密云水库水体营养状态分析
收稿日期:2002207216;修订日期:2003209230
基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(项目编号:G 1999045705)资助
作者简介:杜桂森(1947—)男,教授,一直从事淡水藻类生态、水资源保护研究和本科生、研究生的教学与指导工作
密云水库水体营养状态分析
杜桂森1 刘晓端2 刘 霞1 葛晓立2 潘小川3
(11首都师范大学生物系,北京 100037;21国家地质实验测试中心,北京 100037;31北京大学公共卫生学院 北京 100083)
摘要:调研结果显示,密云水库的营养特征为浮游藻类响应型。浮游藻类的群落结构是绿藻(Chlorophyta )—硅藻
(Bacillariophyta )型。库区水体T N 0186mg/L ,TP 0.022mg/L ,浮游藻类的细胞密度405123×104/L 。4项指标(T r 、TP 、C ODmn 、chla )的TSI M 值4011—4916,水体为中营养。但T N 、TP 和浮游藻类细胞密度增长较快,水体向富营养发展的
趋势明显。主要制约因素是面源、点源和内源对水体的污染。北京市水资源紧缺,密云水库是主要饮用水源地。保护流域生态环境,治理污染,涵养水源,实现水资源的可持续利用已很迫切。关键词:密云水库;浮游藻类;中营养;水源保护
中图分类号:X 524 文献标识码:A 文章编号:100023270(2004)022*******
密云水库位于北京的东北方约90km ,北纬40°23′,东经116°50′。平均海拔75m ,总库容43175
亿m 3,相应水面面积188km 2,最大水深4315m ,控制流域面积15788km 2,为华北地区最大的山谷型水库。是以防洪、灌溉为主的多年调节、综合利用的水利枢纽。20世纪80年代以来,由于北京地区水资源紧缺,水库功能已转变为防洪、供水为主。
20世纪以来,世界上随着人口增加和经济发
展,淡水资源愈呈紧缺状态,但污染却在加剧。防治水体富营养化是各个国家和地区面临的共同问题[1]。北京是一个严重缺水的大型城市,人均淡水资源量仅300m 3。密云水库每年供水近7亿m 3,占全市地表供水量的50%,城市自来水厂供水量的60%。密云水库的水量多少、水质优劣直接影响到
首都人民生活和经济发展。对于密云水库水体的营养状况宋福等曾有报道[2—5]。
为了解密云水库库区水体现阶段的营养状态、发展趋势和制约因素,于2001年对库区水体和流域的社会经济状况进行了调研,并结合1980年以来多次的调查、测定结果进行综合分析,以期为保护库区水质,防止其向富营养化发展,实现水资源的可持续利用提供依据。
1 研究方法
从生态系统中选择了与水体富营养化关系密切
的12个项目,即蓄水量、水深、水温、透明度(Tr )、pH 值、总氮(T N )、总磷(TP )、化学耗氧量(C ODmn )、生化需氧量(BOD 5)、溶解氧(DO )、叶绿素a (chla )和浮游藻类进行分析。根据水库的形态学特征,在库区选择了8个有代表性的断面(图1),G PS 定位。于2001年5月(代表枯水期)和9月(代表丰水期)两次
作现场调查,各断面从表层开始,每隔5m (深度)同步取样,分别进行定性、定量测定,并对水库上游潮、白河流域的自然和社会经济状况进行调查。2 结果与讨论211 调查结果
库区水体物理、化学、生物指标的测定结果见表1、2、3。
212 密云水库浮游藻类的群落组成和优势种群
2001年从库区水体定性、定量样品中共鉴定到
浮游藻类7门、94种(属),细胞密度平均为405123×104/L 。其中绿藻门占34135%,硅藻门占28116%,
蓝藻门占4130%,金藻门占25150%,隐藻门占
6169%,黄藻门占0137%,甲藻门占0164%(表3),浮游藻类群落组成属于绿藻(Chlorophyta )—硅藻
第28卷 第2期
水生生物学报
V ol.28,N o.22004年3月
ACT A
HY DROBI O LOGIC A
SI NIC A
Mar .,2004
(Bacillariophyta )型
。
图1 密云水库采样断面分布图
Fig.1 Distribution of sam pling section in M iyun Reserv oir
库区水体浮游藻类在5月份优势种为:(1)美丽星
杆藻(Asterionllaformo sa H assall.);(2)巴豆叶脆杆藻
(Fragilariacrotonensis K itton.);(3)分歧锥囊藻(Dino 2
bryon divergens Imh.),出现频率均为100%;亚优势种
为库氏小环藻(Cyclotella K ütz.Thwaites ),出现频度为80%。9月份的优势种为:(1)两喙尺骨针杆藻(Synedra ulna var.amphirynchs Her.);(2)四齿光甲藻(G lenodinium quadridens Stein.);(3)飞燕角甲藻(Ceratium hirundinella O. F.M.),出现频率均为100%。
密云水库为大型、山谷型湖泊,最大水深4315m ,2001年蓄水量仅为1315亿m 3时,平均水深23163m ,超过了植物光合作用补偿点,库区沉水植物很少,仅在湖盆沿岸某些地方有少量菹草(Pota 2mogeton crispus L.)、大茨草(Najas marina L.)和狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)等种类生长,未采到漂
浮和浮叶植物。库区北部湖边有少量禾本科
(Gramineae )、莎草科(Cyperaceae )和蓼科(Polygo 2
naceae )的挺水种类生长。湖泊的初级生产力主要决
定于浮游藻类的群落组成和细胞密度[6],库区水体的营养特征为浮游藻类响应型。
表1 密云水库库区水体物理指标
T ab.1 Physical characters of water body in M iyun Reserv oir
测定时间
M easured time 蓄水量(亿m 3)
W ater holding capacity
水温(℃)W ater tem perature
透明度(m )
T ranspareny 2001年5月1312131931122001年9月
131815191149平均M ean
1315
1419
213
表2 密云水库库区水体化学指标
T ab.2 Chem ical characters of water body in M iyun Reserv oir
取样时间
Sam pling time pH 值T N TP (mg/L )CODmn BOD 5DO Chla (μg/L )2001年5月8126016120101911710155713921632001年9月
813311102010252121016231345164平均M ean
8130
01857
01022
1196
0159
5137
4114
表3 密云水库浮游植物群落组成和细胞密度(×104/L )
T ab.3 C ommunity com position and cell density of phytoplankton in M iyun Reserv oir
取样时间
Sam pling time 细胞密度
Cell density 硅藻门
Bacillariophyta
绿藻门
Chlorophyta 蓝藻门
Cyanophyta 金藻门
Chrys ophyta 隐藻门
Cryptophyta 黄藻门
X anthophyta 甲藻门
Pyrrophyta 2001年5月31117345153421454128202125161150107901992001年9月
4981731821732351913015741393810521934116平均M ean
405123114113139118171421031322711011502158%
100
28116
34135
4130
25150
6169
0137
0164
192 水 生 生 物 学 报28卷
213 库区水体的营养状态
21311 现阶段对于淡水湖泊营养程度的评价方法可归纳为6种类型[7—9]。湖泊中T N、TP、chla、C ODmn和Tr是反映水体营养程度的主要指标,而且存在着明显的相关性。Aizaki修正的Carls on提出的以透明度为基准的TSI(Trophic state index)计算公式,以叶绿素a为基准,较好地解决了浮游藻类以外的因子对透明度的影响,并分析了叶绿素与T N,TP, C OD等指标的相互关系,得出系列TSI M指数计算公式[8],用指数的大小判断湖泊的营养程度:TSI<37,贫营养;TSI38—53,中营养;TSI>53,富营养。密云水库4项参数的TSI值计算结果为:
TSI M(Tr)=4715 TSI M(TP)=4318
TSI M(chla)=4011 T SI M(C ODmn)=4916
密云水库4项参数的TSI M值均在中营养范围内,密云水库水体的营养程度为中营养型,但T N浓度偏高(TSI M=6116)。
21312 Snindler根据磷是湖泊富营养化主要限制因子的研究,提出了如表4所示的湖泊富营养化程度判定标准(现已被美国环保局采用)。根据此标准,密云水库库区水体为中营养型,但TP浓度偏高。
表4 湖泊富营养化阶段的判定标准
T ab.4 Judgement standard of lakes eutrophication
项目贫营养中营养富营养密云水库Item Deficiency nutrition M iddle nutrition Eutrophication M iyun Reserv oir TP(mg/m3)<1010—2020—252210 chla(mg/m3)<44—10>104114 T r(m)>317210—317<210213
214 密云水库水质的变化
在自然界,湖泊起着沉积池的作用,水体营养由贫到富,湖盆由深到浅,最后经过沼泽而陆化。这一演变过程十分缓慢,一般以地质年代计算。但是在人类干扰下渐变过程加快,例如美国的Erie湖,由于大量营养物质排入湖内,该湖在1900—1970年的70年间发生的富营养化进展,相当于过去10000年的发展结果。
表5 密云水库库区水体物理、化学和生物指标比较
T ab.5 C om parisons of physical、chem ical and biological targets in water body of M iyun Reserv oir
时间T ime 蓄水量
亿m3
pH
T r
(m)
T N
TP
(mg/L)
CODmn BOD5
Chla
(μg/L)
浮游藻类
×104/L
1980年—811218———2103—14718 1988年171281121501760101611951180213926319 1997年291871621301210102521050190216734711 2001年131581321301860102211960159411440512
表5显示出密云水库1980—2001年水质的动态变化。2001年库区水体中的T N、TP比1988年分别增长了1312%和3715%,TP增长幅度较大。N∶P 处于10—25∶1的范围时,N量、P量与浮游藻类现存量之间构成明显的直线关系[9]。库区水体的N∶P 比1988年为4715∶1,2001年为3911∶1。密云水库为磷控型湖泊,随着N、P含量的增加和两者比例的缩小,浮游藻类细胞密度上升较快。与1988年相比, chla增加73122%。与1980年相比,2001年浮游藻类细胞密度增加217倍,Tr降低1719%。Tr值降低的主要原因是浮游生物密度的增加以及水体中无机、有机溶解物和悬浮物的影响。21年来库区水体C ODmn波动较小,基本稳定。pH值上升215%,主要是浮游藻类密度增加所致[1]。BOD5下降7019%,原因可能是:(1)有机物污染减少;(2)某些厂矿废水中的污染物不易被微生物降解或对微生物的代谢活动有抑制作用,有待进一步探讨。
多年来经过各方面(特别是上游地区)的不懈努力,使密云水库的水质稳定在中营养程度。国内外有关研究表明,N、P是导致水体富营养化的主要营养元素[8,9]。随着库区蓄水量的减少,T N、TP和叶绿素含量的增加,导致水体向富营养发展。据初步
2期杜桂森等:密云水库水体营养状态分析193
调查,主要制约因素如下。
(1)潮、白河流域上游生态环境恶化,水源枯竭
潮、白两河是密云水库的主要入库河流。潮河发源于河北省承德市丰宁县上黄旗,流经丰宁、滦平县汇入密云水库,流域面积6716km2,多年平均注入密云水库水量5104亿m3。丰宁是国家级贫困县,在8765km2的县域面积中,轻度以上水土流失面积达4900km2,年侵蚀总量1727万t。尽管1989年以来已实施多项水土保持和生态建设项目、治理工程区收到明显的生态和经济效益,但由于人口、资源、环境、经济的不协调、项目的有限投资、贫困与资源依赖型生产方式制约,出现局部治理好转,整体恶化拓展。丰宁县严重的水土流失导致植被退化、土壤沙化、水源枯竭、水质污染、生态恶化、灾害频发。加之1999～2001年连续干旱,使潮河产水量锐减,三年平均径流量仅0184亿m3,为多年平均径流量的2619%。密云水库上游承德市水土流失面积达8300km2。
白河发源于河北省沽源县,流经赤城、延庆、怀柔三县,在密云水库大关桥注入密云水库,流域面积9072km2。白河及其支流黑河虽源于沽源县,但产流、汇流基本在赤城县。赤城县亦是国家级贫困县。河北省张家口市属白河流域的面积5774km2,其中在赤城县境内流域面积占9116%。黑河是白河的主要支流,在赤城县境内流域面积1497km2。1959—1984年实测多年平均径流量为1123亿m3,1985—2000年年均径流量减至01997亿m3(减少1819%)。白河在赤城县境内的流域面积为3789km2,1956—1984年实测多年平均径流量2124亿m3,1985—2000年年均径流量减至1118亿m2(减少4713%)。黑河、白河流域内植被破坏、水土流失和气候干暖是径流量锐减的主要因素。张家口地区水土流失面积达3万多km2,土地沙化面积在不断扩大。许多事实证明,在干旱多风的条件下,人类活动是土地沙化的主要原因。
由于潮、白两河上游水土流失面积大、植被覆盖率低,每遇暴雨大量泥沙被冲下山,经过河道输入水库。至1995年,密云水库已淤积泥沙117亿m3,减少库容、加快水体陆化、缩短水库寿命,同时泥沙中含有大量的可被水体中初级生产力直接或间接吸收、利用的营养盐和有机物,影响水体的营养状态(表6)。
表6 密云水库底积物中营养物质测定(2001年)
T ab16 Nutrient measure of base mud in M iyun Reserv oir
采样点N(μg/g)P(μg/g)T OC(%)有机质(%) 5月9月5月9月5月9月5月9月117041189213927118921321245—31861—2241819947108461094710一21660—41575 318561088410870118841011720218372195841880 4211810894108321089410—21277—31916 5187610619107691161910————6223918888109901088810————7188718842178751684217————814891683810760168381011236117472112631657 x19481885016856168501611734213802198241257 x139917853162105731620
测定结果显示,库区水体底积物中的N,P已分别达到139917μg/g和85316μg/g,T OC、有机质已分别达到21057%和31620%。
(2)水体污染
多年来为了保护密云水库的水质,上游流域在经济困难的情况下,投资治理厂矿污染,对污染企业进行关停并转,取得一定效果。但总体未得到根本转变。加之近几年连续干旱,水源枯竭、水域自净能力降低,水体污染有加重趋势。除面污染源外,还有工业、农业和人类生活污染源。潮、白河流域内的工业污染源主要有酿造、制药、造纸、采矿等,年废污水入河量约495万m3,污染物排放量约5201t。另外内源污染也是一个值得重视的问题。在密云水库取底积物样品时,八个断面底部均是程度不等的黑臭泥。
194
水 生 生 物 学 报28卷
底栖动物中以正颤蚓(Tubifes tubifexi)占优势,此物种是一种耐污种类,能忍受缺氧环境,常为污染水体底栖动物中的优势种群。在距水底2m左右的水层中T N、TP、C ODmn等指标明显升高(表7),表明底积物中的有机物,被细菌降解后释放、污染水体。密云水库水深,水底温度低、缺氧,有机物以厌氧降解为主,且缓慢、不完全。故库区底积物污染具有持效性。
表7 密云水库水体指标比较(200115)
T ab17 T argets com parison of water body in M iyun Reserv oir
水层W ater layer 水温(℃)
CODmn
(mg/L)
T OC
(mg/L)
T N
(mg/L)
TP
(mg/L)
表层surface layer211211705165017301013底层ground layer91011755180018101036 注:(1)蓄水量13.2亿m3,平均水深2415m;(2)表层:距水表015m,底层:距水底2m
北京地区饮用水源,地下水约占60%,地表水约占40%。地下水连年超采,至1995年已累计超采40亿m3,地下水位下降最深处达40m,现已形成以规划市区东部为中心的地下降落漏斗区,面积达2000km2。地下水超采导致地面沉降,水质超标等一系列问题。
。由于污染严重,官厅水库已于1997年被迫退出饮用水源地。由于连年干旱和上游地区用水量的增加,密云水库2001年蓄水量仅1315亿m3,不足总库容的1/3。为了保障首都人民的用水安全,稳定密云水库水质,涵养水源,增加水量,防止其发生富营养化已十分迫切。
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2期杜桂森等:密云水库水体营养状态分析195
ANA LYSIS ON TR OPHIC STATE OF WATER BODY IN MI YUN RESERV OIR
DU G ui 2Sen 1 LIU X iao 2Duan 2 LIU X ia 1 GE X iao 2Li 2and PAN X iao 2Chuan 3
(11Department o f Biology ,Capital Normal Univer sity ,Beijing 100037;
21National Research Center o f G eoanalysis ,Beijing 100037;
31Department o f Occupational and Environmental H ealth School o f Public H ealth ,P eking Univer sity ,Beijing 100083)
Abstract :Beijng C ity is short of fresh water seriously 1W ater resources of every person is about 300m 31M iyun Reserv oir is the chief drinking water resources in Beijing ,which in fluenced people ’s lives and econom ic development greatly 1
In order to know the trophic state and lim itative factors on M iyun Reserv oir ,water quality of the reserv oir and the valley ’s econom ic situation were investigated 1E ight sits (fixed position by G PS )and twelve determ inable items were selected in the reser 2v oir and they were water holding capacity ,water depth ,water tem perature ,transparency ,pH ,T N ,TP ,C ODmn ,BOD 5,DO ,Chloro 2phyll a and phytoplankton 1T w o investigations were finished ,one in M ay 2001(dry season )and the other in September 2001(sea 2son for rain plenty )1
The research results indicates that nutrition characteristic of M iyun Reserv oir belongs to responding type of phytoplank 2ton 1C ommunity structure of phytoplankton belongs to green algae 2diatom type.T otal nitrogen in water is 0186mg/L and total phosphorus is 01022mg/L 1The cells density of phytoplankton is 405123×104/L 1TSI M of four targets (T r 、TP 、C ODmn 、chla )are from 35181to 4916,water body of the lake has reached mesotrophy 1But the T N 、TP and cells density of phytoplankton are on the increase ,water body tend to be of eutrophication.Primary factors are water and soil erosion in upper reaches of tw o rivers and pollution of the water body 1M iyun Reserv oir is principal drinking headwater for Beijing 1It is very essential to protect ecological environment of the valley and to harness pollution 1
K ey w ords :M iyun Reserv oir ;Phytoplankton ;M esotrophy ;Headwater protection
196 水 生 生 物 学 报28卷
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
水体富营养化程度评价
水体富营养化程度评价 一、实验目的与要求 （1）掌握总磷、叶绿素-a及初级生产率的测定原理及方法。（2）评价水体的富营养化状况。 二、实验方案 1、样品处理 2 、工作曲线绘制 取7支消解管，分别加入磷的标准使用液0.00、0.25、0.50、1.50、2.50、5.00、7.50mL以比色管中，加水至15ml。然后按测定步聚进行测定，扣除空白试验的吸光度后，和对应磷的含量绘制工作曲线。 3、计算 总磷含量以C(mg/L)表示，按下式计算： 式中： M 试样测得含磷量，μg V 测定用水样体积，ml
注意：每个小组做空白2-3个，标线5个，样品3-4个。 图1 采样布点分布 三、实验结果与数据处理 1、工作曲线绘制 根据上表数据，绘制工作曲线如图2所示： 图2 标准工作曲线 从标准工作曲线图可以看出，其相关系数R2 = 0.9969,高于实验室最低要求R2=0.995，可见其相关度较好，可用以求解水样中总磷的浓度。
2、八个水样数据结果与处理 根据上表数据作水中磷质量浓度柱形图，如图2所示： 图2 各组水中总磷质量柱形图 四、实验结果 1、实验结果分析 从实验数据和图2可以看出，第一、三、四、五、八组数据比较准确，因为
这几组平行样数据比较接近，而且跟稀释后所测的浓度也大约呈5倍关系，可以保留作为水中磷质量浓度评价，而其他组数据误差较大，故舍去。根据各组原水样总磷质量浓度求评均整理下表。 从上表数据可以看出，第五组所测的水中总磷浓度较高，根据图1可知第五组采样点为第四饭堂附近，可能是由于饭堂平时清洁所用的洗涤剂含磷较高，排放入河涌的污水导致河水受污染。 2、污染程度分析 表4 总磷与水体富营养化程度的关系 本实验是以水体磷平均浓度平均参数，本次实验所得的监测采样点数据的平均浓度是0.205mg/L，测得的最小浓度为0.142mg/L，测得的最高浓度为0.311mg/L，由表1可知超过0.1mg/L就为水体富营养化，本次实验测得的最低浓度也超出0.1mg/L，本次实验所得数据均说明该水体富营养化。 3、解决措施 该河涌地处大学城内，不受工业排放污染，所以造成该河涌富营养化的主要原因是生活污染，比如饭堂、学生公寓、商业区等，要治理河涌首先还是得从源头抓起，特别是饭堂、学生公寓和商业区，必须监控从这三个地方流出的污水，须进行处理达标后才能排入河涌；其次就是要严格审查各类洗涤剂等，含磷超标的不能进入市场；最后就是要树立环保意识，大家环保觉悟高了，从自己做起，自然就有绿水青山。 五、思考题 (1)查资料说明评价水体富营养化程度的指标有哪些? 答：水体富营养化程度的评价指标分为物理指标、化学指标和生物学指标。物理指标主要是透明度，化学指标包括溶解氧和氮、磷等营养物质浓度等，生物
阅读材料：水体富营养化的概念及原因
水体富营养化 1．水体富营养化概念 水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、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。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华。因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。 2．水体富营养化的机理 在地表淡水系统中，磷酸盐通常是植物生长的限制因素，而在海水系统中往往是氨氮和硝酸盐限制植物的生长以及总的生产量。导致富营养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养物质，例如，在正常的淡水系统中磷含量通常是有限的，因此增加磷酸盐会导致植物的过度生长，而在海水系统中磷是不缺的，而氮含量却是有限的，因而含氮污染物加入就会消除这一限制因素，从而出现植物的过度生长。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，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。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。
水体富营养化程度的评价
实验八水体富营养化程度的评价 富营养化(Eutrophication)是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、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，水体溶解氧量急剧下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，沉积物不断增多，先变为沼泽，后变为陆地。这种自然过程非常缓慢，常需几千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象，可在短期内出现。水体富营养化后，即使切断外界营养物质的来源，也很难自净和恢复到正常水平。水体富养化严重时，湖泊可被某些水生植物及其残骸淤塞，成为沼泽甚至干地。局部海区可变成“死海”，或出现“赤潮”。 植物营养物质的来源广、数量大，有生活污水、农业面源、工业废水、垃圾等。每人每天带进污水中的氮约50 g。生活污水中的磷主要来源于洗涤废水，而施入农田的化肥有50～80％流入江河、湖海和地下水体中。 许多参数可用作水体富营养化的指标，常用的有总磷、叶绿素-a含量和初级生产率的大小（见表8-1）。 表8-1 水体富营养化程度划分 富营养化程度初级生产率/mg O2·m·日总磷/ μg·L无机氮/ μg·L 极贫0~136 <0.005 <0.200 贫-中0.005~0.010 0.200~0.400 中137~409 0.010~0.030 0.300~0.650 中-富0.030~0.100 0.500~1.500 富410~547 >0.100 >1.500 一、实验目的 1. 掌握总磷、叶绿素-a及初级生产率的测定原理及方法。 2. 评价水体的富营养化状况。 二、仪器和试剂 1. 仪器
水体富营养化形成的原因及防治对策
3．2000年对我国18个主要湖泊的调查表明，其中14个已进入富营养化状态。水体富营养化对水体生态和人们生活造成很大影响，试分析水体富营养化形成的原因及防治对策。（20分） 解答： 水体富营养化：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 原因： 1)化肥流失；人类使用的合成氮肥是进入沿海水域的营养物质的最主要 来源。根据全球的统计数据，在施用于土地的氮肥中，平均12%的合成 氮肥直接流入了沿海水域。而在某些高流失量地区，比如在降水量较多 的农耕地区，这个统计数字可能高达30% 。 2)生活污水输出过量营养物质；日益增长的人口数量增加了污水的排放， 由此也增加了排放到自然环境中的营养物质。 3)畜禽养殖输出过量营养物质；畜禽养殖也会输出过量的营养物质。中国 90%的养殖场根本没有垃圾和污水处理设施，使得大量营养物质输入水 体。 4)含磷物质的排放；在当今的工业产磷量里，80%-85%者用于制造化肥， 另一个用磷相对少得多的工业行业是洗涤剂行业。从某一地区来看虽然 工业的磷排放所占比重较大，但总体上看，流入水体的磷主要还是来自 于城市污水和农业。农业磷排放中，又主要来自养殖业和使用化肥。 5)工业污染排放；很多工业制造和加工工厂使用氮和磷化合物作为基础产 品，如：化肥厂、农药厂、食品加工厂、含磷清洁剂、使用尿素作为 基础产品的行业。 6)6矿物燃料的燃烧；矿物燃料燃烧过程（既包括交通工具燃烧汽油，也 包括电厂的发电过程）产生的氮化合物（NOx）能够直接沉积进入水体， 或者先存在土壤中，间接地被冲刷入水体里。 防治对策
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！
水体富营养化的成因
水体富营养化的成因、危害及防治方法 摘要：水体富营养化防治是世界性的热点与难点问题，水体发生富营养化，其后果十分的严重。本文基于富营养化发生的机理，从氮、磷营养盐水平,铁、硅含量,光照强度,温度,等方面对水体富营养化成因及其危害进行分析，并从内、外两方面对水体富营养化的防治措施进行探讨。目的是为更好地维持水体生态平衡,控制水体污染,预防水体富营养化的发生提供参考。 关键词：水体富营养化，成因，危害，湖泊衰亡，外部控制，内部控制 水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、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。人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华。因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。 一、水体富营养化的成因 氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、营养盐类、季节变化、水温、pH 值，以及生物本身的相互关系)是极为复杂的。因此，很难预测藻类生长的趋势，也难以定出表示富营养化的指标。目前一般采用的指标是：水体中氮含量超过 0.2-0.3ppm，生化需氧量大于 10ppm，磷含量大于 0.01-0.02ppm，pH 值 7-9 的淡水中细菌总数每毫升超过 10 万个，表征藻类数量的叶绿素-a 含量大于 10μ mg/L。 （一）水体富营养化成因的两种理论 富营养化的发生和发展是水体的整个环境系统出现失衡,导致某种优势藻类大量生长繁殖的过程。因此要研究富营养化的发生机理和发生条件,实质上是需要了解藻类生长繁衍的过程。 1.食物链理论 这是由荷兰科学家马丁·肖顿于1997年6月在“磷酸盐技术研讨会”上提出的。该理论认为,自然水域中存在水生食物链。如果浮游生物的数量减少或捕食能力降低,将使水藻生长量超过消耗量,平衡被打破,发生富营养化。该理论说明营养负荷的增加不是导致富营养化的唯一原因。 2.生命周期理论 命周期理论认为含氮和含磷的化合物过多排入水体,破坏了原有的生态平衡,引起藻类大量繁殖,过多的消耗水中的氧,使鱼类、浮游生物缺氧死亡,它们的尸体腐烂又造成水质污染。根据这一理论,氮磷的过量排放是造成富营养化的根本原因,藻类是富营养化的主体,它的生长速度直接影响水质状态。 藻类光合作用的总反应式: 106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H++能量+微量元素→C106H263O110N16P(藻类原生质)+138O2 根据Leibig最小因子定律,植物的生长取决于外界供给它们养分最少的一种或两种,从藻类原生质C106H263O110N16P可以看出,生产1kg藻类,需要消耗碳358g,氢74g,氧496g,氮63g,磷9g,显然氮磷是限制因子。因此,要想控制水体富营养化,必须控制水体中氮磷等营养
水体富营养化的现状与防治
水体富营养化的现状与防治 摘要：由于大量使用化肥及排放各类污水，已造成许多湖泊，河流水体氮磷严重污染造成水体富营养化，导致了水质恶化，严重影响了周边居民饮用水安全。水体的富营养化是当今社会面临的重大环境问题之一[1]，已成为经济社会发展的重要影响因素，经济而有效的控制水体富营养化已经成为当代亟待解决的环境问题。本文通过对水库水体富营养化现状和原因分析表明，氮、磷是引起水库富营养化的主要因素。指出预防水库水体富营养化，应对水源保护区内的污染源进行综合治理，严格控制入库污染物排放。同时提出了对已经形成富营养化的水体进行有效治理的措施。 关键词：水体富营养化；环境问题；防治对策 1.水体富营养化及其危害 随着社会发展进程的加快，人类生产、生活污水排放的日益增多，水体的富营养化问题也越来越严重。水体富营养化是指水体中生物所需的氮、磷等无机营养物质含量过剩的现象。氮、磷是导致湖泊、水库、海湾等缓流水体富营养化的主要原因[2]。磷是藻类等的细胞合成所必需的，也是构成核酸、脂肪、蛋白质的重要成分，在能量代谢种起着十分重要的作用。水体富营养化的结果会导致以藻类为主体的水生植物大量的繁殖，影响水体的透明度和水中植物正常的光合作用。藻类的呼吸作用，和藻类死亡被需氧微生物分解都需要氧气，导致水体中的溶解氧含量大大降低，使水体长期处于缺氧状态中，造成鱼类等水生生物的死亡，水质浑浊发臭等最终破坏湖泊生态系统[3]。对人类工业，生活，灌溉用水都有不利影响。因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中毒致病[4]。 富营养化本身是一个自然过程[5]，但因为人类社会的发展，将大量污水在未经处理的状况下直接排入水体，就加速了富营养化这一过程。则这样的富营养化称为人为富营养化。 2.我国的水体富营养化污染现状 第1页（共5页）
水体富营养化成因及对策毕业论文
蚌埠学院 毕业设计(论文)水体富营养化成因及对策
目录 中文摘要 (2) 英文摘要 (2) 1引言 (3) 2水体富营养化及其污染物的来源 (3) 2.1水体富营养化 (3) 2.2水体污染物的来源 (3) 2.2.1非点源污染 (3) 2.2.2点源污染 (5) 2.2.3内源污染 (6) 3水体富营养化的危害及对策 (6) 3.1水体富营养化的危害 (6) 3.2水体富营养化的对策 (7) 3.2.1控制外源性营养物质输入 (7) 3.2.2重点控制农业面源污染 (7)
3.2.3加强治理工业废水和生活污 (8) 3.2.4 减少内源性营养物质负荷 (8) 3.3防治主要的方法有 (8) 3.3.1工程性措施 (8) 3.3.2化学方法 (9) 3.3.3生物性措施 (9) 4小结 (10) 参考文献 (11) 水体富营养化成因及对策 摘要: 从外源( 面源和点源) 和内源的角度分析了导致水体富营养化营养的来源，水体富营养化营养的危害，并根据不同污染源提出了具有针对性的对策。 关键词:富营养化、污染物来源、危害、对策。 Cause and Countermeasures of Eutrophication Abstract：From outside source (point source and point source) and endogenous point of view of
nutrition that led to the source of eutrophication, nutrient eutrophication hazards, and presented according to different sources with the targeted response. Keywords：Eutrophication, pollution sources , hazards and solutions. 水体富营养化成因及对策 1引言 水是人类地球上一个非常重要的介质，它是环境中能量和物质自然循环的载体和必要条件，也是地球生命的基础。由于自然环境的改变和人为频繁的活动而导致海洋、湖泊、河流、水库等储蓄水体中富营养化的发生，是当今世界水污染治理的难题，已成为全球最重要的环境问题之一。全球约有75%以上的封闭型水体存在富营养化问题。因此，探讨和研究水体富营养化的污染源及防治措施具有重要的现实意义和实用价值，为控制水体富营养化现象的产生和蔓延提供依据。 2 水体富营养化及其污染物的来源 2.1水体富营养化 水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、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。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水
水体富营养化的原因、危害及其防治措施
水体富营养化的原因、危害及其防治措施 摘要：由于人类活动的影响，氮磷等营养物质大量排入水体并在其中不断积累，引起部分藻类和水生生物过度繁殖，造成水体的富营养化。本文对水体富营养化的形成原因、危害作了简要概述，着重从控制外源输入、降低内源负荷、去除营养物等三个方面，对现有的水体富营养化防治。从工程、化学和生物三个角度提出来了一些治理富营养化水体的措施，并进行了概括和比较。 关键词：富营养化危害防治 1.水体富营养化的定义 由于人类的活动，使得水体中营养物质富集，引起藻类以及其它水生生物过量繁殖，水呈绿色或混浊呈褐色，水体透明度下降，溶解氧降低，造成水质恶化，严重时发生“水华”，使整个水体生态平衡发生改变而造成危害的一种污染现象。池塘、水库、湖泊等多发。一般认为水体含氮量大于0.2mg/L、含磷量大于0.02mg/L时属于富营养化水体。 美国环境保护局(EPA)提出：水体总磷大于20~259g/L，叶绿素a大于10g/L，透明度小于2.0m，深水的饱合溶解氧量小于10%的湖泊可判断为富营养化水体。 2.我国水体富营养化现状 据国家环保总局有关部门公布的资料，我国的河流、河段已有近四分之一因污染不能满足灌溉用水的应用要求（这是我国最低一类的水质要求）；全国湖泊约有75%的水域受到显著富营养化污染，主要淡水湖泊如滇池、巢湖、太湖等富营养化非常严重，有些水域已经丧失水体功能；我国近海海域受到严重陆源污染，赤潮的爆发频率不断增加；城市水体污染也很严重，我国10%的城市地下水水质日趋恶化，在118座接受调查的大城市中，97%的城市浅层地下水受到污染，其中40%的城市受到严重污染。 近年来由于污染造成的环境恶化逐步加重，水体藻类污染的程度也逐年加深。赤潮或水华在全球范围内频繁出现是藻类污染程度加深的直接反映。我国在1933年到1979年的 46 年中仅发生过12次赤潮，而1990年到1994年的5年中就发生了139次赤潮，藻类污染灾害日趋严重，主要湖泊富营养化问题突出。 3.水体富营养化的主要原因 3.1自然因素 数千年前或者更远年代，自然界的许多湖泊处于贫营养状态。然而，随着时间的推移和环境的变化，湖泊一方面从天然降水中吸收氮、磷等营养物质；另一方面因地表土壤的侵蚀和淋溶，使大量的营养元素进入湖内，湖泊水体的肥力增加，大量的浮游植物和其他水生植物生长繁殖，为草食性的甲壳纲动物、昆虫和鱼类提供了丰富的食料。当这些动植物死亡后，它们的机体沉积在湖底，积累形成底泥沉积物。残存的动植物残体不断分解，由此释放出的营养物质又被新的生物体所吸收。 因此，富营养化是天然水体普遍存在的现象。但是在没有人为因素影响的水体中，富营养化的进程是非常缓慢的，即使生态系统不够完善，仍需至少几百年才能出现。一旦水体出现 →→→ 富营养化现象，要恢复往往是极其困难的。这一结果往往导致湖泊沼泽草原森林的变迁过程。 3.2人为因素
水体富营养化
水体富营养化的危害与防治方法 摘要：在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊，河口，海湾等缓流水体，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其它生物产生变异现象，导致水体富营养化发，水体富营养化使水质变劣．对人们的生活和周围的环境造成了一系列影响和损失，面对日益严重的水体富营养化，应该采取积极的态度,应用科学的方法，在实践的基础上对水体富营养化这个环境问题进行深入的研究。本文就是对目前的防治方法进行了一些总结。 关键词：水体富营养化危害防治 一、水体富营养化简介 水体富营养化是指水体接纳过量的氮，磷等营养物质，使藻类以及其他水生生物异常繁殖，水体透明度和溶解氧变化，给饮用，工农业供水，水产养殖，旅游以及水上运输等带来巨大损失，并对人体健康构成危害。因此，水体富营养化是水体受氮，磷等有机污染所产生的生态效应。 水体富营养化形成条件：第一，营养元索(特别足氮和磷)是形成水体富营养化的重要条件，藻类生长繁殖主要决定于氮和磷，特别是磷，在富营养化水体中磷含量的高低决定着藻类繁殖速度和富营养化的程度。第二，光是决定水体中绿色植物分布，生长的主要条件，它决定于水的透明度。水体中的光照强弱，水生植物光合强度的强弱直接影响水体的富营养化。第三，温度，水体温度的时间变化(季节，昼夜)形成水体的运动，是影响水中氧和营养物质的垂直运动和在各层分布的重要因素。 水体富营养化的控制因子： 1．限制性营养物质，所谓富营养化实质上是指水体初级生产力异常增大的现象。支配这种初级生产力的营养性物质，很显然是富营养化的极为重要的指标，也是主要控制因子．根据A6P的测定，大多数湖泊是磷限制性的，但是也存在氮限制性的湖泊，并且富营养化程度越高，这种比例也就越大。当然，过渡性的类型也是存在的。 2．温度和照度在20度以下和40度以上，藻类生长率很小。同时，研究表明，6001x 到3000lx是最适宜水华藻类异常增长的光照范围。 3．溶解氧和 P H值在低氧条件下，藻类容易繁殖，在 P H值很高的情况，藻类可以很 好的生长，但同时高 P H不利于底质中磷，铁，锰等物质的溶出，这又是有利的一面。
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
水体富营养化的原因及其措施
水体富营养化 摘要: 富营养化是水体衰老的一种现象,它通常是指湖泊、水库等封闭水体以及某些河流水体内的氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。本文将从水体富营养化的自然因素和人为因素两大方面进行分析，阐述各元素对水体的影响，并对水体富营养化的危害及治理措施进行阐述。 关键词：富营养化来源危害治理措施 富营养化是由于水体中氮磷等营养物质的富集,引起某些特征性藻类(主要是蓝藻、绿藻)及其他浮游生物的迅速繁殖,水体生产能力提高,使水体溶解氧含量下降,造成藻类、浮游生物、植物、水生物和鱼类衰亡甚至绝迹的水质恶化污染现象。富营养化具有缓慢、难以逆转的特点 ,因此水体富营养化问题是当今世界面临的最主要水污染问题之一。 我国在经济持续高速增长的同时,所带来的最大负效应就是环境污染日益严重,大江、大河及湖库水环境质量日趋恶化。据2003年我国环境状况公报显示:在我国七大水系407个重点监测断面中,Ⅰ～Ⅲ类水质占38. 1%, Ⅳ、Ⅴ类水质占32. 2%,劣Ⅴ类水质占29. 7%。2001年对我国130余个湖泊调查资料显示,高营养化湖泊占调查总数的43. 5%,中营养化湖泊占调查总数的45%。以藻型富营养化为主的湖泊主要分布在我国东南部经济发达地区,超营养化湖泊主要分布在城市和城郊附近。 1水体富营养化的来源 1.1 自然因素 数千年前或者更远年代,自然界的许多湖泊处于贫营养状态。然而,随着时间的推移和环境的变化,湖泊一方面从天然降水中吸收氮、磷等营养物质;一方面因地表土壤的侵蚀和淋溶,使大量的营养元素
进入湖内,湖泊水体的肥力增加,大量的浮游植物和其他水生植物生长繁殖,为草食性的甲壳纲动物、昆虫和鱼类提供了丰富的食料。当这些动植物死亡后,它们的机体沉积在湖底,积累形成底泥沉积物。残存的动植物残体不断分解,由此释放出的营养物质又被新的生物体所吸收。 因此,富营养化是天然水体普遍存在的现象。但是在没有人为因素影响的水体中,富营养化的进程是非常缓慢的,即使生态系统不够完善,仍需至少几百年才能出现。一旦水体出现富营养化现象,要恢复往往是极其困难的。 1.2 人为因素 1.2.1工业废水 工业废水主要是指工业生产过程中产生的,其中钢铁、化工、制药造纸、印染等行业的废水中氮和磷的含量都相当高。近年来,工业排放的废水逐年递增。据报道, 2003年全国工业废水排放量达212. 4亿吨。但由于技术与资金的原因,大部分工业废水只经简单处理甚至未经任何处理就直接排入江河等水体中,许多废水中所含的氮、磷等物质也就不断地在水体中累积了下来。 1.2.2生活污水 排放人们在日常生活中也产生了大量的生活污水, 2001年全国生活污水排放达247. 6亿吨,超过工业废水排放量。生活污水中含有大量富含氮、磷的有机物。其中的磷主要来自洗涤剂。 据《2003年中国环境状况公报》统计, 2003年全国工业和城镇
养殖水体富营养化的成因分析和调控方法【精编版】
养殖水体富营养化的成因分析和调控方法 水体富营养化又称老肥水，大多数情况下是伴随着蓝藻的暴发，水质渐进恶化，因此，当水体富营养化时切不可大意。有些养殖业主仍然沿袭着施肥的养殖方式，无论水质肥瘦与否均向池塘里投入大量的有机肥，甚至是未发酵的有机肥，这些有机肥在池塘里分解要消耗大量的氧气，又往往产生一些氨氮、亚硝酸盐、沼气等有害物质，并造成水体富营养化，水体变老，进而影响鱼类的健康，危险概率相当大。 在养殖生产中除新建鱼塘或养殖初期或水体特别清瘦时施用有机肥以及化肥外，一般情况下没必要投施肥粪，因为目前水产养殖大多数投喂的是全价饲料甚至是超标准的高含蛋白质饲料，鱼排出的粪尿更易肥水。鱼类的粪便主要是以氨氮形式排出，因此在池塘水体中(尤其是养殖中后期)含有足够的氮元素。 当池塘水体呈现深绿、墨绿、蓝绿等水肥颜色时，就标志着水体过肥和老化，这时鲢鱼不喜食的蓝绿藻类(如污泥颤藻、颗粒直链藻等)就已经是占优势的种群了。在下风口水面上出现的翠绿色的“水华”是由水华微囊藻、铜绿微囊藻等形成的。这些藻类产氧能力低，死亡时又产生有毒物质，引
起鱼中毒，当大量死亡时又造成“转水”，容易引发泛池等。 一、养殖水体富营养化的成因 1、投饲量加大。 随着养殖时间的推进，养殖动物的增长，饲料的投入量就随之加大，残饵的堆积，营养物质的大量涌现。外源投入品副产物加大了水体的承载量，水体自净能力下降。 2、微生物降解能力减弱。 大量的粪便、残饵的堆积，微生物转化的能力处于一个超负荷，这就出现了有机质的沉积速度远远大于微生物的降解能力，粪便、残饵越积越多，富营养化形成。 3、有益藻减少，水中原生动物增加。 随着养殖时间推进，水体的营养物质失衡，比如氮磷比例失调，有益藻类营养源的不均衡，导致了藻类繁殖速度减慢，有益藻类的量减少，藻类获取水里的营养物质的量也就随之减少，被分解营养物质无法全部被藻类利用，累积过多
水体富营养化的原因
水体富营养化 王立和 摘要: 富营养化是水体衰老的一种现象,它通常是指湖泊、水库等封闭水体以及某些河流水体内的氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。本文将从水体富营养化的自然因素和人为因素两大方面进行分析，并对水体富营养化的危害及治理措施进行阐述。 关键词：富营养化来源危害治理措施 富营养化是由于水体中氮磷等营养物质的富集,引起某些特征性藻类(主要是蓝藻、绿藻)及其他浮游生物的迅速繁殖,水体生产能力提高,使水体溶解氧含量下降,造成藻类、浮游生物、植物、水生物和鱼类衰亡甚至绝迹的水质恶化污染现象。富营养化具有缓慢、难以逆转的特点,因此水体富营养化问题是当今世界面临的最主要水污染问题之一。 我国在经济持续高速增长的同时,所带来的最大负效应就是环境污染日益严重,大江、大河及湖库水环境质量日趋恶化。据2003年我国环境状况公报显示:在我国七大水系407个重点监测断面中,Ⅰ～Ⅲ类水质占38. 1%, Ⅳ、Ⅴ类水质占32. 2%,劣Ⅴ类水质占29. 7%。2001年对我国130余个湖泊调查资料显示,高营养化湖泊占调查总数的43. 5%,中营养化湖泊占调查总数的45%。以藻型富营养化为主的湖泊主要分布在我国东南部经济发达地区,超营养化湖泊主要分布在城市和城郊附近。 1水体富营养化的来源 自然因素
数千年前或者更远年代,自然界的许多湖泊处于贫营养状态。然而,随着时间的推移和环境的变化,湖泊一方面从天然降水中吸收氮、磷等营养物质;一方面因地表土壤的侵蚀和淋溶,使大量的营养元素进入湖内,湖泊水体的肥力增加,大量的浮游植物和其他水生植物生长繁殖,为草食性的甲壳纲动物、昆虫和鱼类提供了丰富的食料。当这些动植物死亡后,它们的机体沉积在湖底,积累形成底泥沉积物。残存的动植物残体不断分解,由此释放出的营养物质又被新的生物体所吸收。 因此,富营养化是天然水体普遍存在的现象。但是在没有人为因素影响的水体中,富营养化的进程是非常缓慢的,即使生态系统不够完善,仍需至少几百年才能出现。一旦水体出现富营养化现象,要恢复往往是极其困难的。 人为因素 工业废水 工业废水主要是指工业生产过程中产生的,其中钢铁、化工、制药造纸、印染等行业的废水中氮和磷的含量都相当高。近年来,工业排放的废水逐年递增。据报道, 2003年全国工业废水排放量达212. 4亿吨。但由于技术与资金的原因,大部分工业废水只经简单处理甚至未经任何处理就直接排入江河等水体中,许多废水中所含的氮、磷等物质也就不断地在水体中累积了下来。 生活污水 排放人们在日常生活中也产生了大量的生活污水, 2001年全国生
水体富营养化的原因
水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、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。人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华。因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。水体富营养化产生的主要原因：氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、营养盐类、季节变化、水温、pH值，以及生物本身的相互关系)是极为复杂的。因此，很难预测藻类生长的趋势，也难以定出表示富营养化的指标。目前一般采用的指标是：水体中氮含量超过0.2-0.3ppm，生化需氧量大于10ppm，磷含量大于0.01-0.02ppm，pH值7-9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10μmg/L。 营养物质从何而来：水体中过量的氮、磷等营养物质主要来自未加处理或处理不完全的工业废水和生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥。 (1)氮源 农田径流挟带的大量氨氮和硝酸盐氮进入水体后，改变了其中原有的氮平衡，促进某些适应新条件的藻类种属迅速增殖，在这些水生植物死亡后，细菌将其分解，从而使其所在水体中增加了有机物，导致其进一步耗氧，使大批鱼类死亡。含有尿素、氨氮为主要氮形态的生活污水和人畜粪便，排入水体后会使正常的氮循环变成“短路循环”，即尿素和氨氮的大量排入，破坏了正常的氮、磷比例，并且导致在这一水域生存的浮游植物群落完全改变，原来正常的浮游植物群落是由硅藻、鞭毛虫和腰鞭虫组成的，而这些种群几乎完全被蓝藻、红藻和小的鞭毛虫类所取代。 (2)磷源 水体中的过量磷主要来源于肥料、农业废弃物和城市污水。进入水体的磷酸盐有60％是来自城市污水。在城市污水中磷酸盐的主要来源是洗涤剂，它除了引起水体富营养化以外，还使许多水体产生大量泡沫。水体中过量的磷一方面来自外来的工业废水和生活污水。另方面还有其内源作用，即水体中的底泥在还原状态下会释放磷酸盐，从而增加磷的含量，特别是在一些因硝酸盐引起的富营养化的湖泊中，由于城市污水的排入使之更加复杂化，会使该系统迅速恶化，即使停止加入磷酸盐，问题也不会解决。这是因为多年来在底部沉积了大量的富含磷酸盐的沉淀物，它由于不溶性的铁盐保护层作用通常是不会参与混合的。但是，当底层水含氧量低而处于还原状态时(通常在夏季分层时出现)，保护层消失，从而使磷酸盐释入水中所致。
水体富营养化
利用遥感影像对水体富营养化监测 当大量的营养盐进入水体后，在一定条件下台引起藻类的大量繁殖，而后在藻类死亡分解过程中消耗大量溶解氧，从而导致鱼类和贝类的死亡。这一过程称为水体的富营养化。反映水体富营养化程度的最主要因子是叶绿素，其中又以叶绿素-a最为突出。。 m附近，普遍出现辐射峰值。而且水体叶绿素浓度越高，其辐射峰值也越高。这就是叶绿素遥感的波谱基础。μm处出现“节点”。在“节点”处，水面反射率随叶绿素浓度变化不大。在0.55μm处出现明显的吸收（辐射微弱）；在0.52μ叶绿素遥感是基于不同浓度浮游植物有着不同的辐射光谱特性。不同浓度浮游植物的光谱特征曲线在0.44 1）水体光谱特征与水中叶绿素含量的关系 水中叶绿素浓度是浮游生物分布的指标，是衡量水体初级生产力（水生植物的生物量）和富营养化作用的最基本的指标。它与水体光谱响应间关系的研究是十分重要的。当然，这种指示作用的有效性还与浮游植物光合作用的环境因素（如营养盐、温度、透明度等）以及叶绿素含量变化的制约条件有关。 一般说来，随着叶绿素含量的不同，在0.43~0.70μm光谱段会有选择地出现较明显的差异。图5.9显示不同叶绿素含量水面光谱曲线。从图中可见，在波长0.44μm处有个吸收峰。0.4~0.48μm（蓝光）反射辐射随叶绿素浓度加大而降低；在波长0.52μm处出现“节点”，即该处的辐射值不随叶绿素含量而变化；在波长0.55μm处出现反射辐射峰，并随着叶绿素含量增加，反射辐射上升；在波长0.585μm附近有明显的荧光峰（图5.10）。这是由于浮游植物分子吸收光后，再发射引起的拉曼效应一一即进行水分子破裂和氧分子生成的光合作用，激发出的能量荧光化的结果。从图中可知，以上的波峰-波谷带宽较窄，为获取这些有指示意义的信息，需要选择的波段间隔不宜宽，最好小于或等于±5nm。 图5.11反映航空遥感所测的不同叶绿素浓度的海水的光谱响应差异。从图中可见，当叶绿素浓度增加时，可见光的蓝光部分的光谱反射率明显下降，但绿光部分的反射率则上升。
水体富营养化环境影响评价
水体富营养化环境影响评价 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。 标签：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;
水体富营养化
(一)水体富营养化的机理 水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、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。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华。因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。 1．水体富营养化的机理：在地表淡水系统中，磷酸盐通常是植物生长的限制因素，而在海水系统中往往是氨氮和硝酸盐限制植物的生长以及总的生产量。导致富营养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养物质，例如，在正常的淡水系统中磷含量通常是有限的，因此增加磷酸盐会导致植物的过度生长，而在海水系统中磷是不缺的，而氮含量却是有限的，因而含氮污染物加入就会消除这一限制因素，从而出现植物的过度生长。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，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。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。 关于水体富营养化问题的成因有不同的见解。多数学者认为氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、营养盐类、季节变化、水温、pH值，以及生物本身的相互关系)是极为复杂的。因此，很难预测藻类生长的趋势，也难以定出表示富营养化的指标。目前一般采用的指标是：水体中氮含量超过0.2-0.3ppm，生化需氧量大于10ppm，磷含量大于0.01-0.02ppm，pH值7-9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10μmg/L。 2．营养物质的来源：水体中过量的氮、磷等营养物质主要来自未加处理或处理不完全的工业废水和生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥，其中最大的来源是农田上施用的大量化肥。 (1)氮源 农田径流挟带的大量氨氮和硝酸盐氮进入水体后，改变了其中原有的氮平衡，促进某些适应新条件的藻类种属迅速增殖，覆盖了大面积水面。例如我国南方水网地区一些湖叉河道中从农田流入的大量的氮促进了水花生、水葫芦、水浮莲、鸭草等浮水植物的大量繁殖，致使有些河段影响航运。在这些水生植物死亡后，细菌将其分解，从而使其所在水体中增加了有机物，导致其进一步耗氧，使大批鱼类死亡。最近，美国的有关研究部门发现，含有尿素、氨氮为主要氮形态的生活