沉积物有机质和腐殖质与湖泊富营养化

沉积物有机质和腐殖质与湖泊富营养化
沉积物有机质和腐殖质与湖泊富营养化

沉积物有机质和腐殖质与湖泊富营养化

诸暨中学郭亚新

摘要:湖泊富营养化已成为全球性严重的生态环境问题之一,沉积物有机质和腐殖质与湖泊富营养化现象密切相关。本文简要介绍了沉积物有机质与腐殖质的来源与特征,并对其在湖泊富营养化过程中的作用进行了综述。

关键词:湖泊;富营养化;沉积物;有机质;腐殖质

湖泊富营养化已成为全球性严重的生态环境问题之一。湖泊的外源污染被截断之后,沉积物将因有机质的持续降解不断向水柱释放营养物质,从而阻碍了富营养化问题的根本解决。因此,作为湖泊富营养化的重要促进因素的沉积物有机质应该引起我们的重视和研究,本文对沉积物有机质与腐殖质的来源与特征以及两者在湖泊富营养化过程的作用两方面进行了综述。

1沉积物有机质与腐殖质的来源及特征

沉积物中有机质的来源分为内源输入和外源输入两种。内源有机质主要是水体生产力本身产生的动植物残体、浮游生物及微生物等的沉积而得,外源输入主要是通过外界水源补给过程中携带进来的颗粒态和溶解态有机质(Jame et al., 2001)。

姚书春等(2004)分析了巢湖沉积柱状样多环境指标得出巢湖的富营养化过程百年经历了三个阶段:第一阶段(1898-1946年),湖泊沉积物总有机碳含量较低,碳氮比和TAR HC表明有机质是藻类与陆生高等植物来源并重;第二阶段(1946~1972年),湖泊沉积物中有机质组份以陆源占主要地位,同时沉积通量大,流域内水土流失严重,可能与此阶段土地开发等强烈人类活动有关。第三阶段(1972~2002年),富营养化加剧,藻类和细菌是有机质的主要来源,这与人为营养物质排放入湖,刺激藻类生产力的提高直接相关。Gale和Reddy(1994)研究亚热带浅水富营养化湖泊沉积物-水中碳通量发现,湖泊初级生产力沉积的碳通量高达1034克/米2·年,其中通过再悬浮而重新进入水体的通量为720克/米2·年,而外源进入湖

水的碳通量仅为20克/米2·年。

贾国东等(2002)分析研究了珠江口沉积物柱状样得出土地的过度开发利用、化肥的大量施用、工业废水和生活污水的排放等增加了陆源物质的入海通量,提高了水体初级生产力,从而使珠江口的富营养化趋势加强。Haworth等(1991)研究Hudson河口沉积物来源的结果表明,尽管该河口周围的地貌以森林地为主.但Hudson河口沉积物中有机质并非主要来自周围的林地,而是源于河口周围占比例很小的城市、郊区和农田,沉积物中有机质的年输人强度主要受偶然发生的暴雨天气控制,而与年际间的平均降雨量关系不大,这说明沉积物有机质的输入与地表植被严重破坏区的水土流失有关;范成新等(2000)对太湖底泥中的有机质做了表层和分层研究,发现其分布和人为污染程度正相关,河口处含量明显增加;王新明等(1997)对广州感潮河段的底泥有机质特征也做了研究,发现河流底泥中有机质的分布在河道上游以生物源为主,而下游主要是人为源。这些例子说明人类活动干扰较小的湖泊或同一湖泊中人类活动影响较小阶段,沉积物有机质以内源输入为主。人类活动会大大增加沉积物有机质的外源输入。

有关沉积物有机质特征的研究较少,其研究方法主要采用土壤有机质的研究方法。与土壤不同的是,沉积物中的有机质主要以腐殖质的形态存在,一般认为沉积物中的腐殖质含量约占有机质总量的70-80%,有的区域甚至达到99%。腐殖质是一类深暗色、无定性、比较稳定的化合物,它是有机质经微生物降解和酶促作用产生的一部分生物大分子重新合成而得。腐殖质以外的20-30%的有机质主要是由蛋白质类物质、多糖、脂肪酸和烷烃等组成(金相灿等,1992)。

沉积物腐殖质经过酸和碱的分级提取,主要的传统分组包括腐殖酸(Humic Acids)、富里酸(Fulvic Acids)和胡敏素(Humin)等。三类腐殖质级份在结构上彼此相似,只是在分子量、元素分析和官能团含量上有所差别(Mclaren et al.,1967-1971)。Maris和Elga(1997)提取了Latvia不同营养程度湖泊的腐殖酸和富里酸,测定了这些腐殖质的元素和功能组成以及相关光谱团和分子量。研究表明腐殖质性质与其来源物质的性质有关。低营养和寡营养湖泊腐殖质分子特征类似,具体表现为分子小而单一,羧基和羟基数量较少。富营养和中营养湖泊特征类似,腐殖质多为大分子且具多分散性,含大量极性脂肪链和生色团。孟凡德等(2004)对长江中下游洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖、月湖和玄武湖6个湖泊的沉积物进

行了理化性质分析,认为长江中下游地区湖泊有机质总量一般处于1.5%左右,污染沉积物中有机质的含量可达一般沉积物的1倍左右,即达到3%以上。其中两个城市湖泊有机质的含量较高,武汉的月湖沉积物中有机质含量超过了7% ,南京的玄武湖也达到了4.04%-5.74%。腐殖酸含量在0.5%以下,占总有机质的3%-10% ,富里酸含量普遍高于腐殖酸,占总有机质的18%-28% ,为腐殖酸的2-3倍。与土壤有机质一样,胡敏素占主导,可达到63%~74%。李振宇等(1999)运用丘林法和红外分析法分析了西湖沉积物有机质的组成和来源,发现西湖沉积物中有机质也是胡敏素含量最高为59-71%,其他各组分的相对含量依次为腐殖酸(11-19%)、富里酸(8-15%)和脂类(3-12%),所以杭州西湖属于中到多腐殖质湖泊。并且由于其沉积物腐殖酸具有典型的湖泊沉积物腐殖酸的红外吸收带,结合E4/E6比率可知西湖沉积物具有泥炭沼泽沉积特征,腐殖化程度较高。研究表明我国东部的黑龙江、松花江、黄河、长江、钱塘江、闽江等27条河流悬浮沉积物中有机质的含量及组成具有明显的地带性分布特征,南方、北方河流中有机质的含量高,中部河流含量低,呈现“V”字型分布;腐殖酸含量则自北而南逐渐降低,这反映出水热条件对其分布的影响(金相灿等,1992)。

2有机质与腐殖质对水体富营养化的影响

沉积物有机质是水生生物的主要营养源,其变化包括矿化和腐殖化两个过程。前者是有机质中易降解部分经微生物分解为CO2、H2O、NH3和无机成分,即矿化过程;另一部分生物大分子经微生物等再降解和合成,形成腐殖质,即腐殖化过程,这两个过程在沉积物中周而复始同时存在(Schlesinger et al.,1990)。Peters 和Colwelh(1989)发现河流沉积物中葡萄糖和谷氨酸的分解速度几乎为酚类的10倍。

众多研究表明,在外源排入逐步得到控制的情况下,作为内源沉积物向上覆水释放C、N、P、S的作用渐显重要,成为维持上覆水营养状态的重要来源。毛建忠等(2005)对滇池沉积物磷释放的初步研究表明,其释放机制为表层沉积物有机质矿化降解, 有机磷分解形成的浓度梯度驱动了溶解磷从沉积物向水体扩散,即高生产力的富营养化湖泊在表层沉积物中形成“易于分解的活性有机质(磷)-

溶解磷-水生生物活体-有机质(磷)”的磷循环过程。Gachter和Wehril(1998)通过10年的湖底曝气,试图降低两个富营养化湖水中磷的浓度,但并未达到预期的效果,原因与湖底富集的大量有机质的矿化释放有关。D’Angelo和Reddy(1994)研究发现,沉积物中NH4+-N和可溶性磷的释放通量是沉积物有机质矿化速率的函数.胡雪峰等(2001)比较了上海市郊河流与鱼塘沉积物的氮磷释放量,发现后者的氮磷释放量要高于前者,但其氮磷负荷并非最高,这与其含有大量的易降解性有机质有关。硫的循环如硫酸盐还原作用与有机质降解之间也关系密切。在厌氧的海洋沉积物中SO42-(包括铁氧化物和锰氧化物)是微生物氧化有机质的重要电子受体,许多海洋沉积物中硫酸盐还原作用可能控制有机质氧化;另一方面,对以色列Agmon湖的研究结果表明,有机质和SO42-(约为海水含量的1/3) 含量较高的浅水湖泊(水深<1m)中硫酸盐还原会受有机质供应的限制(Hadas et al.,2001)。

由此可见有机质本身的降解转化对湖泊富营养化有着重要的影响。另外,有机质会通过若干其他途径影响内源营养物质的释放,从而对湖泊营养程度产生效应。宋春雷等(2004)研究了武汉东郊池塘水华与底层磷营养状态的关系时发现,有机质可能在上覆水、间隙水与沉积物诱导具不同动力学特征的高碱性磷酸酶活性,同时引发厌氧状态,这双重因素均有利于o-P 的迅速释放,从而促进水华的形成.并由此不断的进一步增加沉积物有机质,致使上述过程反复发生。

有机质总量及其组分是沉积物理化性质中的重要指标,它对沉积物氮磷的释放和吸附有很大的影响。王圣瑞等(2005)研究发现长江中下游浅水湖泊沉积物对磷酸盐的吸附-解吸附平衡浓度与其有机质含量呈显著正相关。侯立军和刘敏(2003)发现长江口潮滩沉积物对NH4+- N 的吸附系数为3.81~9.00,并与沉积物中有机碳含量有较好的相关性,这反映了有机质是控制长江口潮滩沉积物中NH4+- N 吸附行为的主要因素。

与有机质不同,腐殖质对湖泊富营养化的影响具有两重性,太湖的东太湖湖区大量茭草残体沉积在湖底形成松散的纤维素腐殖层,由此构成限制沉水植物恢复的主要因素(李文朝,1997);腐殖质亦能影响细胞的分裂和伸长,故与藻类水华有关(Schnitzer et al., 1972),这些作用均有促进富营养化过程的效应;其次,腐殖质的形成可固定营养物质,如氨基酸和多糖等(Tuomela et al.,2000),使

其暂时退出营养循环。此外,腐殖质能抑制碱性磷酸酶活性,阻碍有机磷向无机磷的转化与释放,Newman和Reddy(1993)研究了沉积物控制有机磷转化为无机磷的碱性磷酸酶活性的影响因素,发现它与沉积物pε+pH正相关,而与间隙水中胡敏酸的浓度负相关。沉积物有机质含量会降低沉积物的pε+pH,从而对磷的矿化产生抑制。有研究表明腐殖质能抑制土壤中的硝化作用,影响氮的循环(Schnitzer et al.,1972)。这些作用具有延缓营养循环的效应。另外腐殖质还可以形成胶膜粘覆在粘土矿物,铁、铝氧化物以及碳酸钙等无机物内外表面,形成无机有机复合体,亦成为沉积物-水界面的对磷迁移转化的重要自然胶体。总之,湖泊沉积物有机质和腐殖质对湖泊富营养化的影响是多方面、多层次的,其影响途径是复杂的,应该引起我们的重视和研究。

参考文献:

1.范成新.太湖底泥蓄积量估算及分布特征探讨.上海环境科学.2000,19(2):72-75

2.侯立军,刘敏.河口潮滩沉积物对氨氮的等温吸附特性.环境化学.2003,22(6):

569-572

3.胡雪峰,高效江.上海市郊河流底泥氮磷释放规律的初步研究.上海环境科

学.2001,20(2):66-70

4.贾国东,彭平安.珠江口近百年来富营养化加剧的沉积记录.第四纪研究.2002,22

(2):158-165

5.金相灿,刘鸿亮.中国湖泊富营养化.北京:中国环境科学出版社.1990

6.李文朝.东太湖茭草植被改造实验研究.中国环境科学.1997,17:244-246

7.李振宇,朱萌湄.西湖沉积物有机质特征.环境化学.1999,18(2):122-126

8.孟凡德,姜霞.长江中下游湖泊沉积物理化性质研究.环境科学研究.2004,17:

24-29

9.毛建忠,王雨春.滇池沉积物内源磷释放初步研究.中国水利水电科学研究院学

报.2005,3(3):229-233

10.宋春雷,曹秀云.池塘水华与底层磷营养状态的关系.水生生物学

报.2004,28(1):7-12

11.王圣瑞,金相灿.长江中下游浅水湖泊沉积物对磷的吸附特征.环境科学.2005,26

(3):38-43

12.王新明,盛国英.广州感潮河段底泥有机质特征.沉积学报.1997,15(2):232-235

13.姚书春,李世杰.巢湖富营养化过程的沉积记录.沉积学报.2004,22(2):343 -347

14.D’Angelo E M. Diagenesis of organic matter in a wetland receiving hypereutrophic

lake water:Ⅰ.Distribution of dissolved nutrients in the soil and water column.[J].J Environ Qual.1994,23(5):928-936

15.Gachter R. Ten years of artificial mixing and oxygenation: no effect on the internal

phosphorus loading of two eutrophic lakes.[J].Environ Sci Tech.

1998,32(3):3659-3665

16.Gale P M. Carbon flux between sediment and water column of a shallow,

subtropical, hydroeutrophic lake.[J]. J Environ Qual.1994,23(5):965-972

17.Hadas O. Sulfate reduction in Lake Agmon, Israel.[J].The Science of the Total

Environment .2001,266:203-209

18. James L P. The Role of Nutrient Loading and Eutrophication in Estuarine Ecology.

[J]. Environmental Health Perspectives . 2001,109:699-706

19.Maris K. Sedimentary humic substances from lakes in Latvia. [J].Enviroment

International.1997,23(6):783-790

20.Mclaren A D.Soil biochemistry. V ol.I-IV. New York: MARCEL DEKKER, INC.

1967-1971

21.Newman S. Alkaline phosphatase activity in the sediment-water column at a

hypereutro- phic lake .[J]. J Environ Qual.1993,22(4):832-838

22.Schlesinger W H.Evidence from chronosequence studies for a low carbon-storage

potential of soils.[J]. Nature.1990,348:232-234

23.Schnitzer M. Humic substances in the environment. New York : MARCEL

DEKKER. INC..1972

24.Tuomela M. Biodegradation of lignin in a compost environment: a review.[J].

Bioresource Technology.2000,72: 169-183

湖泊富营养化产生原因分析

湖泊富营养化产生原因分析 摘要:湖泊富营养化已经成为一个全球性的水环境污染问题,探寻其产生的原因和机理具有非常重要的意义。本文在前人研究成果的基础上,从自然环境、化学、物理、水生态系统以及内源污染等多个方面进行了总结分析。 关键词:湖泊富营养化;内源污染 湖泊、水库等封闭型水体的富营养化是一个全球化水环境污染问题。据统计,全球约有75%以上的封闭型水体存在富营养化问题。中国是一个多湖泊的国家,全国共有1km2以上的湖泊2759个,总面积达91019km2,占国土面积的0.95%,由于近20年经济的高速发展和不适当的湖泊资源开发利用,使这些湖泊的多数已经处于富营养化或正在富营养化中,造成了巨大的经济损失。在过去的十几年中,围绕湖泊富营养化治理,各级政府投入了大量的人力和物力,但收效并不理想,这在很大程度上与对湖泊富营养化机理方面的基础研究不够和认识不足有关。因此,有针对性地寻找富营养化产生的原因,具有非常重要的意义。在20世纪初期,国外部分生态专家、湖沼学家已经开始对富营养化的成因进行初步探索。由于富营养化的发生、发展包含一系列生物、化学和物理变化的过程,并与水体形状、湖泊形态和底质等众多因素有关,演变过程十分复杂,研究还停留在初级阶段,有待进一步的深入。本文在前人研究的基础上,对富营养化形成的原因和机理进行了总结。 1、自然条件下湖泊的富营养化 在自然条件下,湖泊也会富营养化,但这是一种漫长的自然过程,随着河流夹带各种碎屑和生物残骸在湖底的不断淤 积,湖泊会从贫营养湖过渡为富营养湖,进而演变为沼泽和陆地,湖泊就自然消亡了。 关于自然状态下湖泊富营养化的原因,尚未有明确的定论,一般认为是气候导致的。特别是浅水湖泊,在自然状况下比深水湖泊更容易产生富营养化,这是由于其浅水区常常有茂盛的水生植物发育,在大洪水期间,持续一定时间的高水位将导致水生植物大面积消亡,而洪水泛滥所带来的大量的悬浮物

淡水鱼对浅水湖泊生态及富营养化的影响

淡水鱼对浅水湖泊生态及富营养化的影响淡水鱼是湖泊生态系统的重要组成部分, 也是重要的资源。渔业一直是我国许多湖泊的重要功能, 包括很多城市湖泊, 如杭州西湖、南京玄武湖、北京昆明湖和武汉东湖等也把提高鱼产量放在显著地位。鱼类是影响湖泊生态系统的重要因素, 影响包括湖泊的生物( 尤其是饵料生物) 群落结构、营养物质的状态和水平等。随着湖泊富营养化问题的日益严重, 养鱼与富营养化进程之间的关系愈加受到各国学者的关注。 我国湖泊的放养鱼类一般可分为3类: 第1类是滤食性、营中上层活动的鱼类,如鲢、鳙等;第2类是草食性、营中下层活动的鱼类, 如草鱼等;第3类是杂食性或温和肉食性、营底层活动的鱼类,如鲤等。在我国,湖泊富营养化的进程与渔业的发展几乎是同步的,研究分析鱼类与浅水湖泊富营养化之间的关系对我国湖泊富营养化治理有重要的理论价值和实践指导意义。 1 草食性鱼类的影响 草鱼是一种典型的摄食大型水生植物的鱼类。在天然水域中,它摄食水生植物具有一定的选择性, 比较喜食的种类有芇草、黑藻、马来眼子菜、菹草、黄丝草、小茨藻等, 不喜食的种类有菜、聚草和水花生。但在喜食水生植物匮乏的情况下, 不喜食的植物也将被吃光, 甚至摄食昆虫及其幼虫。草鱼的食量大,每天摄食沉水植物的量甚至超过鱼的体重,高的超过体重的93%。沉水植物的饵料系数因种类不同而有较大差异, 其范围在50~180。陈洪达认为,其平均值可以120 (湿重)或100(鲜重)计算。因此,当草鱼放养量过大,其摄食强度超过植物再生产能力时, 必然导致水生植物的减少, 甚至毁灭。特别是植株再生能力不强、地下茎和根系又不发达、种子量不多、且为草鱼喜

水体富营养化评价方法

为了进一步认识调查区域水质状况,我们采用了TLI 综合营养指数法运用TP 、TN 、SD 、COD Mn 对其水质进行评价。 综合营养状态指数公式: j 1 ()()m j TLI W TLI j ==?∑∑ (1) TLI(chl)=10(2.5+1.086ln chl ) (2) TLI(TP)=10(9.436+1.624ln TPl ) (3) TLI(TN)=10(5.453+1.694ln TN ) (4) TLI(SD)=10(5.118-1.94ln SD ) (5) TLI(COD)=10(0.109+2.661ln COD ) 式中,TLI (∑)表示综合营养状态指数;TLI (j )代表第j 种参数的营养状态指数;W j 为第j 种参数的营养状态指数的相关权重。以chla 为基准参数,则第j 种参数的归一化的相关权重计算公式为: 221ij m ij j r Wj r ==∑ r ij 为第j 种参数与基准参数chla 的相关系数;m 为评价参数的个数。 中国湖泊的chla 与其他参数之间的相关关系r ij 和r 2ij 见表2。 表1 中国湖泊的chla 与其他参数之间的相关关系r ij 和r 2i 值 参数 chla TP TN SD COD Mn r ij 1 0.84 0.82 -0.83 0.83 r 2ij 1 0.7056 0.6724 0.6889 0.6889

为了说明湖泊富营养状态情况, 采用0~100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级: TL I < 30 贫营养(Oligotropher) 30≤TL I≤50 中营养(Mesotropher) TL I > 50 富营养(Eutropher) 50< TL I≤60 轻度富营养( lighteutropher) 60< TL I ≤70 中度富营养(Middleeutropher) TL I > 70 重度富营养(Hypereutropher) 在同一营养状态下, 指数值越高, 其营养程度越重。 本文档部分内容来源于网络,如有内容侵权请告知删除,感谢您的配合!

湖泊富营养化的生态修复

湖泊富营养化的生态修复 摘要目前我国湖泊富营养化呈恶化趋势,严重影响到水生生态系统的平衡和人们的健康。水体富营养化的形成与营养物质、溶解氧、光照、温度、水动力以及底泥等影响因素有关。在分析了水体富营养化的成因以及危害的基础上, 论述了湖泊富营养化得生态修复机制和目标,分别对水生植物修复技术、微生物修复技术和水生动物修复技术的机理、特点、存在的问题以及今后的研究方向进行了阐述。 Abstract At presen,t the level of lake eutrophication is deteriorating in China, which has destroyed the balance of aquatic ecosystems and endangered human health seriously。The formation of water eutrophication is releated to several factors,such as nutr ients,dissolved oxygen, ligh,temperature, hydrodynamic and sedmient,etc. Based on analyzing the causes and harm of water eutrophication,the remediation technology of aquatic plantm ,icroorganism and aquatic-animal were discussed in detail,including the irtreatment-mechanism,process characteristics,existing problems and the future research d irection。 关键词生物修复水体富营养化修复机制水生植物微生物水生动物 前言近年来,随着我国经济的迅速发展,排污量日益增加,加上长期以来人们对湖泊资源的不合理开发,大量含有氮、磷元素营养物质的污染物不断排入湖 ???。水体富营养使水体的营养物质负荷量不断增加,造成水体富营养化)库, (化不仅对水体水质有严重影响,而且影响到周边水环境和人文景观。根据近几中国环境状况公2007我国湖泊富营养化非常严重且呈恶化趋势。年的数据显示,报显示,28 个国控重点湖泊中,满足Ⅱ类水质的2个,占7.1%;Ⅲ类的6个,占21.4% ;Ⅳ类的4个,占;Ⅴ类的5个,占17.9%;劣Ⅴ类的11个,占39.3%。主要污染指标为总氮和总磷。在监测的26个湖泊中, 重度富营养的2个, 占7.7%;???。因此, 预防和治理34.6%轻度富营养的9个, 占, 中度富营养的3个占11.5%; 湖泊的富营养化势在必行。仅仅依靠建立污水处理厂和制定严格的排放标准来减少排入水体的有毒有害物质是远远不够的,也是很被动的一种预防措施。随着水生态修复理论的不断完善和深入,近年来水生态修复技术发展较快。水生态修复技术是根据水生生态学及恢复生态学基本原理,对受损的水生态系统的结构进行修复,促进良胜的生态演替,达到恢复受损生态系统生态完整性的一种技术措施???。 1 水体富营养化的成因与危害 1. 1水体富营养化的成因 富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。在自然条件下,随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积, 湖泊会从 贫营养湖过渡为富营养湖, 进而演变为沼泽和陆地, 这是极为缓慢的过程。但由于人类的活动, 将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排 入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后, 水生生物尤其是藻类将大量繁殖,

湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定

湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定 2004-08-11 1、湖泊(水库)富营养化状况评价方法:综合营养状态指数法 综合营养状态指数计算公式为: 式中:—综合营养状态指数; Wj—第j种参数的营养状态指数的相关权重。 TLI(j)—代表第j种参数的营养状态指数。 以chla作为基准参数,则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为: 式中:rij—第j种参数与基准参数chla的相关系数; m—评价参数的个数。 中国湖泊(水库)的chla与其它参数之间的相关关系rij及rij2见下表。 ※:引自金相灿等著《中国湖泊环境》,表中rij来源于中国26个主要湖泊调查数据的计算结果。 营养状态指数计算公式为: ⑴ TLI(chl)=10(2.5+1.086lnchl) ⑵ TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP)

⑶ TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN) ⑷ TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD) ⑸ TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCOD) 式中:叶绿素a chl单位为mg/m3,透明度SD单位为m;其它指标单位均为mg/L。 2、湖泊(水库)富营养化状况评价指标: 叶绿素a(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn) 3、湖泊(水库)营养状态分级: 采用0~100的一系列连续数字对湖泊(水库)营养状态进行分级: TLI(∑)<30贫营养(Oligotropher) 30≤TLI(∑)≤50中营养(Mesotropher) TLI(∑)>50富营养 (Eutropher) 50<TLI(∑)≤60轻度富营养(light eutropher) 60<TLI(∑)≤70中度富营养(Middle eutropher) TLI(∑)>70重度富营养(Hyper eutropher) 在同一营养状态下,指数值越高,其营养程度越重。 注:此规定由中国环境监测总站生态室负责解释

长江中下游浅水湖泊富营养化发生机制与控制途径初探

第14卷第3期 湖 泊 科 学 Vol.14,No.3 2002年9月 JOURNAL OF LA KE SCIENCES Sep.,2002 长江中下游浅水湖泊 富营养化发生机制与控制途径初探Ξ 秦 伯 强 (中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008) 提要 长江中下游地区是我国淡水湖泊比较集中的地区.该地区绝大多数湖泊为浅水湖泊.所有的城郊湖泊都已经富营养化,其他湖泊的营养状况均为中营养-富营养,处于富营养 化的发展中.这些湖泊富营养化的原因同流域上的人类活动有很大的关系.一方面,工业、农业 和城市生活污水正源源不断地向湖泊中排放,另一方面,人类通过湖泊围垦、湖岸忖砌、水产养 殖等破坏自然生态环境,减少营养盐输出途径.国际上对于浅水湖泊富营养化治理的经验表 明,即使流域上的外源污染排放降到历史最低点,湖泊富营养化问题依然突出.其原因与浅水湖 泊底泥所造成的内源污染有关.动力作用导致底泥悬浮,影响底泥中营养盐的释放,也影响水下 光照和初级生产力.控制浅水湖泊富营养化,除了进行外源性营养盐控制之外,还必须进行湖内 内源营养盐的治理.治理内源营养盐的有效途径是恢复水生植被,控制底泥动力悬浮与营养盐 释放.而要进行水生植被恢复,必须进行湖泊生态系统退化机制及生态修复的实验研究. 关键词 长江中下游地区 浅水湖泊 富营养化 机制 控制 分类号 P343.3 浅水湖泊是相对于深水湖泊而言的湖泊范畴.所谓深水与浅水湖泊之分,并无明确的界限.一般认为,深水湖泊在夏季都会出现热力分层的现象,而浅水湖泊则几乎不出现[1].至于深度,绝大多数浅水湖泊均不超过20m[2].长江中下游平原是我国浅水湖泊分布最集中的地区,五大淡水湖中有四个湖泊(鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖)分布于此.据统计,长江中下游平原湖泊面积在1km2以上的共有651个,其中面积大于100km2的有18个[3].从湖泊成因来看,多与洼地蓄水及长江水系的演变有关[4,5],如江汉湖群诸湖;在长江三角洲地带,湖泊的形成与发展,还与海涂的发育及海岸线的变迁有直接联系[4].湖泊由于长期泥沙淤积,面积日趋缩小,湖床抬高,洲滩发育,普遍呈现出浅水湖泊的特点,多数湖泊水深小于10m,平均水深仅2m左右[4,5]. 长江中下游地区浅水湖泊是我国富营养化湖泊分布的主要地区[6].针对富营养化发生过程与机制,国内外已有一些研究报道[7~9],但是机理目前尚未完全明了.出于经济及社会可持续发展的需求,国内外对浅水湖泊富营养化的治理均进行了大量的试验、实践与探索,但是效果并不理想,可以说至今尚未有哪个浅水湖泊的富营养化治理取得了显著的成效.这从一方面突出说明对于浅水湖泊富营养化的机理研究远远落后于生产实际的需求.根据国 Ξ中国科学院知识创新项目”太湖水环境预警”(KZCX2-311)、中国科学院战略重大项目”长江中下游地区湖泊富营养化发生机制与控制对策”和国家自然科学基金(40071019)联合资助. 收稿日期:2002-05-08;收到修改稿日期:2002-06-10.秦伯强,男,1964年生,博士,研究员.

浅论湖泊富营养化预测及评价的模型的研究

目录 摘要 1 引言…………………………………………………… 2 绪论………………………………………… 2.1 湖泊富营养化的概念及分类………………………… 2.2 国内外水体富营养化污染概况…………………… 3 湖泊富营养化的研究内容……………………………… 3.1 富营养化预测………………………… 3.1.1 预测的目的及内容……………… 3.1.2 预测模型进展概况……………… 3.2 富营养化评价…………………… 3.2.1 评价的目的及意义……………………… 3.2.2 评价的基本步骤………………………… 3.2.3 评价模型进展概况…………………… 3.3 湖泊富营养化模型………………………… 3.3.1 评分模型………… 3.3.2 营养状态指数模型………… 3.3.3 改进的营养状态指数模型……………… 3.3.4 生物多样性评价………… 3.3.5 灰色理论评价模型…………………… 3.3.6 浮游植物与营养盐相关模型………………………… 3.3.7 生态动力学模型……………… 4 结论及展望…………………………………… 4.1 结论………………………… 4.2 展望……………………………… 参考文献…………………………

摘要 本文主要讲述了湖泊富营养化的几种模型,分别有:评分模型、营养状态指数模型、改进的营养状态指数模型、生物多样性评价、灰色理论评价模型、浮游植物与营养盐相关模型、生态动力学模型,针对不同模型分别进行相应介绍,并且对国内外水体富营养化污染做出一定概况,对未来湖泊水体进行了一定程度的展望。 1 引言 水资源是人类赖以生存的基础物质,随着人口增长和社会经济飞速发展,水的需求量急剧增加,而水资源污染也日益严重。我国自20世纪80年代以来,由于经济的急速发展和环保的相对滞后,许多湖泊、水库已经进入富营养化,甚至严重富营养化状态,如滇池、太湖、西湖、东湖、南湖、玄武湖、渤海湾、莱州湾、九龙江、黄浦江等。2000年对我国18个主要湖泊调查研究表明,其中14个已经进入富营养化状态。 2 绪论 2.1 湖泊富营养化的概念及分类 通常,湖泊水库等水体的富营养化[1]是指湖泊水库等水体接纳过量的氮、磷等营养物质,使藻类和其它水生生物大量繁殖,水体透明度和溶解氧发生变化,造成水体水质恶化,加速湖泊水库等水体的老化,从而使水体的生态系统和水功能受到损害。严重的会发生水华和赤潮,给水资源的利用如:饮用,工农业供水,水产养殖、旅游等带来巨大的压力。另一种定义方法[2](Cooke等提出)是由于过量的营养物质、有机物质和淤泥的进入,导致的湖泊水库生物产量增加而体积缩小的过程。该定义除了营养盐以外,还强调了有机物质和底泥的输入。因为有机物质也可以导致水体体积缩小,溶解氧消耗,并通过矿化作用从沉积物中释放营养物质;淤泥的输入也可使水体面积缩小,深度降低,并能吸附营养盐和有机物质沉积到水底部,成为潜在污染源。释放后必然会促进水体生物的大量繁殖,当水体内大量的植物(沉水植物和漂浮植物)以及大量藻类死亡后,释放的有机物和营养物会进一步加剧水体的营养程度。 根据水体营养物质的污染程度,通常分成贫营养、中营养和富营养三种水平。实际上,湖泊水库等水体的富营养化自然条件下也是存在的,不过进程非常缓慢,这就是地理学意义上的富营养化。然而一旦水体接受人类活动的影响,这种转变的速度会大大加快,特别是在平原区域,人口密集,工农业发达,大量污水进入水体,带入大量的营养物质,极大的加速水体富营养化进程。人们通常所说的富营养化是指这种在人为条件的影响下,大量营养盐输入湖泊水库,出现水体有生产能力低的贫营养状态向生产能力高的富营养状态转变的现象。这种富营养化通常称为人为富营养化。 水体富营养化的发生也是逐步进行的。水体在营养盐浓度较低,藻类和其它浮游植物的生物量随着营养盐浓度的增加而相应增加的时期,称为响应阶段,这

湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定(eco)(精)

附件1: 湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定 1、湖泊(水库)富营养化状况评价方法:综合营养状态指数法 综合营养状态指数计算公式为: ∑=?=∑m j j TLI Wj TLI 1)()( 式中:)(∑TLI —综合营养状态指数; Wj —第j 种参数的营养状态指数的相关权重。 TLI (j )—代表第j 种参数的营养状态指数。 以chla 作为基准参数,则第j 种参数的归一化的相关权重计算公 式为: ∑==m j ij ij j r r W 122 式中:r ij —第j 种参数与基准参数chla 的相关系数; m —评价参数的个数。 中国湖泊(水库)的chla 与其它参数之间的相关关系r ij 及r ij 2见下表。 中国湖泊(水库)部分参数与chla 的相关关系r 及r 2值※ ※:引自金相灿等著《中国湖泊环境》,表中r ij 来源于中国26个主要湖泊调查 数据的计算结果。 营养状态指数计算公式为: ⑴ TLI (chl )=10(2.5+1.086lnchl ) ⑵ TLI (TP )=10(9.436+1.624lnTP ) ⑶ TLI (TN )=10(5.453+1.694lnTN )

⑷TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD) )=10(0.109+2.661lnCOD) ⑸TLI(COD Mn 式中:叶绿素a chl单位为mg/m3,透明度SD单位为m;其它指标单位均为mg/L。 2、湖泊(水库)富营养化状况评价指标: 叶绿素a(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰 ) 酸盐指数(COD Mn 3、湖泊(水库)营养状态分级: 采用0~100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级: TLI(∑)<30 贫营养(Oligotropher) 30≤TLI(∑)≤50 中营养(Mesotropher) TLI(∑)>50 富营养(Eutropher) 50<TLI(∑)≤60 轻度富营养(light eutropher) 60<TLI(∑)≤70 中度富营养(Middle eutropher) TLI(∑)>70 重度富营养(Hyper eutropher) 在同一营养状态下,指数值越高,其营养程度越重。 注:此规定由总站生态室负责解释

湖泊富营养化的形成原因及其生态修复

湖泊富营养化的形成原因及其生态修复 姓名:黄艳红学号:10082096 摘要:近些年来,因经济的快速发展,各种有毒有害物质的大量排入水体,导致我国湖泊水体富营养化呈现迅猛发展的趋势,水体污染非常严重,对人民生活和经济发展产生巨大影响。水体富营养化的形成与营养物质、溶解氧、光照、温度、水动力、底泥以及光线和PH值等影响因素有关。在分析了水体富营养化的成因以及危害的基础上,提出了物理、化学、生物的修复技术的原理和方法,为处理湖泊富营养氧化的问题提供了方向。 关键词:富营养化水体污染形成原因修复技术 前言近年来,随着我国经济的迅速发展,排污量日益增加,加上长期以来人们对湖泊资源的不合理开发,大量含有氮、磷元素营养物质的污染物不断排入湖(库),使水体的营养物质负荷量不断增加,造成水体富营养化。水体富营养化不仅对水体水质有严重影响,而且影响到周边水环境和人文景观。据资料显示,由于排入湖体的氮、磷等营养物质在不断增加,我国湖水水质的富营养化过程大大加快。在我国131个主要湖泊和39个大中型水库中,已达富营养程度的湖泊有67个,占调查湖泊总数的51.3%。因此,修复湖泊的富营养化问题俨然成了当今社会的主要问题之一。 一、水体富营养化的成因与危害 1、水体富营养化的成因 富营养化指湖泊、水库、缓慢流动的河流以及某些近海水体中氮、氧营等植物营养物质过量从而引起水体植物的大量生长,从而引起水质污染现象。在自然条件下,随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在

湖底的不断沉降淤积, 湖泊会从贫营养湖过渡为富营养湖, 进而演变为沼泽和陆地, 这是极为缓慢的过程。但由于人类的活动, 将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后, 水生生物尤其是藻类将大量繁殖, 使生物量的种群种类数量发生改变, 破坏了水体的生态平衡。大量死亡的水生生物沉积到湖底, 被微生物分解, 消耗大量的溶解氧, 使水体溶解氧含量急剧降低, 水质恶化, 以致影响到鱼类的生存, 大大加速了水体的富营养化过程。水体富营养化的形成主要受营养物质、溶解氧、气温、光照、水动力和底泥等因素的影响。 ①营养物质。水体富营养化的根本原因是营养物质的增加。淡水水域藻类大量增殖的限制因子主要是磷,其次是氮,可能还有碳、微量元素或维生素。在适宜的光照、温度、pH值和具备充分营养物质的条件下, 天然水中藻类进行光合作用, 合成本身的原生质。 ②溶解氧。根据湖水中光合作用产氧和污染物氧化降解的耗氧过程可知,水体溶解氧下降有利于蓝藻的生长,而对其他藻类生长不利。当水体中氮磷过量富集,水中营养物质增多,促使自养型生物生长旺盛,特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加,而其他藻类的种类则逐渐减少。鱼类等对藻类的消费能力赶不上藻类的繁殖速度,水中藻类越长越多,藻类生物集中在水层表面,光合作用释放出的氧溶解在水体表层,表层水面形成氧饱和溶液,从而阻止了大气向水体进行复氧。与此同时,大量死亡的海藻在分解时也要消耗水中的溶解氧,这样水中的溶解氧就会急剧减少,甚至可降至零,从而导致水中的鱼类等动物

河流富营养化评价标准

河流富营养化评价标准 能够反映湖泊水库营养状态的变量很多 ,但只部分指标可被用于湖库营养状态的评价 ,而且不同国家和地区所选取的指标各不相同 ,其中总磷(TP)、总氮(TN)和叶绿素 a均为必选指标 ,虽然 TP和 TN中只有部分形式能够为藻类所吸收利用 ,但目前国际上大多是采用 TP和 TN指标 ,而不是选用可利用性总磷或者可利用性总氮等指标 ,这是由于营养盐的可利用态与不可利用态之间存在着复杂的转化关系。而其它指标如透明度、溶解氧 (DO)、化学需氧量 (COD)和 pH 等只是在一些国家和地区被应用。 河道型水库营养状态评价指标的选取应遵循以下几个原则: ( 1)是水库富营养化控制的关键性因素; (2)与藻类生长具有明确的机理性关系; (3)指标相对稳定 ,不易受到其它因素的影响; (4)具有富营养化的早期预警功能 ,为水库富营养化控制提供支持。 基于上述原则 ,对现有指标在河道型水库的适用性进行分析.认为总磷是我国大部分河道型水库的限制性要素 ,是水库富营养化控制的关键因子. 氮不仅是某些水库富营养化的控制性要素,而且是河口以及海岸带水体藻类的关键限制因子,为了体现水库对河口的影响及控制作用 ,在制定河道型水库的营养状态标准时应考虑氮元素.叶绿素a能够反映水库中藻类生物量的大小 ,虽然含量受到藻类种类的影响 ,容易在评价时造成一定的偏差 ,仍然是水体富营养化程度的一个重要表征指标. 因此 ,认为总磷、总氮和叶绿素 a仍然是河道型水库的 营养状态评价的关键指标。 透明度也是一个常用的湖泊水库营养状态评价指标 ,这是因为在一般的湖泊水库中 ,透明度变化主要源于水体中悬浮的藻类数量的差异 ,因此 ,它能够很好表征湖库的富营养化程度 ,甚至有人认为透明度是识别湖泊、水库营养状态趋势的最好变量. 但河道型水库与一般的湖泊水库不一样 ,其透明度指标受河流流速、泥沙含量的影响较大 ,与真正意义上的湖泊水库中的透明度不同.以三峡水库为例 , 1年中出现富营养化敏感时期分别是 3~6月和 9~10月 ,而两个时期的透明度存在显著差异 , 9~10月为汛后期 ,平均透明度为0.54 m, 3~6月为汛前期 ,平均透明度为1.76m,原因在于汛期泥沙含量的影响作用 ,使得透明度作为河道型水库的营养状态评价指标中具有一定局限性.因此 ,作者认

湖泊富营养化分析

湖泊富营养化分析 湖泊富营养化导致的藻类暴发一直是我国最为突出的水环境问题之一. 藻类过度生长是多种因素共同作用的结果,既包括水温、光照、风速等自然因素,也包括氮(N)、磷(P)、铁(Fe)等营养物过量排放的人类活动因素. 在诸多因素中,全球气候变暖背景下的水温变化与高强度人类活动所引起的N、 P排放增加被认为是导致湖泊富营养化最关键因素,因此,同时考虑水温、 N、 P因子变化的湖泊富营养化相关研究在逐渐增多,但温度与营养物对湖泊藻类生物量的交互作用等还需要深入研究[7],比如水温、 N、 P促进藻类生物量增长的相对重要度的长期变化规律和季节性特征. 富营养化湖泊的藻类生长是自然界中一个非期望或非平均的现象,藻类生物量数据异质性很强,水华期间的藻类数据会呈“高峰厚尾”的分布,或存在显著的异方差等情况. 近年来在环境科学和生态学领域受到重视的分位数回归(quantile regression)方法特别适合处理这种波动性大、异质性很强的环境数据. 该方法可针对回归变量任何一个分位点进行回归分析,且在存在极端值或重尾情况时仍能保持较好的稳健性,适宜处理应变量对自变量的极端响应,而不只是平均水平的响应,因此能更加全面地反映藻类生物量对水温、 N、 P 等环境指标的响应特征. 本研究基于云南洱海长时间尺度(1990-2013年)的水质观测数据,运用分位数回归方法,按不同年份区间和不同季节分别分析洱海藻类生物量[以叶绿素 a(Chl-a)表征]对N、 P、水温的定量响应关系,探讨营养物因子与水温因子相对重要性的长时间尺度演变规律和季节性变化规律,对制定洱海富营养化控制策略提供科学依据. 1 材料与方法 1.1 研究区域 洱海是云南省第二大高原淡水湖泊,为滇西最大的断陷湖,跨洱源、大理两县市,处于东经100°06′-100°17′,北纬25°36′-25°55′之间. 水面面积249.80 km2,汇水面积2 565.0 km2,最大水深21.0 m,平均水深10.5 m,库容28.8亿m3(图 1). 洱海是沿湖人民生活、灌溉、工业用水的主要水源地,是整个流域社会经济可持续发展的基础[14]. 洱海湖面多年平均海拔1 965.8 m,光照充足,辐射强,气温温和,为浮游藻类的大量繁殖提供了有利条件. 区年均气温15℃左右,年均降雨量1 055 mm,年均蒸发量1 970 mm. 流域水系发达,入湖河流大小共 117条.

北京城市湖泊富营养化评价与分析

J. Lake Sci.(湖泊科学), 2008, 20(3): 357-363 https://www.360docs.net/doc/ba11349842.html,. E-mail: jlakes@https://www.360docs.net/doc/ba11349842.html, ?2008 by Journal of Lake Sciences 北京城市湖泊富营养化评价与分析? 荆红卫, 华 蕾, 孙成华, 郭 婧 (北京市环境保护监测中心, 北京100044) 摘要: 根据2006年对北京市区不同功能重点湖泊水体进行的逐月监测, 采用综合营养状态指数法, 对湖泊富营养化现状进行了评价. 结果表明, 水源湖泊目前处于中营养状态,但在夏秋季由于温度和光照等气象条件的影响, 可接近轻富营养; 重要景观湖泊处于轻—中度富营养; 一般景观湖泊处于中度—重度富营养状态. 湖泊富营养程度随季节变化明显: 盛夏和初秋形成高峰, 冬、春季最低, 总磷、总氮含量与叶绿素a呈显著正相关关系, 尤其总磷与叶绿素a的相关性更加显著. 由于城市排水管网不健全, 雨污分流不彻底, 暴雨期大量溢流生活污水直接向湖泊补水河道中排放; 湖泊补水沿线降雨径流产生的非点源污染较严重;加上污水处理厂再生水水质较差, 加重了补给湖泊富营养程度. 关键词: 北京; 城市湖泊; 富营养化 Analysis on urban lakes’ eutrophication status in Beijing JING Hongwei, HUA Lei, SUN Chenghua & GUO Jing (Beijing Municipal Environmental Monitoring Center, Beijing 100044, P.R.China) Abstract:Referring to the different water body function, the survey of water quality was carried out on major urban lakes of Beijing monthly in 2006. According to TLI method, the state was evaluated on the basis of measurement result: lakes of drinking water source were mesotropher; lakes of major landscape water were light-middle eutropher; lakes of ordinary landscape water were middle-hyper eutropher. The eutrophic characteristics and its changing trend were analyzed. The causes were analyzed. The measures and suggestions were expounded on different water body function for improving water quality and reducing eutrophication. Keywords:Beijing; urban lakes; eutrophication 北京市区共有大小湖泊30余个, 水面面积约7.3km2. 最大的是昆明湖, 面积1.94km2. 湖泊水深一般为1.5-2m, 属于城市小型浅水湖泊. 绝大部分湖泊与河道相通, 汛期可防洪、排水, 大的水域可调节周围小气候. 2001年夏季北京市城市河湖爆发了大面积的蓝藻水华. 2005年8月底至9月初, 昆明湖又出现了较严重的水华现象, 营养级别为中度富营养, 叶绿素a含量高达70.8mg/m3, 浮游植物数量4108.28×104cells/L, 给首都的生态环境和声誉带来了不良影响. 本文以2006年对市区重点湖泊进行的富营养化采样监测为依据, 采用综合营养状态指数法, 对湖泊水体富营养化现状进行评价, 分析市区浅水湖泊富营养化特征和变化规律, 研究其产生的原因, 提出有针对性的防治措施. 1 监测与分析、评价方法 1.1 监测布点 2006年4-12月(1月至3月结冰期除外)对北京市区21个重点湖泊开展了手工采样监测, 监测湖泊水面面积达6.9km2, 占市区湖泊总面积的95%. 湖泊监测点位设置在湖心区和岸边区, 在0.5m左右深处采集亚表层水样. 采样频次为每月一次, 采样时间为每月1-10日之间. ?北京市科委项目(Z0005184040991)资助. 2007-09-03收稿; 2007-12-28收修改稿. 荆红卫, 女, 1966年生, 高级工程师; E-mail: jinghongwei@https://www.360docs.net/doc/ba11349842.html,.

水体富营养化环境影响评价

水体富营养化环境影响评价 发表时间:2010-08-17T16:12:29.873Z 来源:《中小企业管理与科技》2010年6月上旬刊供稿作者:白宝峰程爱芳[导读] 水体富营养化主要指人为因素引起的湖泊、水库中氮、磷增加对其水生生态产生不良的影响。白宝峰程爱芳 (河南省新密市环保局) 摘要:环境影响评价简称环评,是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估,提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施,进行跟踪监测的方法与制度。通俗说就是分析项目建成投产后可能对环境产生的影响,并提出污染防止对策和措施。水体富营养化环境影响评价是规划和建设项目水环境影响评价的重要内容。鉴于此,本文援引其他文献,就水体富营养化环境影响评价予以浅议。 关键词:环保水环境环境影响评价 0 引言 水体富营养化主要指人为因素引起的湖泊、水库中氮、磷增加对其水生生态产生不良的影响。富营养化是一个动态的复杂过程。一般认为,水体磷的增加是导致富营养化的主因,但富营养化亦与氮含量、水温及水体特征(湖泊水面积、水源、形状、流速、水深等)有关。 1 流域污染源调查 根据地形图估计流域面积;通过水文气象资料了解流域内年降水量和径流量;调查流域内地形地貌和景观特征,了解城区、农区、森林和湿地的面积和调查污染物点源和面源排放情况。 水中总磷的收支数据可用输出系数法和实际测定法获得。 输出系数法:这种方法是根据湖泊形态和水的输出资料,湖泊周围不同土地利用类型磷输出之和,再加上大气沉降磷的含量,推测湖泊总磷浓度、径流图、湖泊容积和水面积,估计湖泊水力停留时间和更新率,进而估计湖泊总磷的全年负荷量。要预测湖泊总磷浓度,除需要了解水量收支外,还需要了解污水排入磷的含量。 实测法:是精确测定所有水源总磷的浓度和输入、输出水量,需历时一年。湖泊水量收支通用式为:输入量=输出量+△储存量湖水输入量是河流、地下水输入,湖面大气降水、河流以外的其他地表径流量和污水直接排入量的总和;输出量是河道出水、地下渗透、蒸发和工农业用水的总和。其中河流进出水量、大气降水量和蒸发量一般可从水文气象部门监测资料获得,有关各类水中磷浓度需要定期测定。地下水输入与输出较难确定,但不能忽略。 估计地下水进出量的一种方法就是通过流量网的测量,用下式计算地下水量: Q=K·I·A (8-2)式中,Q——地下水输入或输出量; K——水的电导率; I——水流的坡度; A——地下水流截面积。 以上从湖泊外部输入的磷称为磷的外负荷。由湖泊内释放的磷引起的富营养化称为磷的内负荷。在湖下层无氧气的湖泊中,沉积物释放磷较多,可能导致湖水实际总磷浓度的低估。 2 营养物质负荷法预测富营养化 Vollenweiderl969年提出湖泊营养状况与营养物质特别是与总磷浓度之间密切关系。Vollenweider—OECD模型表明,在一定范围内,总磷负荷增加,藻类生物量增加,鱼类产量也增加。这种关系受到水体平均深度、水面积、水力停留时间等因素的影响。将总磷负荷概化后,建立藻类叶绿素与总磷负荷之间的统计学回归关系。 3 营养状况指数法预测富营养化 湖泊中总磷与叶绿素a和透明度之间存在一定的关系。Carlson根据透明度、总磷和叶绿素三种指标发展了一种简单的营养状况指数(TSI),用于评价湖泊富营养化的方法。TSI用数字表示,范围在0~100,每增加一个间隔(如10、20、30…)表示透明度减少一半,磷浓度增加一倍,叶绿素浓度增加近2倍。三种参数的营养状况指数值如表所示。TSI<40,为贫营养;40~50为中营养;>50,为富营养。该方法简便,广泛应用于评价湖泊营养状况。但这个标准是否适合于评价我国湖泊营养状况,还需要进一步研究。 将1985—1987年北京六海TP平均浓度分别代入式,得TSI值为:西海66,后海56,北海72,中海74,南海75。指数值的大小反映了六海营养状况时空变化的实际情况,但按上述‘FSI>50为富营养的划分标准,六海全部属于富营养湖泊,则与实际情况不完全相符。说明应用该标准评价我国湖泊营养状况可能是偏严了。湖水过于浑浊(非藻类浊度)或水草繁茂的湖泊,Carlson指数则不适用。 有时用TN/TP比率评估湖泊或水库何种营养盐不足。对藻类生长来说,TN/TP比率在20:l以上时,表现为磷不足;比率小于13:1时,表现为氮不足。绝对浓度也应考虑。pH值和碱度对于湖泊中磷的固定和人工循环的恢复技术具有重要意义。另外,浮游植物、浮游动物、底栖动物、大型植物和鱼类种类组成、密度分布、体积、生物量或相对丰度等资料,对于评价湖泊营养水平、湖泊生态系统结构功能及湖泊环境变化状况有重要参考价值。 水体富营养化预测还有评分法和综合评价法等。实际应用中根据具体条件选用。 参考文献: [1]毛文永主编.《环境影响评价技术方法》.北京《中国环境科学出版社》(2010). [2]刘伟生主编.《环境影响评价技术导则与标准》. 北京《中国环境科学出版社》(2010).

水体富营养化程度分析评价

水体富营养化程度分析评价 水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。 提到富营养化,普遍想到的就是营养盐总磷、总氮超标。诚然,总磷总氮等营养盐是发生富营养化的必要条件。如果水体中总磷总氮浓度很低,不可能发生富营养化;但是,反之则不然,水体中总磷总氮浓度的升高,并不一定能发生富营养化问题。富营养化发生发展是由于水体整个环境系统出现失衡,导致某种优势藻类大量繁殖生长的过程。因此,了解富营养化的发生机理和发生条件,实质上需要了解的是藻类生长繁衍的过程。尽管对于不同的水域,由于区域地理特性、自然气候条件、水生生态系统和污染特性等诸多差异,会出现不同的富营养化表现症状,也即出现不同的优势藻类种群,并连带出现各种不同类型的水生生物种类的失衡。但是,富营养氧化发生所需的必要条件基本上是一样的,最主要影响因素可以归纳为以下三个方面:(1)总磷、总氮等营养盐相对比较充足;(2)缓慢的水流流态;(3)适宜的温度条件;只有在三方面条件都比较适宜的情况下,才会出现某种优势藻类"疯"长现象,爆发富营养化。其中的水流流态主要指以流速、水深为要素的水流结构。 一、水体富营养化的主要原因: 水体富营养化的根本原因是营养物质的增加。一般认为主要是磷,其次是氮,可能还有碳、微量元素或维生素等。受控生态系统装置和试验湖区的研究结果表明磷是主要“限制因子”。Vollenweider等关于磷负荷和初级生产关系的研究也表明磷的重要性.在氮磷比低于10: 1时,或在某个季节,氮也可能成为限制因子。导致富营养化的营养物按其来源可分为点源和非点源(或面源)。前者是排放集中、位置固定的污染源,也较容易测定:非点源污染是通过地表径流、降水、地下水等进入水体,较难以测定和控制。 二、水体富营养化的监测和评价指标: 常用指标: 水体富营养化的监测和评价指标包括地理、理化、生物等指标,标准也有差异。一般有: ⑴ Ac/V指标: Ac——总集水区 V ——胡泊容积

富营养化评价方法

总站水字[2009]14号 关于113个环保重点城市湖库型地表水 集中式饮用水源地加测叶绿素a和透明度的通知 各环保重点城市环境监测中心(站): 根据环保部污防司的要求,为做好国家环保重点城市对集中式饮用水源地水质监督性监测工作,客观科学地评价饮用水源水质,湖库型地表饮用水源地增加富营养化状态评价。各环保重点城市在进行2009年集中式饮用水源地水质全部项目监督性监测时,湖库型地表饮用水源地加测叶绿素a和透明度,数据报送顺序见附件1,评价方法见附件2。报送时间及方式参照饮用水源地全部项目监督性监测数据上报的相关要求。 - 1 -

附件:1、集中式饮用水源地水质监测数据表格 2、湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定 二〇〇九年二月十一日 - 2 - 主题词:湖库 饮用水源地 加测 通知 抄送:环保部监测司、污防司、各省、自治区、直辖市环境监测中心(站)中国环境监测总站办公室 2009年2月11日印发

附件1: XXXX年XX月XX市集中式饮用水源地水质(地表水)监测数据表格式 *由总站统一编

附件2: 湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定 1、湖泊(水库)富营养化状况评价方法:综合营养状态指数法 综合营养状态指数计算公式为: ∑=?=∑m j j TLI Wj TLI 1) ()(式中:)(∑TLI —综合营养状态指数; Wj —第j 种参数的营养状态指数的相关权重。 TLI(j)—代表第j 种参数的营养状态指数。 以chla 作为基准参数,则第j 种参数的归一化的相关权重计算公式为:∑== m j ij ij j r r W 1 2 2 式中:r ij —第j 种参数与基准参数chla 的相关系数; m—评价参数的个数。 中国湖泊(水库)的chla 与其它参数之间的相关关系r ij 及r ij 2见下表。 中国湖泊(水库)部分参数与chla 的相关关系r ij 及r ij 2值 ※ ※:引自金相灿等著《中国湖泊环境》,表中r ij 来源于中国26个主要湖泊调查数据的计算结果。 营养状态指数计算公式为: ⑴ TLI(chl)=10(2.5+1.086lnchl)

水体富营养化

洞庭湖水体富营养化评价 摘要:为了准确评价洞庭湖所处的营养状态,进而为湖泊富营养的防治提供科学依据,以2002年洞庭湖监测数据为依据,在对各评价指标进行评价分析的基础上,选择了比较适合洞庭湖富营养状态评价的指标体系,得出了洞庭湖目前处于中营养状态,并进行了初步分析论证。分析了洞庭湖水体中氮、磷分布情况,采用指数评价法和浮游植物评价法划分了洞庭湖的营养类型,阐述了总磷与洞庭湖富营养化的关系,提出了减少总磷和防止湖泊富营养化的对策。 关键词:洞庭湖富营养化评价指标 富营养化的含义是指湖泊、水库、缓慢流动的河流以及某些近海水体中营养物质(一般指氮和磷的化合物)过量从而引起水体植物(如藻类及大型植物)的大量生长。其结果是引起水质恶化、味觉和嗅觉变坏、溶解氧耗竭、透明度降低、渔业减产、死鱼、阻塞航道,对人和动物产生毒性。富营养化是水体由生产力较低的贫营养状态向生产力较高的富营养状态变化的I种自然现象,为了准确评价湖泊所处的营养状态,进而为湖泊富营养化的防治提供科学依据,国内一些研究者先后提出了模糊数学评价、灰色关联评价、神经网络评价等多种评价方法,在湖泊富营养化评价的应用中均取得了较好的效果。但由于影响湖泊富营养化的环境因子众多,难以根据环境因子的监测数据建立确定性的富营养化评价模型,而且相邻两个评价等级之间的界限是不明确的,评价因子在综合评价中应占多大权重也是不明确的,导致富营养化评价方法具有很强的不确定性。 到目前为止,洞庭湖富营养化有2种评价指标体系,并得出中营养与中富营养2种不同的结论,大多学者认同目前洞庭湖富营养化水平处在中营养状态,但对于评价指标体系未进行深入讨论。为此本文就洞庭湖富营养化评价指标结合水动力条件进行分析讨论,提出比较切合实际的评价指标体系,为洞庭湖富营养化的防治提供科学依据。湖泊富营养化是对湖泊过量营养盐输入的生物响应,湖泊生物量的增加将导致水体功能受损。1评价指标与分析1评价指标与分析 、TN、TP、ChIa、浮游藻类。 洞庭湖富营养化2种评价指标概括起来包括SD、SS、COD Mn 以2002年洞庭湖水质实测数据进行统计分析。 SD与SS 2002年洞庭湖水质透明度在 m m之间,全湖平均透明度为 m,全湖透明度最高值

相关文档
最新文档