不很高時就可以引起富營養化。
在自然界物質的正常迴圈中，湖泊會由貧營養湖發展為富營養湖，進一步又發展為沼澤地和幹地，但這一歷程需要很長的時間，在自然條件下需幾萬年甚至幾十萬年。但由於水體污染而造成的富營養化將大大促進這一過程。如果氮、磷等植物營養物質大量而連續地進入湖泊、水庫及海灣等緩流水體，將促進各種水生生物的活性，刺激它們異常繁殖（主要是藻類），這樣就帶來一系列嚴重後果：
（1）藻類在水體中佔據的空間越來越大，使魚類活動的空間越來越小；衰死藻類將沉積塘底。
（2）藻類種類逐漸減少，並由以硅藻和綠藻為主轉為以藍藻為主，而藍藻有不少種有膠質膜，不適於作魚餌料，而其中有一些種屬是有毒的。
（3）藻類過度生長繁殖，將造成水中溶解氧的急劇變化，藻類的呼吸作用和死亡的藻類的分解作用消耗大量的氧，有可能在一定時間內使水體處於嚴重缺氧狀態，嚴重影響魚類的生存。
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