湖泊富营养化与治理15篇湖泊富营养化与治理 目前我国已成为世界最大的化肥生产国和消费国1999年生产化肥总量3251肥施加量达到4124万吨是世界化肥平均用量1050kghm2下面是小编为大家整理的湖泊富营养化与治理15篇,供大家参考。
篇一:湖泊富营养化与治理
目前我国已成为世界最大的化肥生产国和消费国1999年生产化肥总量3251肥施加量达到4124万吨是世界化肥平均用量1050kghm2的25时我国化肥的有效利用率很低据统计3氮肥平均利用率为3035磷肥1020施用的化肥极易在降水或灌溉时流失氮磷及其无机盐随地表径流进入地面水或下渗通过地表侧向运动排入湖泊等水体中直接导致水体富营养2禽畜水产养殖
湖泊富营养化原因及其防治
[摘要]从面源和点源的角度概括分析了导致湖泊富营养化的原因,并提出了具有针对性的防治措施。
[关键词]富营养化面源点源防治对策
水是人类地球上的一个非常重要的介质,它是地球生命的基础,也是环境能量和物质自然循环的载体和必要条件。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,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧含量下降,水质恶化,鱼类及其它生物大量死亡的现象。富营养化是当今湖泊水环境面临的主要问题,已成为全球最重要的环境问题之一。因此探讨湖泊水体富营养化的成因及其防治措施具有重要的现实意义和实用价值,从而为控制水体富营养化现象提供参考。
一、湖泊富营养化原因及其污染源
(一)水体富营养化的评价标准。根据美国环保局的评价标准,水体总磷﹤20~25g/L,叶绿素a﹤10g/L,透明度﹥2.0m,深水溶解氧小于饱和溶氧量10%的湖泊可以判断为富营养化水体[1]。根据全国130余个湖泊的调查结果显示,高营养化湖泊占43.5%,中营养化湖泊占45%。
(二)湖泊富营养化的原因。湖泊富营养化的根本原因是营养物质的增加,使得藻类和有机物增加所致。营养物质主要是磷,其次是氮,还有碳、微量元素或维生素等。由于磷在水体中不完全循环,使得世界上很多地区的水域严重缺磷,以致磷成为其初级生产力的重要限制因素。当然,在氮磷比低于10:1时,或在某一季节,氮也可能成为限制因子。氮磷等物质的过剩,是引发水体富营养化的最直接、最重要的原因。形成水体富营养化的污染物主要来源于面源和点源。
1.面源污染主要有:
(1)农田超量施肥。我国农业生产中的化肥投入逐年迅速增加,而粮食产量于1994年以后随着化肥的增加而趋于平缓或下降趋势。目前,我国已成为世界最大的化肥生产国和消费国,1999年生产化肥总量3251万吨(纯氮),而化肥施加量达到4124万吨,是世界化肥平均用量(105.0kg/hm2)的2.5倍[2]。同时,我国化肥的有效利用率很低,据统计[3]氮肥平均利用率为30%~35%,磷肥10%~20%,施用的化肥极易在降水或灌溉时流失,氮磷及其无机盐随地表径流进入地面水或下渗,通过地表侧向运动排入湖泊等水体中,直接导致水体富营养化。
(2)禽畜、水产养殖。规模化或集约化禽畜养殖地区,畜、禽排泄物中含有大量的营养物质这些排泄物极易随着地表径流进入江、河、湖而污染水体,随
着水产养殖技术的不断发展,虽然提高了水产品的质量和数量,但水产养殖中的残饵、残骸和排泄物在水体中分解并消耗溶解氧,是水体中溶解氧大大降低,含氮分解物大量增加,导致湖泊水质恶化或富营养化[4]。
(3)降水的冲刷。降水可以使得人类活动中产生的生活垃圾、生活污水以及工业废水随着地表径流汇入河流、湖泊等,从而将大量的氮磷等营养物质带入水体。
2.点源污染主要有:
(1)工业废水。工业生产中的废水具有量大,化学成分复杂,且不易净化等特点,因此富营养化水体中含有的氮磷较大一部分来自工业废水,一般为钢铁、化工、制药、造纸、印染等行业。
(2)生活污水。生活污水是人们日常生活中产生的杂排物,引起含有大量的氮磷营养盐及细菌、病原菌,易造成地表水与地下水的污染。世界经济合作与发展组织研究指出,城市生活污水中有50%的磷来自合成洗涤剂的使用。我国目前居民使用的洗衣粉中,大多数含有三聚磷酸钠[5],而且随着生活水平的日益提高,合成洗涤剂的用量将不断增加,洗涤污水汇入河流、湖泊等水域,提供了磷营养物质。
二、湖泊富营养化的防治对策
依据湖泊富营养化形成原因,防治其富营养化的根本措施是减少水体的氮、磷含量,控制主要污染物藻类、臭味、有机物的生成,使富营养化得到净化。
(一)控制氮磷等营养物的流入。大量的调查表明,外界营养物质的输入是绝大多数湖泊富营养化的根本原因,从长远的角度看,要想从根本上控制湖泊水体的富营养化,首先应着重减少或者截断外部营养物质的输入。
(二)发展生态农业,减少农业的面源污染。由于现代农业的发展,为了提高产量,化肥、农药等的使用量不断加大,由于使用有效率低,其中大量的氮磷经地表径流进入水体,造成水体中氮磷增多。为此,应大力推广生态农业,研制推广复合肥、农药,以控制氮磷的使用量,从而使农业的面源污染得到有效控制。
(三)根据湖泊水环境容量实施总量控制。一个湖泊的营养盐环境容量必须通过相应的数学模型或采用经验模型来进行计算,据此制定相应的控制方法。实际工作中,要进行总体系统分析,综合运用各种分配原则,结合行政协调,做到总体合理。
(四)制定营养物质排放标准和水质标准。根据湖泊的水体功能,制定相应的氮、磷浓度允许排放标准,努力削减氮、磷负荷。
(五)实施截污工程。生活污水、工业废水及农田雨水径流输入的营养物质
是导致湖泊水质富营养化的主要原因。实践证明:对点源排放的氮、磷等营养物质和其他污染物实行截流是控制水体富营养化的关键措施之一。
生活污水、工业废水及农田雨水径流输入的营养物质是导致湖泊水质富营养化的主要原因。实践证明:对点源排放的氮、磷等营养物质和其他污染物实行截流是控制水体富营养化的关键措施之一。
实践证明:对点源排放的氮、磷等营养物质和其他污染物实行截流是控制水体富营养化的关键措施之一。
(六)积极推行清洁生产工艺,并逐步开展各行业的ISO14001环境管理体系的认证,从源头减少污染物排放,提高资源利用率。
(七)大力发展并推广具有除磷脱氮功能的废水生物处理新技术。城市活污水是水体中氮、磷的重要来源,因此推广新技术意义重大。
(八)行政性控制对策。磷对湖泊富营养化的负荷要超过氮,因此,磷是产生富营养化的关键因素。
(九)统筹考虑水污染防治、水资源利用和生态等因素,贯彻防治结合、管治结合,集中治理与分散治理相结合的方针。
三、展望
近年来,随着对湖泊富营养化研究的不断深入,国内外对湖泊富营养化的防治取得了一定的进展,要想取得良好的治理效果,必须对湖泊富营养化的内因彻底搞清楚,这方面有待进一步的研究。
参考文献:
[1]刘健康主编.东湖生态学研究[M].北京:科学出版社,1992.80~87.
[2]中国农村统计年鉴-2000[M].北京:中国统计出版社,2000.8,48~128.
[3]朱兆良.合理使用化肥充分利用有机肥发展环境友好的施肥体系[J].中国科学院院刊2003.2,89~93.
[4]耕耘.湖泊富营养化成因及其防治对策[J].渔业致富指南.2005.(16),11~13.
[5]秦伯强.太湖水环境面临的主要问题、研究动态与初步进展[J]湖泊科学.1998.10(4)1~9.
篇二:湖泊富营养化与治理
湖泊富营养化及防治
摘要:富营养化是当前湖泊面临的主要问题。本文阐述了湖泊富营养化对水质、水生生物和人类生产、生活的影响,分析了湖泊富营养化产生的原因,即城市生活污水的大量排放、工业废水未经处理直接排放、农田大量使用化肥等。在此基础上,提出了通过内源控制与治理、外源污染控制来防治湖泊富营养化的对策。关键词:湖泊富营养化;成因;防治
概要:湖泊是陆地生态系统的重要组成部分,湖泊流域以其特有的资源与环境优势为人类的生存和社会的发展提供了基础。我国湖泊众多,分布广泛,面积大于1km2的天然湖泊2795个,总面积近9102km2,约占国土面积的0.95%。然而,近年来,随着工农业的迅速发展,湖泊富营养化的问题日益严重。湖泊的富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入水体、浮游植物异常增殖导致水生生态系统的结构破坏和功能异化的过程。由于富营养化导致湖泊水资源失去应有的社会效益、环境效益以及经济效益。我国的许多大中型浅水湖泊都有过水草茂盛、水产丰富、水质优良的历史。但是,随着大量的湖泊演变成富营养湖泊之后,湖中植被大面积消失。严重影响了湖泊功能的发挥,危及湖区周围居民的健康。一湖泊富营养化的影响1对水质的影响水体富营养化最突出的表现是藻类数量大,藻类过度繁殖,形成覆盖水面的“水华”,则水体溶解氧快速下降,光辐射进入水体深层的比例迅速衰减,水体呈现厌氧状态,藻类死亡,分泌产生藻毒素,水体发黑发臭。处于富营养化的水体中,蓝、绿藻大量增殖,水体色度增加,水质浑浊,透明度降低,并散发出腥臭味,污染居住环境。另外,富营养化使水体中藻类及浮游生物急剧增殖,藻类只是在水体表层能接受阳光的范围内生长并排出氧气,在深层的水中就无法进行光合作
用而出现耗氧,在夜间或阴天也将耗氧。藻类的死亡和沉淀把有机物转入深层或底层的水中,在此聚集大量待分解的有机物,由于没有足够的溶解氧供应,而变为厌氧分解状态,使大量的厌氧细菌繁殖起来,加剧了水体底部的厌氧发酵,引起微生物种群、群落的演替,改变了原来的生态环境。遭受富营养化污染的水体在一定条件下由于厌氧作用而产生硫化氢、甲烷和氨气等有毒有害气体,直接影响人类的健康。2对水生生物的危害处于富营养化污染的水体,因为正常的生态衡已被破坏,因此导致水生生物的稳定性和多样性降低。大型水生植物群落会随着富营养程度的加剧逐渐灭绝。在缺氧条件下,NO3-N被还原为NO2-N,成为致癌物,威胁水生生物的生存,造成可利用水资源进一步减少。如鄱阳湖和洞庭湖中各种鱼类的产量从20世纪60年代到20世纪90年代减少了30%。1986年9月,云南滇池因水葫芦等水生植物大量生长,造成大量鱼类死亡,损失严重。3对人类生产生活的影响现已查明富营养化水体中可能产生臭气的物质有10余种,其中藻类是主要的生臭物,这些藻类能散发出腥味异臭,并向湖泊四周的空气扩散,直接影响、烦扰人们的正常生活。湖泊是巨大的天然水库,它可以被用来作为饮用水和浇灌水。随着湖泊富营养化的日益严重,水中氮、磷有机物的含量也相应增加,藻类过度繁殖,易使人们在饮用后致病,对人们的健康产生很大影响。
二湖泊富营养化的成因
导致湖泊富营养化现象发生的原因,目前公认的原因主要是水体中氮、磷等营养元素增加,给水生生物(主要是藻类)大量繁殖提供了丰富的物质基础,导致浮游藻类(或大型水生植物)暴发性增殖而造成多种用水障碍。湖泊富营养化问题是当今世界面临的最主要水污染问题之一。我国湖泊富营养化污染,主要是大量未经处理的生活污水和工业废水直接排入湖泊所致。1城市生活污水的大量排放增加湖泊中磷的含量
我国大部分湖泊流域内人口平均密度较大,生活污水的大量排放,导致湖泊富营养化污染,其中洗涤剂所含的磷是造成湖泊富营养化的主要因素。2工业废水未经处理直接排放加重湖泊污染现代工业的发展十分迅猛,但相应的环保配套设施滞后。由于经济利益的驱动,现有工厂兴建的污水处理厂往往流于形式,造成排污达标率低,大部分工业废水未经处理直接排入湖泊,严重污染了湖泊水体。我国每天约排出8000万吨的工业废水,70%以上的废水未经处理便直接注入了江河湖泊,使河水的自然净化能力几乎为零。尽管每年增加污水达18亿公升,但每年通过污水设施处理的污水只有1亿公升,远不能满足污水处理的实际需要。例如,根据有关专家的测算,黄河的天然经流量为580亿立方米,废污水的入河量就占有7%左右,废水中携带的污染物有可氧化的有机物、氨氮、石油类和挥发酚等化学物质。并且,已从过去的支流污染发展到了干流,污染范围也在逐渐扩大,即由过去的兰州、包头河段发展到了中下游河段。由于遭受污染,污水处理能力差,目前我国近一半城市的河段污染严重。以淮河流域为例,全流域191条支流,80%的河流已泛黑发绿,全流域近一半的河段完全丧失了水的使用价值。由于水质严重恶化,流域内水污染事故屡屡发生。据统计,15年中流域内发生较大污染事故160起。如1994年7月中旬,淮河下游发生了史无前例的特大污染事故,造成安徽省的淮南、怀远、蚌埠及江苏省的淮阴市盱眙县相继出现饮用水困难,鱼虾死亡几万公斤,直接经济损失亿元之多,并给当地的工农业生产与社会稳定带来极大危害。3旅游业的蓬勃兴起加快了湖泊富营养化的进程一般湖泊的风景优美,有利于发展旅游业。但发展旅游业往往在沿湖周边大肆兴建宾馆、楼、度假村等设施,随之排放的生活污水对湖泊造成严重污染,加快了湖泊富营养化的进程。由于湖泊发生富营养化,藻类大量繁殖导致水体透明度下降,湖水混浊,臭味弥漫,大煞风景,也使湖泊旅游观光的价值大减,甚至丧失其功能。4农田大量使用化肥增加了湖泊中氮的含量农用化肥的大量施用是造成湖泊富营养化的一个重要原因。化肥是湖泊中氮的主要来源,通过农田径流流入湖泊的氮量占总量的72%—75%。随着农业的迅速发展,我国化肥的使用量逐年递增,到2000年已达4400万吨。但化肥使用有
效率低,每年氮肥的损失率为33.3%—73.6%,平均为60%左右,其中15%经农田排水和地表径流进入水体,造成湖泊水体中氮的含量日益增多。5水产养殖业的发展造成湖泊富营养化自然湖泊中藻类稀少渔业生产力低。在湖泊水域开展水产养殖生产时,一般通过肥水来促进藻类的生长。水产养殖生产大量投放饲料,过量的饲料滞留在湖水中也使湖泊富营养化加剧。据报道,某地一湖泊的湖底淤积饲料残渣及水生动物排泄物深达1m,即使停止水产养殖,水中积累的氮磷至少需要50年才能消耗完。6底泥中营养盐释放加速湖泊富营养化来自各种途径的营养盐进入湖泊水体后,经过一系列物理、化学及生物化学作用,其中一部分沉积到湖泊底部,积累成为湖泊营养盐的内负荷。在一定条件下,因沉积物中营养盐内负荷的存在和释放,也会造成湖泊富营养化,这时湖泊底泥中积累的营养盐就成为湖泊富营养化的主导因子,加速湖泊的富营养化进程。
三湖泊富营养化的防治
富营养化湖泊的治理是目前环境治理中的一个热点问题,这不仅是由于导致水体富营养化的氮、磷等营养物质来源广泛,而且因为去除富营养化水体中营养物质的难度很大。水体生态系统一旦遭到破坏,在短时间内很难得以恢复。湖泊富营养化发生的主要原因是外界环境输入到湖泊的营养物质过量。因此,最根本的控制措施是减少湖泊营养负荷的输入量,即通过控制湖泊的外源负荷和内源负荷的量来实现。1内源控制与治理输入到湖泊水体中的氮、磷元素在水体中可能被水生生物吸收利用,或溶解于水中,经过复杂的物理、化学反应及生物作用沉降,并在底泥中不断的累积,在一定的条件下再从底泥中释放到水体。减少内源性营养物质的排放,主要应防止营养盐类的回复,控制湖内底泥污染、旅游污染、船舶污染和养殖污染等是控制内源性营养物质的主要措施。
1)人工曝气。适用于湖水较深而出现厌氧层的水体。在已经富营养化的湖泊中,底泥中磷易于在厌氧条件下从底泥中释放出来。如果采用曝气船定期为湖底补充氧,那么水与底泥界面之间不会出现厌氧层,还会经常保持有氧状态,这将有利于抑制底泥中磷的释放,对水质的改善有利。这种方法由于受到经济条件的限制往往只能在小型湖泊推广运用。2)疏浚底泥。有些湖泊沉积了大量的富含氮、磷的污染物底泥,在一定的条件下,氮、磷会释放出来,即使修建了截污工程,仍然会引起富营养化,所以许多城郊湖泊都在进行疏浚底泥。底泥疏浚一般在枯水季节进行,为防止底泥堆积在湖边发生二次污染,可将挖掘出湖的底泥运至郊区农田、林地作为肥料,既可改良土壤,又能降低湖水中营养物质的浓度,延缓湖泊的衰老。3)引水换水。有条件的地方可以考虑引含氮、磷浓度低的水入湖,这可以与城市污水的资源化利用结合进行,虽然这对降低湖水营养物质浓度、控制水体富营养化有一定作用,但是不能从根本上解决问题。对于临江湖泊换水是一种可以考虑的方案,但对于水源已经十分紧张的地区不适宜采用。4)化学惰化磷。可以通过向湖水中加铝盐、铁盐等化学物质达到惰化磷、限制磷负荷的目的。美国的长湖就通过向湖中投加铝盐来沉淀湖水中的磷酸盐,效果较为明显。2外源污染控制外界营养性物质的输入是大多数湖泊产生富营养化的根本原因。要想从根本上控制湖泊水体的富营养化,必须先控制富营养化物质的输入,如氮、磷。控制外源性营养物质输入应采取如下措施:1)制定营养物质排放标准和水质标准。根据湖泊的水体功能,制定出相应的氮、磷浓度的允许排放标准,彻底削减氮、磷负荷。国外通常将总氮浓度大于0.3mg/l,总磷浓度大于0.02mg/l作为水体富营养化的标准。2)根据湖泊水环境容量实施营养性物质排放总量控制。一个湖泊的营养盐环境容量必须通过相应的数学模型或采用经验模型来进行计算,据此制定相应的营养性物质排放量的逐年削减和分配排放的总量控制方法。在实际工作中,进行营养性物质总量控制时,要经过总体系统分析,综合运用各种分配原则,并运用行政协调的方法,达到既总体合理,又公平承担责任。
氮的来源不但多,而且水体在生物和微生物的作用下有复氮的能力,因此国外进行湖泊富营养化防治时一般以控制磷的输入为主。世界各国都把禁用含磷洗涤剂作为控制湖泊富营养化的重要措施。如美国、加拿大、日本及西欧等国家根据各国水体富营养化程度,分别提出了地区性的“禁用或限用”含磷洗涤用品的政策、法规,在一些地区有效地控制了地表水中的磷浓度。因此,在我国用法律和法规来限制含磷洗涤剂的使用,推广使用无磷洗涤剂,是防治湖泊磷污染的有效途径。3)实施截污工程。实践证明,对点源排放的氮、磷等营养性物质和其他污染物实行截流是控制水体富营养化的有效措施。日本的水体富营养化专家津田极力主张“救湖的良策是截污”。目前,截污工程已经成为中国许多富营养化湖泊治理的重要途径之一。例如在西湖沿岸埋没了9.1km长的污水管道,把污水引入城市总排污管,并修筑防水墙,几乎截阻全部点源污水。但是对于城市湖泊,流域面积较小,来水受降水影响较大,特别是对于降水量年内、年际分配不均匀地区的城市湖泊,为保证水体的补给水量,还必须考虑雨水资源的利用问题。4)废水资源化。从可持续的观点出发,废水经适当处理后不仅可作为资源加以利用,而且还可以节约新鲜水源,减少污水排放量,减少氮、磷排放量,实现水资源的良性循环。自然界的水本来就在良性循环之中,由于人为活动的干扰,才使得水量枯竭阻断,水质恶化破坏,严重影响了水资源的可持续利用,因此一定要努力实现水的良性循环,城市废水资源化是实现水资源可持续利用的重要战略措施。废水本身就是一种物质,会用就是资源,不会用就是废水,这是经多年的实践所证明了的。通过转化,将其所含的有用资源综合利用,生产有用的产品。如轻工食品废水中含有一定的营养成分,象味精、酒精、淀粉、豆制品、罐头、造纸等废水,在一定条件下,极易被单细胞微生物利用生产单细胞蛋白,成为单细胞蛋白的生产原料。此举不仅大大降低了污染,而且生产了畜牧业可以食用的大量的蛋白饲料。此外,对城市废水进行检测,看是否对农作物的生长有负作用,如果没有可以用做农田的灌溉,达到废水资源的充分利用。5)大力发展并推广具有除磷脱氮功能的废水生物处理新技术。城市生活污水是水体中氮、磷的重要来源,因此,大力发展并推广具有除磷脱氮功能的废水生物处理技术意义重大。
6)行政性控制对策。磷对城市湖泊水体富营养化的负荷要超过氮,目前普遍使用的洗涤剂中含有5%~12%的磷酸盐成分。因此,在截污工程实施之前,限制含磷的洗涤剂在湖区使用也是一项非常重要的措施。
篇三:湖泊富营养化与治理
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仙女湖湖泊富营养化原因分析与治理探讨
作者:罗凤平来源:《南方农业·下旬》2017年第12期
摘要经过多年的集中整治,仙女湖的水质得到改善,但近年来,总磷、总氮偶有超标现象,部分库湾呈现出富营养化趋势。究其原因,涉及工业污染源、农村环境污染源等诸多领域,特别是畜禽养殖污染未得到有效遏制,如果不及时加以治理,势必影响到仙女湖水环境状况。基于此,重点探讨仙女湖湖泊污染源污染治理。
关键词仙女湖;富营养化;工业污染;农村环境污染;畜禽养殖;治理
中图分类号:X524文献标志码:BDOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.36.046
仙女湖位于江西省新余市西南郊10余km处,为拦截袁河蓄水而成的人工湖,其因1700多年前东晋干宝所著《搜神记》记载“七仙女下凡之地”而得名,库区水域面积约50km2,湖岸线长100多km,坝址控制流域面积3900km2,蓄水量3.2亿m3,是新余市最主要的饮用水源和工农业用水水源地。仙女湖流域的动植物资源非常丰富,处于仙女湖流域核心的大岗山区域共保存植物基因20478份,已成为中亚热带优良树种种质基因资源保存库,是闻名遐迩的国家AAAA级风景名胜区,同时也是新余市重要饮用水源地。
目前,仙女湖饮用水源一级保护区水质达到国家地表水Ⅱ类标准,总体水质达到国家地表水Ⅲ类标准,属于良好的供水源地。
1仙女湖治理取得积极成效
2008年7月1日,新余市人民政府制定出台了《新余市仙女湖水质保护办法》,并开展仙女湖水环境综合整治工作,开展了多次专项治理,并制定了一系列措施,关停了仙女湖流域1km范围内土矿企业,1km范围外的所有企业都按环境部门的要求进行了处理,工业废水达到国家排放标准或零排放。与此同时,强化了对新建项目环境保护审批,规定对在湖区1km范围内办企业的一律不予审批,无论是从源头上控制还是综合治理上都下了很大功夫,治理效果也明显,仙女湖水环境质量也得到持续改善。但最近一两年,仙女湖水质县区断面监测时偶有总磷、总氮超标现象,仙女湖面临富营养化趋势[1]。
2仙女湖及上游袁河流域水体常规指标污染分布特征
2016年12月,对流域的38个采样点位进行了连续采样,分析了水样中4项水质常规指标,对照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的相关标准值,对水质常规指标的污染状况和分布特征进行了统计分析,结果如下。
2.1化学需氧量
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化学需氧量的浓度范围为ND~51.7mg/L,平均值为17.4mg/L。采样点位中达到Ⅰ、Ⅱ类水质标准的点位18个,Ⅱ类水质标准以上、Ⅲ类水质标准以下的点位6个,Ⅲ类水质标准以上、Ⅳ类水质标准以下的点位9个,Ⅳ类水质标准以上Ⅴ类水质标准以下的点位3个,分别是坑西河S13、三阳河S28、侯村省控点S40。超过V类水质标准的点位2个,分别是东河S23和东河汇入口下游S24,如图1所示。
2.2氨氮
氨氮的浓度范围为ND~14.63mg∕L,平均值为1.02mg∕L。采样点位中,浓度达到Ⅰ类水质标准的点位3个,Ⅰ类水质标准以上、Ⅱ类水质标准以下的点位16个,Ⅱ类水质标准以上、Ⅲ类水质标准以下的点位15个,Ⅲ类水质标准以上、Ⅳ类水质标准以下的点位2个,Ⅳ类水质标准以上Ⅴ类水质标准以下的点位0个,超过Ⅴ类水质标准的点位2个,分别是安源芦溪跨界断面S3和新华河S5,浓度分别为14.633mg∕L和4.54mg∕L,是Ⅴ类水质标准的7.32倍和2.27倍,如图2所示。
2.3总氮
总氮的浓度范围为0.51~27.89mg/L,平均值为2.69mg/L。现行的地表水环境质量标准中仅列出了湖库的总氮标准值,没有给出其他地表水体标准值。因此,参照湖库总氮标准值,仙女湖4个调查点位(侯村省控点S40、苑坑S41、九龙山河S42和S43)水体中总氮的浓度均超过了Ⅲ类水质标准,其中侯村省控点S40、苑坑河S41和江口国控点S43超过了Ⅳ类水质标准。所有调查点位中浓度最高的点位出现在安源芦溪跨界断面S3,浓度为27.89mg/L。
2.4总磷
总磷的浓度范围为ND~0.41mg/L,平均值为0.11mg/L。采样点位中,浓度达到Ⅰ类水质标准的点位4个,Ⅰ类水质标准以上、Ⅱ类水质标准以下的点位19个,Ⅱ类水质标准以上、Ⅲ类水质标准以下的点位11个,Ⅲ类水质标准以上、Ⅳ类水质标准以下的点位2个,分别是南河S22和松山河S39;Ⅳ类水质标准以上Ⅴ类水质标准以下的点位1个,是沂源河汇入口下游S10;Ⅴ类水质标准以上的点位1个,是杨桥河汇入口上游S30,浓度为0.41mg/L。
3仙女湖湖泊水质富营养化污染来源
3.1工业废水的排放
富营养化的水体中含有较多的氮和磷,它们首先来自于工业废水,钢铁、化工、制药、造纸等行业的废水中氮和磷的含量偏高[2-4]。
3.2养殖业污染
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近年来,猪肉市场价格一直处于上涨势头,养殖企业有增无减,而大部分养殖企业污染防治设施不完善甚至根本没有防治设施,导致大量养殖废水直排仙女湖。
3.3化肥使用
由于仙女湖上游及周边大量使用化肥[5],农田雨水径流中营养盐总磷含量常常大于0.1mg/L,远远超过富营养化危险水平,引起农村饮用水水源污染和水体水华,成为流域湖泊营养盐的重要来源[6]。
3.4生活垃圾
大量生活垃圾在农村自然堆放,腐烂发臭,还被雨水冲刷进入水体,每年汛期有大量漂浮物冲入湖体,导致垃圾泛滥。
4湖泊水质富营养化的危害
4.1对渔业生产的影响
篇四:湖泊富营养化与治理
水体富营养化及其防治措施
应化0902班田亚丽
案例:2007年,浙江全省海域共发生赤潮40次,发生面积累计近8500平方千米。其中有毒赤潮生物引发赤潮3次,累计面积约315平方千米。浙江省海洋与渔业局日前发布的2007年度浙江省海洋环境公报指出,2007年,舟山海域和渔山列岛一韭山列岛海域是赤潮高发区。上述两个海域发生赤潮的次数和面积分别占全省的65唏口79%
1、前言
近些年来,环境问题日益严重。酸雨危害加剧,南极臭氧层空洞越来越大,患皮肤癌及其他皮肤病的人数越来越多,全球变暖趋势不改甚至加快,导致很多低于海平面的国家面临被淹没的威胁,会使全球降水量重新分配,冰川和冻土消融,海平面上升等。资源、能源短缺当前,世界上资源和能源短缺问题已经在大多数国家甚至全球范围内出现。森林面积锐减,土地沙漠化,更是早就出现但是一直没有得到解决的问题。我只取一方面加以讨论,就是我们地球上面积最大的海洋,最为严重的水体富营养化的问题,并提出几点防治措施,希望能为环境保护尽一些绵薄之力。
2、水体富营养化的定义及产生
水体富营养化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。这种现象在河流湖泊中出现称为水华,在海洋中出现称为赤潮。
国际经济合作与开发组织对水体富营养化开展了一系列的研究工作,最后确定氮、磷等营养物质的输入和富集是水体发生富营养化的最主要原因,大约80%的湖泊富营养化是受磷元素的制约,大约10%勺湖泊与氮元素有关,余下10%勺湖泊与其他因素有关。
水体富营养化主要是由于工业废水、生活污水、化肥农药的使用和其他一些污染物中富含氮和磷的污染物进入湖泊海洋中,造成藻类疯狂生长。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,蓝藻是一种细菌,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,从而使水质恶化,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。富营养化会影响水体的水质,会造成水的透
明度降低,使得阳光难以穿透水层,从而影响水中植物的光合作用,可能造成溶解氧
的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少,都对水生动物有害,造成鱼类
大量死亡。同时,因为水体富营养化,水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量
水藻,在水体与大气之间形成一层“屏障”
致使底层堆积的
有机物质在厌氧条件分解,造成水体黑臭,水生物死亡。破坏原有的生态系统结构与
功能;藻毒素会引起海洋生物病变,由于食物链的富集作用,人类误食受赤潮污染的
鱼、虾、贝类等,就会中毒。
3、解决措施
解决环境问题从来不能先污染后治理,所以我们先采取的措施就主要在于防止再
次发生赤潮,减少灾害发生几率,在此基础上治理赤潮造成的危害。
第一,控制外源性营养物质输入。绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养
物质在水体中富集造成的。如果减少或截断外部输入的营养物质,就使水体失去了
营养物质富集的可能性。从长远观点来看,要想从根本上控制湖泊水体富营养化,首
先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入。
女口,杜绝工业废水和
生活污水向大海中排放,建立相应的污水处理厂,从最大可能途径截断水体过多营养
来源。
第二,去除营养物。在有些地区,建立污水处理厂负担不起,那么就利用一些技
术去除大部分的氮、磷物质。通过二级生化处理过程用微生物去除,利用生物法进行
脱氮除磷是一种比较适用的方法。但由于城市污水中的氮、磷浓度往往要比活性污
泥生长所需要的浓度高出2〜5倍,所以污水中仅有30%-50%勺氮和磷被活性污泥去
除,余下50%〜70%勺氮和磷将随二次废水排出。利用物理化学方法去除污水中的氮、
磷营养物质。
第三,减少内源性营养物质负荷。包括生物性措施,工程性措施,化学方法等,
例如生态放养、挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀及利用化学制剂杀藻
等。但需注意地点和深度。因为水体深层底泥中的可溶性磷以及氨氮可能反而高于表
层底泥,当挖掘表层底泥后,正好暴露出深层底泥高含量的可溶性磷和氨氮,使更多
的磷和氮从底泥中释放出来,使水质进一步恶化。所以,事先查清底泥营养物质在纵
向剖面的形态分强管理,加大执法力度,建立起一套行之有效的管理体系。这个措施
主要是起到治理作用,使已经造成的赤潮等尽早结束。
第四,控制化肥农药的使用。现代农业大量使用化肥提高土地收益率,但仅
30%r
50%能被植物吸收利用,被土壤截留下来的有机物、氮、磷等常因暴雨或刮风进入水体造成外源性富营养化污染。
第五,建立植物净化系统•凤眼莲、灯心草、知风草、鸭拓草、水翁、空心菜等都是对氮、磷高吸收的植物,在富营养化的水体中种植这些植物,均会不同程度的收到对水的净化效果。在植物选种上应使净化系统具有合理的物种多样性从而更容易保持长期的稳定性并减少病虫害。同时,为美化环境、降低投资,采用本地种植也是首选之策。这些植物生长过程中吸收了大量的氮、磷等营养物质,然后将其收割而被运移出水生生态系统以后,大量的营养物质也随之从水体中输出。目前,利用植物净化污水已成为环保领域的一个重要研究课题,相信会有越来越多的植物被投入植物净化水的绿色环保工程。
4、措施产生的效果
根据以上措施,即使不能在短期内出现显著成效,也肯定能够遏制水体富营养化
加剧的问题,按此继续治理下去,我们沿海方面一定能够避免赤潮的发生,而且渔业
和其他水产养殖业也应该避免在水中投放过多营养物质,
全球的环境是
一个整体,牵一发而动全身,不能将水域单独分开,也不能将水域和其他生物环境区
别开来。许多地区因地制宜,采取多种措施,在治理海水富营养化的问题上取得了卓
越的效果。
1、潍坊的河流养殖模式
通过水面投放鲢鱼、鳙鱼、草鱼等大规格滤食性鱼类鱼种,有效抑制水华的产
生,解决河道富营养化问题。通过在潍坊市的潍河、白浪河、虞河、张面河四河中投
放鱼苗后,这些河道水质变清澈,透明度大大提高,实现了“以鱼养水”的目的,河
道生态也得到了较大改善。
2、西昌的万亩鱼塘建邛海湿地
邛海湿地公园所在地原是海滨村等3个村的上万亩鱼塘,群众肥水养鱼、饲料
养鱼以及生活污水排放,造成鱼塘富营养化,直接危害邛海水质。从
2009年
起,万亩鱼塘建设为邛海生态湿地,让鱼类、鸟类和水草自然生长,改善了水体富营
养化。目前用弃土建成的81个小岛上,草类、藤蔓、水生植物、乔木和灌木等植物
群落已成为白鹭等40种水鸟的天堂。
3、云南省生态农业研究所通过多年的艰苦探素,根据物种进化一物降一物的道理,
培育出能强势抑制住蓝藻疯长的新品种“紫根水葫芦”,该品种的最大优势是抑制叶
片生长,根系发达长达70公分左右,可长达九个月的时间根系不腐烂不发臭,可为
水面输送大量氧气并吸附大量蓝藻,成为治理水体富营养化的理想水生植物。
我们相信,随着社会的发展,人们对水体富营养化问题的深入认识和关注,以及
科技的进步,水体富营养化问题终将得到解决。而我们应该从身边做起,从自己做起,从小事做起。为我们赖以生存的环境增加一份舒适与安全,现在反复无常的气候给我们敲响了警钟,我们所以为的将在很久之后才出现的环境问题已经开始了,解决环境问题迫在眉睫。
篇五:湖泊富营养化与治理
本文选择长沙湖泊作为中南地区城市湖泊的考察对象分析城市湖泊富营养化的产生原因和影响以成本低效率高副作用小为目标介绍了生态修复超声波除藻等先进的湖泊富营养化治理方法调研分析表明及时采取控源除藻等预防和治理措施由被动治理变为主动预防是从根本减少城市湖泊富营养化的唯一途径
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长沙湖泊富营养化成因、治理的调研与分析
作者:李欣然来源:《科教导刊》2015年第32期
摘要城市湖泊与现代人类生活和生产之间关联紧密,水体质量易受不同程度的污染和破坏。城市湖泊富营养化是一种常见现象,其成因包括自然因素和人为因素,本文以中南地区长沙湖泊为具体对象,从水体指标参数、富营养等级等方面进行调研分析,论述了污染源管控等治理策略,以及生态修复和除藻等技术手段。关键词城市湖泊富营养化湖泊治理除藻中图分类号:X524文献标识码:ADOI:10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.11.089ResearchandAnalysisofChangshaEutrophicationCausesandGovernanceLIXinran(YaliHighSchool,Changsha,Hu'nan410021)AbstractUrbanlakesandmodernhumanlifeandproductionarecloselyassociated,waterqualitysusceptibletodifferentdegreesofpollutionanddestruction.Cityeutrophicationisacommonphenomenon,itscausesbothnaturalfactorsandhumanfactors,thisarticleSouthAfricaChangshalakesconcreteobjects,conductresearchandanalysisfromthewaterindicatorparameters,eutrophicgrade,etc.,discussesthesourcesofpollutioncontrolsandothergovernancestrategies,andtechniquesofecologicalrestorationandalgae.Keywordsurbanlake;eutrophication;lakemanagement;algae0引言由于社会经济快速发展和治理措施的相对滞后,我国湖泊尤其是南方城市湖泊的富营养化问题日趋严重。湖泊富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入湖泊等缓流水体,导致藻类及其它浮游生物大量繁殖,水体溶解氧和透明度减低,造成水质恶化滋生“水华”,严重时出现鱼类等水生生物大量死亡的现象。既破坏城市湖泊生态系统,又对饮水、灌溉、水产养殖、水上运输等带来大的损失。因此,对城市湖泊富营养化的成因和治理措施的研究日益引起关注。图1为城市湖泊富营养化的成因、治理及其影响之间的关系图。图1城市湖泊水体质量影响因素及其关联关系图
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1城市湖泊富营养化成因与影响城市湖泊富营养化的成因有自然因素和人为因素两种。其中人为因素的作用日益突出,水质恶化对生态系统和人类生产所产生的负影响日趋严重。1.1自然因素自然因素包括湖泊形态、地理位置、气象气候以及水动力条件等。城市湖泊的水深普遍较浅,长沙地区的年嘉湖、洋湖垸等大面积水体平均水深约两米左右,且水缓特征。中南大部分地区气候温和,光照充足,雨热同期,长沙素有“火炉”之称,水温较高。湖南丘陵地带多为弱酸性红土壤,经河流、雨水冲刷搬运,将富含氮、磷等营养物质大量带入湖泊。浮游蓝藻类一般都是喜温性的,溶解氧也是藻类繁殖的一个重要条件,水动力条件能直接作用于水华藻类细胞,影响其生长繁殖与种间竞争,同时改变水体环境及营养盐的状况,酸碱度对湖泊生态的初级生产力有相当显著的影响。1.2人为因素城市湖泊水体富营养的外部污染源可分为点源、线源和面源。点源指城镇生活污水、企业生产污水等集中固定的污染源,目前已受到环保部门和人士的重点关注,较易于控制。线源指雨水将地表营养物质冲洗带入湖泊水体,如城市餐厨垃圾等已成为湖泊周边的主要污染因素。面源包括大气中N、P经大气降尘或雨水进入水体,游客直接投喂和丢弃到水体的食物和垃圾,另外雾霾等加剧该类因素的影响。另外,长期沉淀在地表水体底部的污泥,源源不断地向水体释放营养物质,是不容忽视的内部污染源之一。1.3富营养化影响城市湖泊水体富营养化的影响从水源水质到生态系统再到人类生活,呈现多支链状的作用特征。富营养化导致藻类异常增殖,分泌大量生物毒素,威胁水生生物生存,进而造成大型水生植物群落减少,对人体健康也构成威胁。富营养化使水体透明度降低,影响水中植物光合作用,降低水中溶解氧,造成鱼类死亡。富营养化水体增加净水厂成本,水体中硝酸盐和亚硝酸盐使人中毒致病。湖泊富营养化会对渔业等生物资源和风景湖泊等旅游资源的开发利用产生不利影响。水体富营养化加速水体淤积,降低江河湖泊蓄水能力,导致洪涝灾害。2城市湖泊富营养化治理方法
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受气候异常变化和城市化建设的快速发展的影响,长沙地区城市湖泊近年来多次出现水华现象,水体富营养化程度严重(参见我国湖泊营养化评价标准),如表1所示,居民区周边景观湖泊尤为严重,耗费了大量的人力财力用于水体营养化治理。城市湖泊水体富营养化治理方法有物理、化学、生物和水力等,主要从控制水体营养盐类、除藻等方面着手。2.1水体盐类控制水体盐类控制湖泊是改善湖泊富营养化程度的根本之一,可采用控源和生态修复两种方法。控源是控制流入湖泊的营养物质或减少湖泊底部污泥向水体释放污染物。截污、污水改道、污水除磷等手段可用于控制外源性污染物,而清淤挖泥、营养盐钝化、底层暴气、稀释冲刷、调节湖水氮磷比、覆盖底部沉积物及絮凝沉降等手段,可用于应对内源性污染物。但是,上述手段往往涉及城市规划和市政建设,环节繁杂、成本偏高,只能局限于点源控制如工厂排污、生活排污等等,此外,水体营养物质如雨水冲刷或大气降尘等难以控制。生态修复是指通过湖泊各种水生植物的恢复能力,有效地降低沉积物悬浮和内源污染释放。针对中南地区的亚热带季风性气候,凤眼莲可去除NH4-N、NO3-N、COD、TN等物质;水浮莲可去除BOD5等物质;芦苇、狭叶香蒲、菱等高等水生植物对水中氮、磷都有富集能力;萝卜螺可直接吸收溶解的营养物及有机碎屑,又可吃掉大量藻类;风车草、菖蒲、富贵竹三种植物可吸收NH4-N、氮、磷等物质,同时三种植物对真实色度有一定的去除效果。生态方法的成本低、效果明显、副作用较小、不产生二次污染,可行性较好。2.2除藻除藻技术有机械除藻、化学除藻、微生物控藻、电化学除藻、植物抑藻、黏土除藻、人工湿地、遮光除藻等除藻方式,其中,机械类除藻成本较高,化学类除藻会破坏生态系统,引发二次污染等缺点。超声波除藻利用超声波的生物效应、触变效应抑制藻类生长,不破坏生态系统、无二次污染,易于实现自动化操作,已引起广泛的重视和发展。3总结与展望城市湖泊富营养化破坏生态系统,影响生活用水、水产养殖等,造成环境和经济上的损失。本文选择长沙湖泊作为中南地区城市湖泊的考察对象,分析城市湖泊富营养化的产生原因和影响,以成本低、效率高、副作用小为目标,介绍了生态修复、超声波除藻等先进的湖泊富营养化治理方法,调研分析表明,及时采取控源、除藻等预防和治理措施,由被动治理变为主动预防,是从根本减少城市湖泊富营养化的唯一途径。参考文献
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篇六:湖泊富营养化与治理
湖泊富营养化原因及其防治
[摘要]从面源和点源的角度概括分析了导致湖泊富营养化的原因,并提出了具有针对性的防治措施。
[关键词]富营养化面源点源防治对策
水是人类地球上的一个非常重要的介质,它是地球生命的基础,也是环境能量和物质自然循环的载体和必要条件。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,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧含量下降,水质恶化,鱼类及其它生物大量死亡的现象。富营养化是当今湖泊水环境面临的主要问题,已成为全球最重要的环境问题之一。因此探讨湖泊水体富营养化的成因及其防治措施具有重要的现实意义和实用价值,从而为控制水体富营养化现象提供参考。
一、湖泊富营养化原因及其污染源
(一)水体富营养化的评价标准。根据美国环保局的评价标准,水体总磷﹤20~25g/L,叶绿素a﹤10g/L,透明度﹥2.0m,深水溶解氧小于饱和溶氧量10%的湖泊可以判断为富营养化水体[1]。根据全国130余个湖泊的调查结果显示,高营养化湖泊占43.5%,中营养化湖泊占45%。
(二)湖泊富营养化的原因。湖泊富营养化的根本原因是营养物质的增加,使得藻类和有机物增加所致。营养物质主要是磷,其次是氮,还有碳、微量元素或维生素等。由于磷在水体中不完全循环,使得世界上很多地区的水域严重缺磷,以致磷成为其初级生产力的重要限制因素。当然,在氮磷比低于10:1时,或在某一季节,氮也可能成为限制因子。氮磷等物质的过剩,是引发水体富营养化的最直接、最重要的原因。形成水体富营养化的污染物主要来源于面源和点源。
1.面源污染主要有:
(1)农田超量施肥。我国农业生产中的化肥投入逐年迅速增加,而粮食产量于1994年以后随着化肥的增加而趋于平缓或下降趋势。目前,我国已成为世界最大的化肥生产国和消费国,1999年生产化肥总量3251万吨(纯氮),而化肥施加量达到4124万吨,是世界化肥平均用量(105.0kg/hm2)的2.5倍[2]。同时,我国化肥的有效利用率很低,据统计[3]氮肥平均利用率为30%~35%,磷肥10%~20%,施用的化肥极易在降水或灌溉时流失,氮磷及其无机盐随地表径流进入地面水或下渗,通过地表侧向运动排入湖泊等水体中,直接导致水体富营养化。
(2)禽畜、水产养殖。规模化或集约化禽畜养殖地区,畜、禽排泄物中含有大量的营养物质这些排泄物极易随着地表径流进入江、河、湖而污染水体,随
着水产养殖技术的不断发展,虽然提高了水产品的质量和数量,但水产养殖中的残饵、残骸和排泄物在水体中分解并消耗溶解氧,是水体中溶解氧大大降低,含氮分解物大量增加,导致湖泊水质恶化或富营养化[4]。
(3)降水的冲刷。降水可以使得人类活动中产生的生活垃圾、生活污水以及工业废水随着地表径流汇入河流、湖泊等,从而将大量的氮磷等营养物质带入水体。
2.点源污染主要有:
(1)工业废水。工业生产中的废水具有量大,化学成分复杂,且不易净化等特点,因此富营养化水体中含有的氮磷较大一部分来自工业废水,一般为钢铁、化工、制药、造纸、印染等行业。
(2)生活污水。生活污水是人们日常生活中产生的杂排物,引起含有大量的氮磷营养盐及细菌、病原菌,易造成地表水与地下水的污染。世界经济合作与发展组织研究指出,城市生活污水中有50%的磷来自合成洗涤剂的使用。我国目前居民使用的洗衣粉中,大多数含有三聚磷酸钠[5],而且随着生活水平的日益提高,合成洗涤剂的用量将不断增加,洗涤污水汇入河流、湖泊等水域,提供了磷营养物质。
二、湖泊富营养化的防治对策
依据湖泊富营养化形成原因,防治其富营养化的根本措施是减少水体的氮、磷含量,控制主要污染物藻类、臭味、有机物的生成,使富营养化得到净化。
(一)控制氮磷等营养物的流入。大量的调查表明,外界营养物质的输入是绝大多数湖泊富营养化的根本原因,从长远的角度看,要想从根本上控制湖泊水体的富营养化,首先应着重减少或者截断外部营养物质的输入。
(二)发展生态农业,减少农业的面源污染。由于现代农业的发展,为了提高产量,化肥、农药等的使用量不断加大,由于使用有效率低,其中大量的氮磷经地表径流进入水体,造成水体中氮磷增多。为此,应大力推广生态农业,研制推广复合肥、农药,以控制氮磷的使用量,从而使农业的面源污染得到有效控制。
(三)根据湖泊水环境容量实施总量控制。一个湖泊的营养盐环境容量必须通过相应的数学模型或采用经验模型来进行计算,据此制定相应的控制方法。实际工作中,要进行总体系统分析,综合运用各种分配原则,结合行政协调,做到总体合理。
(四)制定营养物质排放标准和水质标准。根据湖泊的水体功能,制定相应的氮、磷浓度允许排放标准,努力削减氮、磷负荷。
(五)实施截污工程。生活污水、工业废水及农田雨水径流输入的营养物质
是导致湖泊水质富营养化的主要原因。实践证明:对点源排放的氮、磷等营养物质和其他污染物实行截流是控制水体富营养化的关键措施之一。
生活污水、工业废水及农田雨水径流输入的营养物质是导致湖泊水质富营养化的主要原因。实践证明:对点源排放的氮、磷等营养物质和其他污染物实行截流是控制水体富营养化的关键措施之一。
实践证明:对点源排放的氮、磷等营养物质和其他污染物实行截流是控制水体富营养化的关键措施之一。
(六)积极推行清洁生产工艺,并逐步开展各行业的ISO14001环境管理体系的认证,从源头减少污染物排放,提高资源利用率。
(七)大力发展并推广具有除磷脱氮功能的废水生物处理新技术。城市活污水是水体中氮、磷的重要来源,因此推广新技术意义重大。
(八)行政性控制对策。磷对湖泊富营养化的负荷要超过氮,因此,磷是产生富营养化的关键因素。
(九)统筹考虑水污染防治、水资源利用和生态等因素,贯彻防治结合、管治结合,集中治理与分散治理相结合的方针。
三、展望
近年来,随着对湖泊富营养化研究的不断深入,国内外对湖泊富营养化的防治取得了一定的进展,要想取得良好的治理效果,必须对湖泊富营养化的内因彻底搞清楚,这方面有待进一步的研究。
篇七:湖泊富营养化与治理
湖泊富营养化治理与生态健康
湖泊富营养化的危害
富营养化指湖泊、水库、缓慢流动的河流和某些近海水体中营养物质(一样指氮和磷的化合物)过量从而引发水体植物(如藻类及大型植物)的大量生长。由于藻类在与水生植物竞争营养盐上有优势,当湖泊水体营养盐过量后,藻类滋长,根生或浮游生物大量生长。造成对湖泊水体正常功能的危害。例如致使饮用水臭味和水色的转变。大量浮游植物或浅水根生植物的生长繁衍,可能致使湖泊沼泽化,容积大幅度减少;植物的分解消耗大量溶解氧,释放大量溶解性有机物,致使水质急剧恶化。藻类在代谢死亡进程中能够释放各类藻毒素,具有比较强的毒理作用,危及整个湖泊生态系统。
通常,湖泊、海湾富营养化的限制性物质是氮和磷,因此用氮和磷作为富营养化的指标是有效的。实验说明,随着水中氮肥、磷的增加,藻类的繁衍量也在增加,而且有线性关系。其结果是引发水质恶化、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。
依照我国对37个要紧湖泊的调查资料,和国内外评判湖泊富营养化的体会制定的指标,37个湖泊的富营养状况,具有中营养和富营养型的占55.8%,富营养型占14.7%,重富营养型的占8.8%。其中,富营养型和重富营养型的湖泊在国民经济中的地位十分重要,这是由于它们往往处于文化、经济中心城市,如XX西湖、武汉东湖都是我国闻名风光城市内湖。专门值得重视的是,近十几年来,我国湖泊富营养化的趋势进展专门快,到本世纪末,大多数湖泊的富营养化都有加重。故对湖泊富营养化的防治已成为当务之急。
富营养化治理中的恶疾
一是周期长,费用高,治理成效不睬想。富营养化湖泊的治理不是在短时间内就能够够取得成效的。物理方式治理需要的本钱通常很高,需要大笔资金的投入,一些经济不发达的地域对这笔开支是不能经受的,确实是经济发达地域进行大规模湖泊物理治理,也是一项不小的负担。化学方式尽管能在短时间内迅速操纵湖面的水华现象,但沉淀到湖底的藻类仍然会在条件适宜的时候再度暴发,而且化学药剂的利用会对湖泊造成二次污染。
生物治理成效相关于以上2种方式要好,但需要的周期要长一些,同时,生物治理也要考虑生物种群对地理环境的适应,生物入侵对湖泊生态等情形的阻碍。
二是相关治理技术功效的运用不具有普效性,治理技术的开发还有待进一步深化。对湖泊富营养化治理的方式尽管很多,也具有必然的成效,但并非代表这些方式具有普遍的普效性。
三是相关学科交叉但综合成效不明显,现有学科的交叉仅是片面的学科综合。在对湖泊富营养化形成机理方面有许多提法,不同窗者依照不同的知识背景对湖泊富营养化的形成缘故进行了说明,这些说明也符合湖泊富营养化发生所需要的条件和现象,如物理方面的缘故有水流速度,水互换速度,气温,湖泊水流。生物学方面的缘故有藻类对营养盐的吸收,鱼类的下行效应,生态系统内能流的转变等。这些对湖泊富营养化的说明能解决现实中的大多数问题,但就富营养化形成和操纵机理本质而言,这些说明仍然不够充分,分析其缘故可能与这些学科多从自身的角度来对富营养化进行说明有关。学科间的交叉仅是简单的重叠,没有形成一个完善的、系统的理论体系。
四是理论功效在小范围内的研究相当深切,但其他领域的研究还有待开拓和深化。湖泊富营养化形成是一个复杂的进程,涉及到的因素有许多,此刻从藻类对营养利用的竞争优势,湖泊分层与混匀对营养输送的阻碍,湖泊水生态系统内部的上行效应、下行效应等方面的研究取得相当大的成功,而且对这些方面的研究也相当的深切了,但造成富营养形成的其他方面的缘故还有待人们去探讨和开拓,因为富营养化的形成不是自然环境中的一、两个因素造成的,还有别的领域需要去探讨。对这些领域的研究要对其在整个进程中的权重、机理的阻碍进行分析,从而形成一个完整的说明体系。
治本需多学科融合
应将湖泊作为一个有机体来对待,幸免用简单修复的方式来治理富营养化。
注意湖泊生态系统中结构与功能的关系,结构+结构的不同组合能够形成不同的功能。
对湖水中存在的化学元素如氮、磷的分析应进一步深化,可从磷在水体中形成的新的化合物来研究富营养化的成因,也可分析是不是存在其他的限制因子,或是不是存在各限制因子的综合作用。
比较同一治理方式在不同地域有的成功而有的失败的缘故,说明在治理进程中只把握住了部份的缘故,在湖泊环境中其他条件具有时便取得了成功,也确实是没有把握住全数的必要条件。在以后的研究中能够从不同中寻觅缺失的必要条件。
增强湖泊治理的多学科融合,能够从不同的学科领域或不同窗科的综合来治理湖泊,注重社会因子在湖泊治理中的作用。
篇八:湖泊富营养化与治理
《湖泊富营养化治理》复习题
1简述我国淡水资源现状我国淡水资源总量虽达2.8×1012m3,在世界各国排名第六位,但人均占有水
量只有约2500m3,不与世界人均占有量的1/4,排名第88位。我国是贫水国家,不仅水资源匮乏,而且污染非常严重,这就造成了水资源的结构性短缺。2什么叫湖泊富营养化
富营养化主要是指N、P等营养盐类含量增加使湖泊、水库藻类数量和生物量增加的一种过程和现象。传统的富营养化定义是植物无机营养盐类输入,水体中浓度过高,促使藻类产量增加,水体缺氧。Cooke等将此定义作如下修改,即富营养化是过量的营养物质、有机物质和淤泥输入,从而导致湖泊、水库生物产量增加而体积缩小的过程。3我国湖泊富营养化状况
按照国际标准,N达到0.2mg/L、P达到0.02mg/L即为富营养化。而我国很多湖泊的N达到1-5mg/L、P超过0.2mg/L,是国际标准的10倍或者50倍。4湖泊富营养化有哪些危害
湖泊富营养化造成的危害日趋严重,主要表现为:1)藻类水华2)水生植物的生长3)缺氧4)物种的改变5)硝酸盐浓度的提高6)与水相关的疾病发病率增加7)对鱼类资源的影响5湖泊富营养化治理的三部曲
湖泊富营养化治理通常采取三步曲的战略,即控制污染源(内源和外源)、恢复生态和水华控制以与实施流域管理。其中水生高等植物往往是恢复生态和水华控制的主要内容。6水生植物在湖泊修复中的作用
水生植被恢复是湖泊生态修复的重要内容,也是总体治理效果的最后实现过程。水生植被的恢复不仅具有吸收净化功能、促淤防蚀澄清水质功能和抑制蓝藻功能,还可以为其它生物提供特殊生态环境,从而形成稳定的良性生态系统。7何谓水域生态修复的“三圈”理论?
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在湖泊生态修复中,应着重对浅水区的水生植物带,水陆交错的湖滨带和侵蚀区的陆生生态带进行生态修复。8富营养化的评价指标
影响水体富营养化的因素很多,有自然因素和人为因素。按性质可分为物理、化学和生物三大类。
物理指标包括温度,色度,透明度,照度,辐射,平均深度,面积和水的停留时间等。
化学指标包括溶解氧,二氧化碳,氮,磷,BOD和COD等。生物指标包括藻类种类组成,密度,生物量(叶绿素a),多样性指数以与浮游动物、底栖动物种类、数量和生物量等。其中磷和叶绿素是评价水体富营养化最主要的指标。9富营养化的评价标准评价湖泊水质标准有生态学标准和人类使用的标准。生态学标准是指湖泊生态系统达到自我维持和系统的稳定性,具有抵抗外部压力的能力。系统的生产量和呼吸量应大致平衡,具有比较复杂的食物网以减少某些种类的过度生长和野生种群数量的激烈波动。一般由本地物种组成的系统可以达到上述最佳状态。但是,湖泊生态系统结构功能十分复杂。理想的生态学水质目标不容易达到。大部分湖泊恢复工程是解决某些特殊的问题,如消除某些讨厌的生物、过量的化学物质或不良的物理状况,使湖泊比较适合于人类利用的目的。因此,评价湖泊的营养状况或湖泊恢复是否成功主要根据人类使用的标准,如是否符合渔业水质标准等。常用的评价指标有水的透明度、磷含量和叶绿素a浓度等水质的基本特征。一般按贫营养、中营养和富营养三个等级划分。10富营养化的评价和预测方法评价和预测湖泊营养状况常用的简单方法有:1单因子法(总磷、叶绿素、凯氏氮、透明度、导电率与N/P比率),2营养物质负荷法,3营养状况指数法,
2
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.
主4成分分析法,5评分法,6浮游植物群落产量和群落结构法等。以下介绍几
种简单的预测模型和评分法。
11营养状况指数法----TSI
Carlson主要根据夏季的样品建立叶绿素a与透明度、叶绿素a与总磷和透
明度与总磷之间的关系式:
,,。式中:
Chl为叶绿素a浓度mg/m3,TP为总磷浓度mg/m3,SD萨氏盘透明度m
Carlson根据透明度、总磷和叶绿素三种指标发展一种简单的营养状况指数
-----TSI评价湖泊富营养化的方法。计算式如下:
TSI=60-14.41InSD(m)
,
TSI=9.81InChl(mg/m3)+30.6
,
TSI=14.42InTP(mg/m3)+4.15
12多参数营养状况指数法
上述Carlson1977年提出的营养状况指数(TSI)是根据总磷、叶绿素和透
明度三种参数中的某一单项参数计算营养状况指数。分别计算三种单参数的营养
状况指数,其均值即为多参数营养状况指数MTSI:
MTSI=[STSI(TP)+STSI(Chl)+STSI(SD)]/3,
STSI(TP)=7.67f(TP)+7.21,
STSI(Chl)=3.05f(Chl)+0.95
STSI(SD)=4.82f(SD)
13综合评价法
综合评估法是根据与湖泊营养状况有关的多种指标进行综合评估的方法。选
择的指标包括总磷,总氮,透明度,BOD,叶绿素a,细菌总数,浮游植物生物量
和数量,浮游生物量和数量共10个。评价程序是首先确定不同等级营养状况各
种指标的变化范围,按正态分布建立各个指标的隶属函数,然后利用监测值建立
各种指标的分布函数,再应用模糊数学中的贴和度原则对湖泊进行评价。
14点污染源是指有相对产生范围或位置并有固定排放点的污染源,它的特点是污
染物排放地点固定,所排放污染物的种类、特性、浓度和排放时间相对稳定。由
..
于污染物集中在很小的范围内高强度排放,故对局部水域影响较大。对湖泊水环境造成影响的点污染源主要有两类——工业废水和生活污水。15非点源污染源
非点源污染源是相对于点源而言的,除工业废水、生活污水等具有固定排放口的污染源以外,其他的各类污染源均统称为非点源也称为面源。根据入湖途径不同,湖泊非点源可划分为直接入湖非点源与经由流域地表间接入湖非点源两大类。16非点源污染特征
晴天积累、雨天排放、没有固定发生源的最基本特征,除此以外,农村非点源还具有以下特点。1)污染物的性质与负荷受气候、下垫面以与人类活动方式与强度等多种因素影响,具有区域性;2)受气候影响,污染物的行为在失控上不连续和不确定,随机性很强,但是年内第一场暴雨是最重要的;3)非点源的监测、定量化、管理以与污染控制都比较复杂。17生态工程设计原理
篇九:湖泊富营养化与治理
湖泊富营养化治理与生态健康
湖泊富营养化的危害富营养化指湖泊、水库、缓慢流动的河流和某些近海水
体中营养物质(一般指氮和磷的化合物)过量从而引发水体植物(如藻类及大型植物)的大量生长。由于藻类在与水生植物竞争营养盐上有优势,当湖泊水体营养盐过量后,藻类滋长,根生或浮游生物大量生长。造成对湖泊水体正常功能的危害。例如致使饮用水臭味和水色的转变。大量浮游植物或浅水根生植物的生长繁衍,可能致使湖泊沼泽化,容积大幅度减少;植物的分解消耗大量溶解氧,释放大量溶解性有机物,致使水质急剧恶化。藻类在代谢死亡进程中能够释放各类藻毒素,具有比较强的毒理作用,危及整个湖泊生态系统。
通常,湖泊、海湾富营养化的限制性物质是氮和磷,所以用氮和磷作为富营养化的指标是有效的。实验表明,随着水中氮肥、磷的增加,藻类的繁衍量也在增加,而且有线性关系。其结果是引发水质恶化、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。
按照我国对37个主要湖泊的调查资料,和国内外评价湖泊富营养化的经验制定的指标,37个湖泊的富营养状况,
具有中营养和富营养型的占55.8%,富营养型占14.7%,重富营养型的占8.8%。其中,富营养型和重富营养型的湖泊在国民经济中的地位十分重要,这是由于它们往往处于文化、经济中心城市,如XX西湖、武汉东湖都是我国著名风光城市内湖。特别值得重视的是,近十几年来,我国湖泊富营养化的趋势发展很快,到本世纪末,大多数湖泊的富营养化都有加重。故对湖泊富营养化的防治已成为当务之急。
富营养化治理中的恶疾一是周期长,费用高,治理效果不睬想。富营养化湖泊的治理不是在短时间内就可以够取得成效的。物理方式治理需要的本钱通常很高,需要大笔资金的投入,一些经济不发达的地域对这笔开支是不能经受的,就是经济发达地域进行大规模湖泊物理治理,也是一项不小的负担。化学方式虽然能在短时间内迅速控制湖面的水华现象,但沉淀到湖底的藻类仍然会在条件适宜的时候再度暴发,而且化学药剂的利用会对湖泊造成二次污染。生物治理效果相对于以上2种方式要好,但需要的周期要长一些,同时,生物治理也要考虑生物种群对地理环境的适应,生物入侵对湖泊生态等情况的影响。二是相关治理技术功效的运用不具有普效性,治理技术的开发还有待进一步深化。对湖泊富营养化治理的方式虽然很多,也具有必然的成效,但并非代表这些方式具有普遍的
普效性。三是相关学科交叉但综合效果不明显,现有学科的交叉
仅是片面的学科综合。在对湖泊富营养化形成机理方面有许多提法,不同窗者按照不同的知识背景对湖泊富营养化的形成原因进行了解释,这些解释也符合湖泊富营养化发生所需要的条件和现象,如物理方面的原因有水流速度,水互换速度,气温,湖泊水流。生物学方面的原因有藻类对营养盐的吸收,鱼类的下行效应,生态系统内能流的转变等。这些对湖泊富营养化的解释能解决现实中的大多数问题,但就富营养化形成和控制机理本质而言,这些解释仍然不够充分,分析其原因可能与这些学科多从自身的角度来对富营养化进行解释有关。学科间的交叉仅是简单的重叠,没有形成一个完善的、系统的理论体系。
四是理论功效在小范围内的研究相当深切,但其他领域的研究还有待开拓和深化。湖泊富营养化形成是一个复杂的进程,涉及到的因素有许多,此刻从藻类对营养利用的竞争优势,湖泊分层与混匀对营养输送的影响,湖泊水生态系统内部的上行效应、下行效应等方面的研究取得相当大的成功,而且对这些方面的研究也相当的深切了,但造成富营养形成的其他方面的原因还有待人们去探索和开拓,因为富营养化的形成不是自然环境中的一、两个因素造成的,还有别的领域需要去探索。对这些领域的研究要对其在整个进程中
的权重、机理的影响进行分析,从而形成一个完整的解释体系。
治本需多学科融合应将湖泊作为一个有机体来对待,避免用简单修复的方式来治理富营养化。注意湖泊生态系统中结构与功能的关系,结构+结构的不同组合可以形成不同的功能。对湖水中存在的化学元素如氮、磷的分析应进一步深化,可从磷在水体中形成的新的化合物来研究富营养化的成因,也可分析是不是存在其他的限制因子,或是不是存在各限制因子的综合作用。比较同一治理方式在不同地域有的成功而有的失败的原因,说明在治理进程中只把握住了部份的原因,在湖泊环境中其他条件具有时便取得了成功,也就是没有把握住全数的必要条件。在以后的研究中可以从不同中寻觅缺失的必要条件。增强湖泊治理的多学科融合,可以从不同的学科领域或不同窗科的综合来治理湖泊,注重社会因子在湖泊治理中的作用。
篇十:湖泊富营养化与治理
如何治理湖泊富营养化问题?湖泊不仅具有洪涝调蓄库、淡水资源库、生物多样性的繁衍库和交通运输、发电、水产养殖以及景观旅游的功能,还具有调节区域气候、记录区域环境变化、维持区域生态系统平衡的特殊功能。然而,随着社会的不断发展,工业、农业和生活污水大量排放入湖泊,造成湖泊富营养化日益严重,给湖区经济建设、社会发展、人民健康和生活水平的提高带来严重影响。富营养化是指水体接纳过量的氮、磷等营养性物质,使水体中藻类以及其他水生生物异常过度繁殖,水体透明度和溶解氧下降,造成水质恶化,使水域生态和水功能受到阻碍和破坏,严重的甚至发生水华,给水资源的利用造成破坏,给湖泊水环境及其生态系统带来严重后果的过程。湖泊富营养化过程的初始阶段,湖体中营养盐比较少,溶解氧丰富,生物生产力水平低,湖泊呈现贫营养型特征。随着时间的推移,自外部进入湖中的营养盐类逐渐积聚,湖水中营养物质增多,湖泊生物生产能力提高,生物量增加,水中溶解氧含量下降,水色发暗,透明度降低,水生生物种群组成逐步由适合富营养状态下的种群所代替,湖泊相应由贫营养型发展为中营养型,进而演变为富营养型。氮、磷来源: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。(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,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。另一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。治理湖泊富营养化的对策:湖泊富营养化发生的主要原因是外界环境输入到湖泊的营养物质过量,营养物质在湖泊中累积。因此,最根本的控制措施是减少湖泊营养负荷的输入量,即通过控制湖泊的外源负荷和内源负荷的量来实现。(1)控制外源性营养物质输入:绝大多数水体富营养化都是由外界输入的营养物质富集造成的。如果减少或截断外部输入的营养物质,将使水体失去营养物质富集的可能性,从长远来看,这也是从根本上控制水体富营养化的有效途径。控制外源性营养物质可以采取以下措施:a制定和完善水环境方面的法律法规b根据湖泊水环境容量实施总量控制
c实施截污工程或引排污染源,截断向水体排放营养物质的污染源d发展生态农业,减小农业的面源污染e大力发展并推广具有除磷脱氮功能的废水生物处理新技术f行政性控制对策,限制含磷洗涤剂在湖区的使用(2)内源性营养盐的控制:内源性营养盐主要指湖水以及底泥中含有的营养盐,湖泊底泥中所含的营养盐可能成为富营养化的主导因素。在一定条件下,底泥中的营养盐会释放出来,湖泊仍然可能会发生富营养化。降低内源性营养物质的负荷,有效地控制湖泊水体内部N、P的富集。根据不同的污染情况,采用不同的方法和措施,目前主要有以下3类:a物理工程性措施:这类措施主要有底泥疏浚、水体深层曝气、机械除藻等。发生了富营养化的湖泊,底泥释放P是重要的内源性污染源,目前最直接和有效的方法是底泥疏浚。我国的滇池就采用了这一方法,但成本很高。深层曝气,要定期或不定期地采取人工湖底深层曝气来补充氧,使水与底泥界面之间不出现厌氧层,经常保持有氧状态,有利于抑制底泥P的释放,并改善水质。此外,在有条件的地方,用含N、P浓度低的水注入湖泊,可起到稀释营养物质浓度的作用,这对控制水华现象,提高水体透明度有一定作用,但营养物绝对量并未减少,不能从根本上解决问题。b化学方法:这类方法包括凝聚沉降和化学药剂杀藻等。投加化学试剂可使营养物质生成沉淀而沉降,如加入石灰脱N、加入铁盐促进P的沉淀等。使用化学杀藻剂杀藻效果较好,但会受时效、水域、水体流动性的局限,而且藻类被杀死后,水藻腐烂分解仍旧会释放出P,易造成二次污染,尤其是大规模人工合成物的使用可能会给环境带来负面影响,应慎重使用。因此,研制高效、广谱、持久、低毒的杀藻剂是富营养化治理工作的主要课题之一。c生物-生态性措施:生物-生态性措施是利用水生生物的生命活动,对水中N、P营养物及其他污染物进行迁移转化、降解和代谢,从而使水体得到净化的方法。主要通过放养控藻型生物、构建人工湿地、恢复高等水生陆生植物等重建水生生态环境,使水体恢复其应有的功能。其实质是按照仿生学原理和自然规律,强化自然界本身的恢复与自净能力,最终达到去污目的。这是人与自然可持续发展的治污思路和技术路线的一大创新。
篇十一:湖泊富营养化与治理
P> 湖泊富营养化治理的思路是什么?说明生物操纵的原理和类型、在湖泊富营养化治理中的作用,以及如何实施。Ⅰ湖泊富营养化治理的思路富营养化即营养过剩,水体由于接纳过多的氮、磷等营养性物质,导致水生生态系统初级生产力和藻类生物的异常繁殖。水体富营养化可以是由诸多物理因素(温度和光)、化学因素(氮、磷、有机质、钙、铁、pH、溶解氧和二氧化碳等)和生物变量共同作用的结果,而氮磷营养盐通常被认为是最重要的因素。调控湖泊富营养化根本上是要解决水体的氮、磷等营养盐含量过高的问题,通常可采取以下措施:首先对湖泊的外源污染进行控制,主要任务是控制排人湖泊中的污染物浓度,减少或截断外部输人的营养物质;其次是对湖泊内源污染负荷的治理,治理的方法和措施主要有物理方法、化学方法和生物方法等。物理方法包括机械除藻,底泥疏浚、人工曝气等方法.物理方法由于不会带来污染物也不会导致生物人侵,因而是相对较为安全的方法,但也普遍存在能耗较大、运行成本高等缺点。化学方法包括添加化学药剂杀藻和凝聚沉降等。使用化学药剂杀藻收效快,但持续时间短且易造成二次污染,可能会给生态环境带来负面影响,所以只作为一种应急措施使用。利用生物净化技术具有经济方便、能耗低的特点,且收效显著、环保效益好,因此越来越受到人们的重视。Ⅱ生物操纵的原理和类型1975年,Shapiro等提出了新的恢复方法——生物操纵,即通过去除食浮游生物者或添加食鱼动物降低浮游生物食性鱼的数量,使浮游动物的生物量增加和体型增大,从而提高浮游动物对浮游植物的摄食效率,降低浮游植物的数量。这种方法也被称作食物网操纵。此后,生物操纵理论有了新的发展。1985年,一种综合了生态系统是由营养物质和高级捕食者共同调节的观点产生了,这就是Carpenter等提出的营养级联反应。其主要观点是某一营养级的生产力由其捕食者的生物量限定;食物网顶端生物种群的变化,通过体型大小的选择性捕食,在营养级中自上向下传递,对初级生产力产生较大影响。1986年,Mcqueen等提出了上行/下行理论,这个理论预测,营养物质决定最大可达生物量,但是实际上的生物量取决于上行/下行的共同影响。与营养级联反应相比较,上行/下行理论预测富营养化水体中,鱼类对藻类影响不大,因此系统主要由上行理论控制;鱼类只有在低生产力(贫营养)系统中,才对藻类种群的发展起重要作用。下行作用在食物网顶部最强,由上向下逐渐减弱;上行作用在食物网底部最强,由下向上逐渐减弱。生物操纵、营养级联反应和上行/下行理论虽然在概念的表述上存在差异,其实并无本质的区别,都是以浮游动物为调控的主要因子,以控制肉食性鱼类或浮游生物食性鱼类为主要手段的理论,可以将其看做为同一理论体系。Ⅲ生物操纵理论的应用(1)控制肉食性鱼类或浮游生物食性鱼类经典的生物操纵理论、营养级联反应、上行/下行理论,具体应用时多用化学方法毒杀、选择性网捕、电捕、垂钓等方法来减少50%~100%的浮游生物食性鱼类或者高密度放养肉食性鱼类来减少浮游生物食性鱼类,促进大型浮游动物和底栖食性鱼类的发展。研究表明,通过去除浮游生物食性鱼类(鲤科鱼类)的50-80%,使肉食性鱼类与浮游生物食性鱼类比率为12-40%时,对污染湖泊进行的治理效果最好。(2)放养滤食性鱼类非经典生物操纵理论认为直接投加滤食性鱼类也能起到很好的效果。因为滤食性鱼类不仅滤食浮游动物,有的也能滤食浮游植物。谢平等在对武汉东湖的围隔实验表明,滤食性鱼类鲢、鳙鱼对微囊藻的水华有强烈的控制作用,同时也滤食了不少的如桡足类、枝角类等大型浮游甲壳动物。目前,这项研究成果已在滇池、巢湖水污染治理中得到应用。(3)引种大型沉水植物根据交替稳定态概念,在浅水湖泊中,大型沉水植物的应用越来越广泛。有经验表明很多浅湖处于清水阶段,是由于其中沉水植物为主要初级生产者。Sheffer等利用了这个理论并应用于研究,发现沉水植物对于湖泊修复的发展非常重要。研究表明,通过合理的生物操纵,重建大型沉水植物,利用植物及其微生物与环境之间的相互作用,通过物理吸附、吸收和分解等作用,能够建立有效的浮游动物种群,从而控制浮游植物的过量生长,净化水体。(4)直接投加浮游动物通过浮游动物的摄食(下行作用),可以达到直接控制浮游植物的目的。研究者针对不同的湖泊生态特征,筛选可控制优势种藻类的浮游动物直接投加。在爱沙尼亚的轮藻支配的浅水Prossa湖里,5月下旬出现了水华之后,浮游植物生物量就保持在非常低的水平。在六月中旬以前透明度已经增加到2.6m。推测是由于浮游动物的摄食减少了可食用浮游植物(<31μm)的生物量,从而使整个夏天和秋天湖水保持清澈。大量研究表明,生物操纵的结果存在很大差异性。各营养级上的生物种群的组成和丰度不同,营养级间的作用存在削弱现象,浮游植物可朝大型不可食的蓝藻发展,而且水体浊度大、溶氧低的条件下,动物种类难以生存,各个湖泊的营养状况不同,在一个湖泊成功的生物操纵方法,不一定适用于另一个湖泊等等诸如此类的难题,可影响生物操纵的作用。因此不同湖泊应根据自己的特性采取不同的组合技术并重点采取一种措施,以期达到治理效果。
篇十二:湖泊富营养化与治理
P> 我国湖泊富营养化治理历程及策略摘要:湖泊富营养化已成为治疗研究中的技术问题。如果处理不当,水体中过多的营养物质将使许多植物生长并损害水体。对于水生生态系统,在分析管理技术时,根据表达形式从物理学,化学和生物学等主题入手,比较和选择最佳治疗方法,选择最佳治疗方法,并尽可能少地使用资源,尝试获得最佳的治理效果。基于湖泊富营养化的特点和危害,本文重点分析了湖泊富营养化的处理技术。
关键词:湖泊;富营养化;治理历程
鉴于我国目前对湖泊富营养化的管理状况,治理方法仍在调整中。他们逐渐改变研究和诊断,污染源处理等。这将是一个全面的物理,化学和生物学问题。已经定义了开发绿色集水区的主要要求,并定义了几种新类型。技术流程的应用产生了许多后果。湖泊的富营养化导致水域野生植物的生长,从而影响了水生生态系统的平衡。在分析治疗方法时,有必要深入讨论各种缺点,并针对实际情况选择最佳治疗方法。湖泊流域可持续发展的新模式扩大了更广泛的处理方法的影响。
一、我国湖泊保护治理历程
作为一种社会特征,由于我国正处于经济社会快速发展的阶段,我国湖泊和沼泽的富营养化也具有经济社会快速发展和环境的鲜明特征。防护措施和设备相对欠发达,两者之间的对比是非同寻常的。例如,长江中下游发展历史悠久,人类活动活跃。云贵高原湖泊主要由破碎的沉积物组成,典型水坝地区的经济特征与小水坝地区的人与土地之间的差异非常明显。快速的城市化和农业及其他工业的迅速发展加剧了长江中下游地区和云南高原的湖泊水污染和富营养化问题。
自1970年代以来,我国一直致力于湖泊的养护和管理。它经历了四个阶段。从“第六个五年计划”到“第七个五年计划”的时期。从“八五”到“九五”期间,重点关注杭州西湖,南京玄武湖等小湖,探讨了湖泊富集管理的问题。:太湖,迪尼奇湖,宣武湖等。技术研究,技术示范,河流水污染的应用和富营养
化控制等。开创性的工作是“一湖三国”的工程原理和方法。为了管理污染源和污染控制,从2000年到2010年,根据技术思想,主要的控制措施是源头控制和生态恢复,源头控制,河流管理,生态恢复。自2010年以来,这是流域综合管理阶段,用于山区、水域、森林、农业和湖泊的综合保护,同时具有保护重点和全面流域管理的技术重点。
经过多年的努力,一些湖泊和湿地的水生环境质量有所改善,但我国水污染和湖泊富营养化的总体状况仍然很重要。一方面,它与我国的资源特征有关,例如供水,人口和工业。例如,在金海-西藏高原、罗斯高原、熔岩和沙漠地区、生态环境是相同的。人类活动和经济及社会发展相对集中的东部地区,人口稠密,水系统和河网复杂,发展历史悠久,而人类活动对水生环境却极具破坏性。另一方面,经过40年的改革开放,我国在发达国家已发展了近100年。此外,我国环境基础设施的发展相对缓慢,污染水平高于环境管理水平,因此,我国水污染物的总排放量现已超过水环境的容量。在可预见的未来,经济和人口将继续增长,这肯定会给流域带来持续的压力,我国的水环境将继续面临重大挑战。
但是,我国目前的水环境解决方案似乎不足以支持流域水质的改善。废物处理标准存在问题。当前的废物处理标准允许许多公司发布这样的标准,但是水污染的实际情况正在增加。目前,我国的废水和废水标准与水生环境“高密度”的当前特征(特别是流域城市的能力)无关。此外,这还与违规成本低和缺乏激励机制有关。其次,废物管理的效率仍然远远落后于发达国家。我国的污水处理厂建设和运行监管薄弱,管道较差,没有污水处理厂,污泥清除仍有很大的改善空间。第三,全面污染控制系统,质量目标与环境监测之间的脱节,总量与浓度控制之间的中断,水污染控制与生态节水之间的中断以及行政区的中断。河流地区水污染的分区和管理。承载力验证和分配缺乏满足污染物排放标准和地表水水质标准的技术方法。
二、湖泊富营养化原因
2.1化学原因
造成湖泊富营养化的主要元素是磷、氮、碳、微量元素和维生素。当每种元素的含量达到一定限度时,就会引起水体富营养化。根据生态原理的分析,可以确定湖水中的碳含量较低。这限制了水生植物的生长和繁殖率,并可能平衡了生态系统中物种的数量。人类活动中,越来越多的外来养分正慢慢进入湖水。在很短的时间内,湖中的盐分会随着盐分的增加而增加,从而打破了藻类生长的界限,并在孵化后引起了富营养化问题。它分析了水体中的氮和磷等污染源,例如农业肥料,农业溢出物,池塘和河流中的过度施肥,池塘和尿液,生活废水,工业废水和大气尘埃。湖泊富营养化的特点是管理难度高。湖泊内外的大量污染物提高了水体的pH值,创造了适合藻类生长和繁殖的条件,同时,藻类的生长进一步提高了水的pH值。
2.2生物原因
浮游生物、水生动植物、微生物和水下外部环境是保持稳定的水生生态系统。在这个生态系统中,流程决定了系统的协调和平衡。如果养分循环存在问题,超过某些限制会破坏系统,增加水体的浊度并降低光能。尽管藻类可用于水生植物的光合作用,但在这些条件下,藻类具有很大的优势,并成为整个系统中的优势种群。它们繁殖迅速,打破了水生食物链的循环。藻类的过度生长导致湖泊群落组成的变化和水系统的变化,这决定了富营养化对湖泊系统的影响。同时,鱼群也是控制水系统平衡的重要因素。鱼类可以通过对整个食物链产生重大影响的进食行为来控制系统中的生物数量。鱼的释放和释放还加速了水体中营养物质的循环,增加了内在负荷。通过吞入下面的土壤表面,它会捕集湖泊沉积物并引起浑浊。水体生长并影响水生植物的正常光合作用。
2.3物理原因
影响藻类在水中生长的主要因素是光照和温度,藻类可以被视为温度适中的微生物,在炎热的夏天,没有足够的空气和阳光,它们会大量繁殖。同时,在适当的光照和温度下,即使水体中没有过多的氮,磷和养分,大量的再生也可以使水体富营养化。另外,如果光线和温度条件不合适,即使水中的氮,磷和营养成分很高,藻类也不会过度生长。此外,流体动力学过程对营养物质向沉积物中的
释放,减缓沉积速率以及湖泊的重吸收,收集不当,地下水资源的滥用以及周围水土的侵蚀具有深远的影响。
三、改善湖泊富营养化情况的措施
3.1农业生產污染源的处理
由于农业资源的相对复杂性,对农业资源的处理仍在研究中,缺乏成熟的经验和更多的示范。尽管没有有效的措施,但大湖区的个别单位也由于超越而采取了一系列措施,湖区的富营养化已有一定程度的发展。
3.2太阳能曝气系统
太阳能曝气系统可实现地下水与地表水之间的交换,改善湖泊的水动力,并使层流离开地表水而产生,扩散并增加水体的覆盖范围。在可以增加表面张力的水域。界面处的氧气浓度升高后,它会通过置换移至较低的水区域,并逐渐增加水区域中的总溶解氧浓度。然后进行植物的光合作用,呼吸作用,同化和解离作用,以及微生物的硝化和反硝化作用。它促进了水体中的动态平衡,不断去除了水体中所含的污染物,并减少了下游的连续分解量。
结束语
当前,我国湖泊的富营养化普遍严重,湖泊是一个相对复杂的水系。富营养化的产生不仅与氮和磷废物的清除有关,而且还取决于湖泊的生态。因此,在计划改善湖泊富营养化时,有必要科学地整合每个湖泊的地质和气候特征,以识别湖泊流域的具体污染源,.做好相应的准备,制定合理的湖泊富营养化治理方案。
参考文献
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3.王圣瑞,倪兆奎,席海燕.我国湖泊富营养化治理历程及策略[J].环境保护,2016,44(18):15-19.
篇十三:湖泊富营养化与治理
P> 《湖泊富营养化治理》复习题1简述我国淡水资源现状我国淡水资源总量虽达2.8×1012m3,在世界各国排名第六位,但人均占有水
量只有约2500m3,不及世界人均占有量的1/4,排名第88位。我国是贫水国家,不仅水资源匮乏,而且污染非常严重,这就造成了水资源的结构性短缺。2什么叫湖泊富营养化
富营养化主要是指N、P等营养盐类含量增加使湖泊、水库藻类数量和生物量增加的一种过程和现象。传统的富营养化定义是植物无机营养盐类输入,水体中浓度过高,促使藻类产量增加,水体缺氧。Cooke等将此定义作如下修改,即富营养化是过量的营养物质、有机物质和淤泥输入,从而导致湖泊、水库生物产量增加而体积缩小的过程。3我国湖泊富营养化状况
按照国际标准,N达到、P达到即为富营养化。而我国很多湖泊的N达到1-5mg/L、P超过,是国际标准的10倍或者50倍。4湖泊富营养化有哪些危害
湖泊富营养化造成的危害日趋严重,主要表现为:1)藻类水华2)水生植物的生长3)缺氧4)物种的改变5)硝酸盐浓度的提高6)与水相关的疾病发病率增加7)对鱼类资源的影响5湖泊富营养化治理的三部曲
湖泊富营养化治理通常采取三步曲的战略,即控制污染源(内源和外源)、恢复生态和水华控制以及实施流域管理。其中水生高等植物往往是恢复生态和水华控制的主要内容。6水生植物在湖泊修复中的作用
水生植被恢复是湖泊生态修复的重要内容,也是总体治理效果的最后实现过程。水生植被的恢复不仅具有吸收净化功能、促淤防蚀澄清水质功能和抑制蓝藻功能,还可以为其它生物提供特殊生态环境,从而形成稳定的良性生态系统。7何谓水域生态修复的“三圈”理论?
在湖泊生态修复中,应着重对浅水区的水生植物带,水陆交错的湖滨带和侵蚀区的陆生生态带进行生态修复。8富营养化的评价指标
影响水体富营养化的因素很多,有自然因素和人为因素。按性质可分为物理、化学和生物三大类。
物理指标包括温度,色度,透明度,照度,辐射,平均深度,面积和水的停留时间等。
化学指标包括溶解氧,二氧化碳,氮,磷,BOD和COD等。生物指标包括藻类种类组成,密度,生物量(叶绿素a),多样性指数以及浮游动物、底栖动物种类、数量和生物量等。其中磷和叶绿素是评价水体富营养化最主要的指标。9富营养化的评价标准评价湖泊水质标准有生态学标准和人类使用的标准。生态学标准是指湖泊生态系统达到自我维持和系统的稳定性,具有抵抗外部压力的能力。系统的生产量和呼吸量应大致平衡,具有比较复杂的食物网以减少某些种类的过度生长和野生种群数量的激烈波动。一般由本地物种组成的系统可以达到上述最佳状态。但是,湖泊生态系统结构功能十分复杂。理想的生态学水质目标不容易达到。大部分湖泊恢复工程是解决某些特殊的问题,如消除某些讨厌的生物、过量的化学物质或不良的物理状况,使湖泊比较适合于人类利用的目的。因此,评价湖泊的营养状况或湖泊恢复是否成功主要根据人类使用的标准,如是否符合渔业水质标准等。常用的评价指标有水的透明度、磷含量和叶绿素a浓度等水质的基本特征。一般按贫营养、中营养和富营养三个等级划分。10富营养化的评价和预测方法评价和预测湖泊营养状况常用的简单方法有:1单因子法(总磷、叶绿素、凯氏氮、透明度、导电率及N/P比率),2营养物质负荷法,3营养状况指数法,主4成分分析法,5评分法,6浮游植物群落产量和群落结构法等。以下介绍几
种简单的预测模型和评分法。11营养状况指数法----TSI
Carlson主要根据夏季的样品建立叶绿素a与透明度、叶绿素a与总磷和透明度与总磷之间的关系式:,,。式中:Chl为叶绿素a浓度mg/m3,TP为总磷浓度mg/m3,SD萨氏盘透明度m
Carlson根据透明度、总磷和叶绿素三种指标发展一种简单的营养状况指数-----TSI评价湖泊富营养化的方法。计算式如下:
TSI=60-14.41InSD(m),TSI=9.81InChl(mg/m3,TSI=14.42InTP(mg/m312多参数营养状况指数法
上述Carlson1977年提出的营养状况指数(TSI)是根据总磷、叶绿素和透明度三种参数中的某一单项参数计算营养状况指数。分别计算三种单参数的营养状况指数,其均值即为多参数营养状况指数MTSI:MTSI=[STSI(TP)+STSI(Chl)+STSI(SD)]/3,STSI(TP)=,STSI(Chl)=STSI(SD)=(SD)13综合评价法
综合评估法是根据与湖泊营养状况有关的多种指标进行综合评估的方法。选择的指标包括总磷,总氮,透明度,BOD,叶绿素a,细菌总数,浮游植物生物量和数量,浮游生物量和数量共10个。评价程序是首先确定不同等级营养状况各种指标的变化范围,按正态分布建立各个指标的隶属函数,然后利用监测值建立各种指标的分布函数,再应用模糊数学中的贴和度原则对湖泊进行评价。14点污染源是指有相对产生范围或位置并有固定排放点的污染源,它的特点是污染物排放地点固定,所排放污染物的种类、特性、浓度和排放时间相对稳定。由于污染物集中在很小的范围内高强度排放,故对局部水域影响较大。对湖泊水环境造成影响的点污染源主要有两类——工业废水和生活污水。15非点源污染源
非点源污染源是相对于点源而言的,除工业废水、生活污水等具有固定排放口的污染源以外,其他的各类污染源均统称为非点源也称为面源。根据入湖途径不同,湖泊非点源可划分为直接入湖非点源与经由流域地表间接入湖非点源两大类。16非点源污染特征
晴天积累、雨天排放、没有固定发生源的最基本特征,除此以外,农村非点源还具有以下特点。1)污染物的性质与负荷受气候、下垫面以及人类活动方式与强度等多种因素影响,具有区域性;2)受气候影响,污染物的行为在失控上不连续和不确定,随机性很强,但是年内第一场暴雨是最重要的;3)非点源的监测、定量化、管理以及污染控制都比较复杂。17生态工程设计原理
生态工程是根据生态系统中物种共生、物质循环再生等原理设计的多层分级利用的生产工艺。也是一种根据经济生态学原理和系统工程的优化方法而设计的能够使人类社会、自然环境均受益的新型的生产实践模式。费用低、污染少、资源能充分利用是生态工程的最大特点。
18生态工程设计的指导思想如下:①强化第一性生产者,生态学阐明第一性生产者是绿色植物,要发展生产,
振兴经济,改善不良生态环境,必须首先种花种树,增加植被覆盖,从根本上改变旧的、落后的生态系统模式;
②生态环境协调统一,生态学阐明环境适应性原理,根据各地地形,水土资源在三维空间的分布规律与其二者的和谐性,坚持因地制宜,合理配置;
③生态系统总体最优,采用系统工程学中的优化方法,建立线性规划数学模型,确实保证方案总体最优。19湖泊内污染源包括哪些?
湖内污染源指湖内养殖、旅游、船舶、污染底泥以及大气干、湿沉降等与湖
泊直接接触,排放形成的污染物,不经过输移等中间过程而直接进入湖泊(水体)的湖泊污染源。其中大气的干、湿沉降过程在湖泊污染控制中属不可控因子。20湖内网箱养鱼密度确定原则
在我国常见的浅水湖泊(平均水深5m3000kg/ha,面积比为0.4%。这个实验结果与国内外专家的有关研究和网箱负荷力结果接近。鉴于最佳负荷量要小于最大负荷量,以及养鱼生产中网箱不可能完全均匀分布,同时考虑到大水域的污染,建议将实验结果加上25%~35%的安全系数,湖泊网箱养鱼最大负荷应为1850~2250kg/ha左右,相当于网箱面积与湖泊水面面积比为0.24%~0.30%。21马来眼子菜是什么类型的水生植物?
马来眼子菜属于沉水植物和浮叶植物间的过渡类型。22水生植物分为哪几个类群
湿生植物比如河柳、水杉、池杉等,挺水植物如芦苇、茭草、蒲草等;浮叶植物如睡莲、芡实等;沉水植物常见种类以眼子菜科、水鳖科、茨藻科、金鱼藻科植物占优势;漂浮植物常见种类如凤眼莲、喜旱莲子草、水浮莲、槐叶萍、满江红等。23漂浮植物喜肥、耐污,许多种类被用于净化污水和饲料生产。24芦苇的分布水深是多少?
芦苇的分布水深一般不超过1米,在水位季节性波动比较大的湖泊中,挺水植物在短期内甚至可以适应3米以上的水深,但不能忍受长期的淹没。25沉水植物对水深的适应性最强,其生理下限可以达到10~12m。在一般湖泊中,沉水植物的分布受到水下光照条件的严格限制,大部分沉水植物对水下光照条件的最低要求为水面光照强度的5%,其分布下限一般不超过湖水透明度的2.5倍。26为什么沉水植物耐污性比较差?因为沉水植物的茎叶沉没于水下,与湖水充分接触,水质污染不仅会降低湖水的透明度,减弱水下光照;而且污染物附着在植物茎叶表面,直接影响光合作用。27举例说出与沉水植物互利共生的种类28大型水生植物在湖泊生态系统中的功能
1)吸收净化功能;2)促淤防蚀澄清水质功能;3)抑制藻类功能;4)为水生动物提供特殊生态环境5)二次污染问题29湖泊中水生植物与环境的协同演替1)湖泊淤浅过程中的水生植被演替2)湖泊富营养化过程中的水生植被演替30浅水湖泊生态系统的多态理论
浅水湖泊生态系统的多态理论认为,在贫营养阶段,大型水生植物和藻类的生长均受到营养缺乏的严格制约,湖水处在泥沙质浑浊状态,或者称之为“原始混沌状态”。随着营养元素的逐渐积累,就有可能分化出两条演变途径:一条途径是沉水植物的不断发展抑制了浮游藻类,形成的水生植被减弱了风浪强度及其对湖底的冲刷,增强了湖泊的污染自净能力,污染物质可以通过沉积、生物转化、生物同化、生物产品收获等途径离开水体,湖水变清且营养水平上升比较缓慢,这种状态称为“大型植物占优势的清水状态",简称为“草型清水状态",这是一种高度有序状态。另一条途径是浮游藻类的不断增长抑制了沉水植物,沉积物的再悬浮作用比较强烈,增加了湖水的浑浊度;营养盐的生物输出和沉积输出减少,湖水营养水平上升比较迅速,这种状态称为“浮游藻类占优势的浊水状态”,简称为“藻型浊水状态",这是一种无序状态。推动这种两态分化的原动力是外源营养元素的不断输入,形成这种分化的内在生物因素是沉水植物与浮游藻类之间的竞争排斥特性,决定分化方向的内部环境因素是湖泊的物理环境特征,在某些情况下人类的干预有可能改变分化方向和演变速度。31湖泊水生植被恢复技术
水生植被恢复是一项系统工程,需要科学的设计,并巧妙地利用各种环境工程技术和生态工程技术。恢复水生植被是一个十分严谨的过程,它包含了目标水生植被的优化设计、适宜环境条件的创建、一系列的水生植物引种栽培与种类更替、植被管理等环节,任何一个环节的疏忽都有可能导致全面的失败,造成巨大的损失。32制约水生植物生长的主要环境因子
制约水生植物生长的主要环境因子是:水温、光照条件、pH值、水中营养盐含量、溶解氧和底质条件等。(1)水温:不同的沉水植物对水温有不同的适应能力,但总的来说,沉水植物对低温有较好的适应性,最适宜生长的温度为15~30℃,当水温超过30℃时,多数水植物难以生长。(2)光照条件:浮叶和挺水植物受水下光照条件的影响较小,水下光照条件主要影响着沉水植物进行光合作用的能力。一般认为,水底光照强度不足入射光的1%时,沉水植物就不能定居。实验室实验结果表明红线草、狐尾藻、金鱼藻、黑藻等沉水植物的适宜光照强度范围为20000~25000Lux。(3)pH值:多数沉水植物对pH值的耐受范为4~12之间,适宜范围为6~10之间。(4)水中营养盐含量(5)底质条件:底质是沉水植物根系的固着点,又是沉水植物生长所需矿质元素的主要来源。当底质作为沉水植物根系固着点时,其对沉水植物生长的影响主要是其物理性质。33优化设计
在富营养化湖泊大型水生植物恢复中,物种和群落是恢复生态系统的主体。恢复物种和群落的选择是恢复成败的关键因素之一。合理优化的群落配置是提高效率形成稳定可持续利用生态系统的重要手段。1)先锋物种的选择
先锋物种的选择是在对水生植物生物学特性、耐污性、对N、P去除能力及光补偿点的研究的基础上,筛选出几种具一定耐受性的,能适应湖泊水质现状的物种作为恢复的先锋物种,同时为水生植物群落的恢复提供建群物种。①物种选择原则a.适应性原则,所选物种应对湖泊流域气候水文条件有较好的适应能力;b.本土性原则,优先考虑采用湖内原有物种,尽量避免引入外来物种,以减少可能存在的不可控因素;c.强净化能力原则,优先考虑对氮、磷等营养物有较强去除能力的原则;d.可操作性原则,所选物种繁殖、竞争能力较强,栽培容易,并具有管理、收
获方便,有一定经济利用价值等特点。②确定种类。根据上述基本原则,并在广泛调查的基础上,结合原有水生生物种类,进行恢复先锋种的选择。2)群落配置
一般来说,水生植物群落的配置应以湖泊历史上存在过的某营养水平阶段下的植物群落的结构为模板,适当地引入经济价值较高、有特殊用途、适用能力强及生态效益好的物种,配置多种、多层、高效、稳定的植物群落。人工植物群落的构建主要包括如下两个方面的内容。a.水平空间配置:水平空间配置指湖泊不同的收污水域或湖区上配置不同的植物群落。依据恢复目标的不同,所配置的植物群落可分为生态型植物群落和经济型植物群落。b.垂直空间配置:水生植物群落的生长和分布与水深有密切的关系,在进行群落配置要考虑不同生活型植物群落与不同沉水植物群落对水深的要求。群落配置时从湖岸边至湖心,随水深的加深,分别选用不同生活型或同一生活型不同生长型的水生植物,这些物种分别占据不同空间生态位,能适应不同水深处光照条件,以它们作为建群种形成群落。34恢复水生植被基本条件的创建(1)蓝藻水华的控制;(2)风浪的控制;(3)沿岸带浅滩环境的创建;(4)污泥的清除;(5)水深的调控;(6)水质的改造35恢复水生植被的技术途径1)挺水植物的恢复
恢复挺水植物一般无须任何演替过程,在确定目标植被的空间分布和种类组成之后,可以直接进行种植。芦苇、茭草、香蒲等挺水植物种类大多为宿根性多年生,能通过地下根状茎进行繁殖。这些植物在早春季节发芽,发芽之后进行带根移栽成活率最高。2)浮叶植物的恢复
浮叶植物对水质有比较强的适应能力,对湖水水质和透明度要求不严,可以
直接进行目标种的种植或栽植。3)沉水植物的恢复
沉水植物与挺水和浮叶植物不同,它生长期的大部分时间都浸没于水下,因而对水深和水下光照条件的要求都较高。沉水植物的恢复是湖泊水生植被恢复的重点和难点。沉水植物恢复时,应根据湖区沉水植被分布现状、底质、水质现状等因素,选择不同生物学、生态学特性下先锋种进行种植。在沉水植被几乎痕迹、光效应差的次生裸地上,应选择光补偿点低、耐污的种类建出先锋群落。同时,先锋种还需能产生大量种子,植株地生能力强,有利于扩大分布。在光效应较好,尚有一定面积沉水植被残存的湖区,可选择具中等耐污和较高光补偿点的种类为先锋种。湖泊水质较硬时,应当选择易于扎根的种类进行种植。湖区污染严重,直接种植沉水植物难以存活时,可先移植漂浮植物如凤眼莲、大藻等或浮叶植物菱对湖水先进行净水,待透明度提高后再种植沉水植物,建立先锋群落。沉水植物恢复时,应从水浅的岸边开始,并在低水位季节进行。35湖滨带的定义
根据联合教科文组织的人与生物圈计划(MAB)委员会对湖滨带的定义为:湖滨带是湖泊流域中水域与陆地相邻生态系统间的过渡带,其特征由相邻生态系统之间相互作用的空间时间级强度所决定。35湖滨的功能
湖滨带的功能可以分为3个方面:环境功能、生态功能和经济美学价值。环境功能包括湖滨带的截污和过滤功能,改善水质功能,控制沉积和侵蚀的功能。生态功能包括湖滨带的保持生物多样性功能,鱼类繁殖和鸟类栖息的场所,调蓄洪水和稳定相邻的两个生态系统。36湖滨带生态恢复的目标、原则和主要内容湖滨带生态恢复的基本目标
(1)湖滨带生态恢复的目标根据不同的社会、经济、文化与生活需要,人们往往会对不同地理位置、不同类型、不同功能的湖滨带制定不同水平的恢复目标,但是无论什么类型的退化湖滨带,应该存在一些基本的恢复目标。湖滨带生态恢复的基本目标如下。
①要建立过渡带结构;②实现地表基底的稳定性;③恢复湖滨带的生态环境及栖息其间的动植物群落;④保持湖滨带功能尽可能高的多样性;⑤减少或控制环境污染;⑥增加视觉和美学享受。(2)湖滨带生态恢复要满足的条件要达到湖滨带生态恢复的上述目标,对湖滨带的生态恢复来讲,必须尽可能地满足如下条件。①维持湖泊和陆地系统间某一规模以上尽可能大的过渡带规模;②尽可能发挥湖滨带的截污和过滤功能,使湖滨带的水质净化潜能达到最大值,为防治湖泊的水质污染和富营养化做出贡献;③为土著动、植物物种提供合适的生态环境,同时也应允许因为某些特殊需求而引进的外来物种在特定地点生存;④对湖滨带群落的生物生产过程进行控制,维持在某一水平上的动态平衡,满足人们多方面的愿望;⑤尽可能与普遍接受的土地利用和湖泊功能保持一致;⑥尽可能补偿湖滨带的土地和湖面占用所带来的经济损失,以利区域经济可持续发展。37湖滨带生态恢复的基本原则湖滨带生态恢复工程设计的基本原则如下:①设计要求因地制宜,生态恢复设计必须紧紧围绕当地的自然、社会和经济条件进行,设计的创新性不在于组成的各单项技术,而在于因地、因类的优化组合;②设计的系统有多个目标,其中至少确定一个主要目标,其余为次要目标;③设计着眼于系统的功能,特别是环境功能,而不是形式;④设计的系统必须与周围的景观相协调,而不能与之对抗;⑤设计的系统的维护需求应该很少,能够充分利用自然能;
⑥设计的系统应该具有生态交错带特征;⑦系统的结构功能应达到整体优化。38湖滨带生态恢复的主要内容湖滨带的生态恢复就是在湖滨带调查、类型划分和主要环境因子辨识的基础上,按照生态学规律,利用种群置换手段,用人工选择的组分逐步取代现有的退化系统组分,人工合理调控湖滨带结构,去除人为压力后,压缩在自然条件下需要几十年乃至数百年的演替过程,使受害或退化生态系统重新获得健康并有益于人类生存与生活的生态系统重构或再生过程。湖滨带生态恢复设计的主要内容包括:物理基底设计、生物种群选择、生物群落结构设计、节律匹配设计和景观结构设计。39生物群落结构设计的主要内容有:各种群落组成的比例和数量,种群的平面布局,生物群落的垂直结构等。生物群落结构设计的基在原理是:生物的互利共生原理、生态位原理、生物群落功能原理等。目前,由于对生物种间关系机理研究还不十分清楚,生物群落结构的设计需要有一定经验,并且很难一次到位。40节律匹配设计自然环境因子的时间节律和生物的机能节律都不是一成不变的,这种变化规律十分明显。在湖滨带生态恢复的种群选择和群落结构设计的过程中,充分利用不同生物的机能节律与当地环境节律的合理配合,就可以充分利用生态位,做到环境资源的合理利用。41景观结构设计景观是由相互作用的景观元素(斑块、廊道和模地)组成的,是具有高度空间异质性的区域,并以相似的形式重复出现。斑块、廊道、模地在景观中的分布是非随机的,具有多种景观构型。景观结构设计就是通过对原有景观要素的优化组合或引入新的成分,调整或构造新的景观格局,从而创造出优于原有景观生态系统的生态环境效益和社会经济效益,形成新的高效、和谐的人工-自然景观。42湖滨带可以划分为不同的类型:根据地形条件划分,湖滨带的主要类型有:河口型、堤防型、滩地型(包括
湿地)和陡岸型(包括岩岸和砾石岸)等。根据使用功能划分,湖滨带类型主要有:农田型、鱼塘型、村落型、码头型、
湖滨公园型、湖边休闲地型和旅游景点型等。43水生植被恢复工程技术
水生植被在湖滨带中占据统治地位,水生植被的恢复对湖滨带的恢复至关重要,湖滨带的所有功能都与水生植被有关,同时水生植被还能提高水体透明度,抑制藻类暴发。在湖滨带内应尽可能创造条件,按照健康湖滨带的结构,通过多种技术手段,适度恢复水生植被,优化水生植被的群落结构。该项技术适用于整个湖滨带。44生物操纵技术的主要原理是:通过调整鱼类群落结构,保护和发展大型牧食性浮游动物,从而控制藻类的过量繁殖。45非经典生物操纵技术所依靠的放养对象正好是经典生物操纵论者要求捕除或毒杀的对象。非经典生物操纵技术在我国已有成功实践,并引起国内外学者广泛关注。46生态渔业工程
生态渔业工程以水生生物内部的互适性及其对水域环境的适应互补性为设计和实践的基础。在设计多层次养殖时,种内和种间的互相作用,即竞争、一般共生、互利共生等各种关系,是设计时必要考虑的因素。如将草鱼、白鲢、花鲢、鲤鱼混养。并适量投放青鱼是一种互利共生的好模式。各种有机体在自然平衡的生态系统中,占有不同的生态位,摄取不同层次的物质和能量。根据上述原理,近几十年来,我国生态渔业工程已有了长足的进展,各种混养模式和人工调控方式很多。如:库(塘)复合混养;桑基鱼塘;湿地养鱼生态工程,围网养殖、网箱养殖、稻田养鱼等。47水生植物分为哪几个类型?熟悉各个类型的主要代表种。48各类型水生植物对生态条件有什么要求?
初中化学第九单元《溶液》课堂练习题
课题1《溶液的形成》课堂练习题
班级
姓名
一、选择题
1、关于溶液,下列说法正确的是(
)
A.一种溶剂中只能溶解一种溶质
B.均一、稳定的液体一定是溶液
C.食盐溶液与蔗糖溶液混合后仍为溶液
D.同一种溶液中各部分的性质和浓度不一定相同
2、50g稀硫酸中投入5g铁(全部溶解),反应停止后,溶液质量(
A、55g
B、大于55g
C、小于55g
确定
)D、无法
3、下列可作为溶质的是()
A、气体
B、液体
C、固体
D、都可以
4、下列四个家庭实验不能配制成溶液的是(
)
5、请将下面B选项中与A选项中相关说法的序号,填在A项中对应的括号内。A项①高锰酸钾难溶于汽油,易溶于水()②碘难溶于水,氯化钠易溶于水()③固体硝酸铵溶于水,溶液温度降低()④固体氢氧化钠溶于水,溶液温度升高()⑤用汽油和洗涤剂都能洗去衣服上的油污()B项a.离子向水中扩散吸收的热量大于离子生成水合离子放出的热量b.不同物质在同一溶剂中的溶解性不同c.汽油能溶解油污形成溶液,洗涤剂能将油污乳化成小液滴而洗掉d.离子向水中扩散吸收的热量小于离子生成水合离子放出的热量
e.同种物质在不同容剂中的溶解性不同二、填空题
1、生活中的下列物质:(1)牛奶、(2)雪碧饮料、(3)矿泉水、(4)生理盐水、(5)豆浆、(6)蒸馏水、(7)食醋、(8)蔗糖水、(9)链霉素粉末、(10)酸牛奶、(11)酒精、(12)碘酒、(13)600的白酒、(14)车用乙醇汽油、(15)10%的过氧乙酸、(16)医用酒精、(17)石灰浆、(18)清新洁净的空气。其中不属于溶液的是____________;属于乳浊液的是_____________;属于纯净物的是___________________。
2、病人在医院接受静脉注射或滴注时,常用到生理盐水即氯化钠注射液,回答:
(1)该注射液里的溶质是
;
(2)常温下一瓶合格的氯化钠注射液密封放置一段时间后,是否会出现混浊现象?为什
么?
三、简答题1、试从微观角度举例说明溶质在溶液中是怎样存在的,由此说明为什么在溶液中进行
的化学反应比较快。举例说明这一道理在实验室或化工生产中的应用。
2、在实验室中做实验时,常常需要将浓硫酸稀释成稀硫酸来使用,王菲同学发现在稀释浓硫酸的过程中,盛装混合溶液的容器外壁会发烫。这是为什么?请简述原因。
课题2《溶解度》课堂练习题
班级
姓名
一、选择题
1、10℃时,KNO3的溶解度为20g,则此温度下KNO3饱和溶液中质量比关系正确是
(
)
A、溶液:溶质=4:1
B、溶液:溶质=5:1
C、溶质:溶剂=1:5
D、溶液:溶剂=5:4
2、在一个大萝卜上挖一个孔,向其中注入饱和食盐水,一段时间后将食盐水倒出。在
相同的温度下,发现倒出的溶液还能溶解少量的食盐,这说明倒出的溶液(
)
A、是饱和溶液
B、是不饱和溶液
C、氯化钠溶解度升高
D、氯化钠溶解度降低
3、如图a、b、c三种固体物质的溶解度曲线,当他们的溶液接近饱和时,采用增加溶
质、蒸发溶剂或升高温度三种办法,均可以变成饱
和溶液是()
A、a
B、b
C、c
D、ab
4、在下列四图中,纵、横轴的单位分别相同时,有关氯化钠的的溶解度曲线(a)和氢氧化钙溶解度曲线(b)的关系示意图最基本合理的是()
5、20℃时,氯化钠的溶解度是36g。在20℃时,将40g氯化钠放入100g水中,
此时所得溶液的质量是();
A140克、
B136克、
C100克、
D40克
二、填空题1、下图中的四个圆分别表示浓溶液、稀溶液、饱和溶液、不饱和溶液,通过对阴影(表示两种溶液混合)B、D的分析,你可以得出的结论有:
(1);
(2)。
2、在常温常压下,将充满二氧化碳的试管倒立
在水中,试管内液面上升,上升速度逐渐
减慢,速度减慢的根本原因
是
,要使上升的
速度再加快,如不改变温度和压强条件,不加入其他试剂,可以采取的措施
是
。
3、一木块漂浮于50℃时的硝酸钾饱和溶液中(如图A)。当温度改变时(不考虑由此
引起的木块和溶液体积的变化),木块排开液体的体积(V排)随时间(t)发生了如图
B所示的变化。由此推测出温度改变的方式是
(填升温或降温),
同时观察到烧杯底部硝酸钾晶体
填增多或减少)。
课题3《溶质的质量分数》课堂练习题
班级
姓名
一、选择题
1、下列操作会引起所配制的食盐溶液溶质质量分数降低的是()
A、用托盘天平称量6.2g食盐固体,误将砝码放在左盘并使用游码
B、称量时,两盘分别垫上大小质量相同的纸
C、用量筒量水时,俯视凹液面的最低处读数
D、将配好的溶液转移到试剂瓶时,不慎洒出
2、在用固体氯化钠配制一定量一定溶质质量分数的氯化钠溶液的实验中,必须用到的一组仪器是()
A、托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、酒精灯B、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、酒精灯C、量筒、托盘天平、玻璃棒、药匙、烧杯D、烧杯、药匙、漏斗、玻璃棒3、汽车电瓶是一种铅蓄电池,它在充电、放电时发生的化学反应为:
PbO2+Pb+2H2SO4
2PbSO4+2H2O
铅蓄电池在使用一段时间后,常常需要补充“电瓶水”g20%的硫酸溶液时,应该加入()Kg98%的浓硫酸,才能恰好配成30%的硫酸溶液。
4、注射用链霉素试验针的药液配制方法如下:
(1)把1.0g的链霉素溶于水制成4.0mL溶液①。
(2)取0.1mL溶液①,加水稀释至1.0mL,得溶液②。
(3)取0.1mL溶液②,加水稀释至1.0mL,得溶液③。
(4)取0.1mL溶液③,加水稀释至1.0mL,即得试验针药液④。
试验针药液④中溶质的质量分数是(
)(由于整个过程中药液很稀,其密度可近
似看做是1g/cm3)。
A0.1%
B20%
C0.02%
D0.025%
5、t℃时,有两瓶硝酸钾溶液,一瓶为饱和溶液(溶质的质量分数为40%),另一
瓶为10%的溶液,下列实验操作无法区分这两种溶液的是()
A、加一定量的水B、加入少量硝酸钾晶体C、降低温度
D、t℃时,蒸
发少量水
二、填空题
实验室欲配制5g质量分数为50%的NaCl溶液。试回答下列下列问题。
(1)该实验的操作步骤是
、
、
。
(2)分别说明图中A、B操作对实验结果的影响,并改正。
A操作导致所配溶液溶质的质量分数
,(填偏大、偏小或不变,
下同)
改正
;B操作
导致所配溶液溶质的质量分数
,改
正
。
三、计算题1、在农业生产上,有时用10%~20%的氯化钠溶液来选种。如配制50kg16%的氯化钠溶液,需要25%的氯化钠溶液多少Kg?
2、“烟台苹果”享誉全国,波尔多液是烟台果农常用的一种果树杀菌农药。一果农管理了5亩果园,准备为果树喷洒一次波尔多液。他现有8%的硫酸铜溶液300kg、蓝矾(CuSO4·5H2O)10kg、每亩地需要用150kg1%的硫酸铜溶液来配制波尔多液。请你计算一下他现有的硫酸铜药品是否能满足需要?(已知:蓝矾中CuSO4的质量分数为64%)
篇十四:湖泊富营养化与治理
P> 这些水藻浮在湖水外貌形成一层绿色浮渣使水质变得污浊透明度显着降低富营养严重的水体透明度仅有02米严重影响水中植物的光合作用和氧气的释放同时浮游生物的大量繁殖消耗了水中大量的氧使水中溶解氧严重不足而水面植物的光合作用则可能造成局部溶解氧的过饱和溶解氧过饱以及水中溶解氧少都对水生动物有害造成鱼类大量死亡咸阳实验中学课题研究论文
水体富营养化的成因及治理
课题组组长:课题组成员:指导老师:
水体富营养化的成因及治理
摘要:水体富营养化是许多湖泊、水库的主要环境问题,被人们形象的称为“生态癌”本文简要介绍其成因、危害及治理。
关键词:水体富营养化;机理;危害;治理
如今,水体富营养化现象屡见不鲜,结果导致水体污染、生物减少。我们要积极学习环保知识防止水体富营养化继续扩散,保护我们宝贵的水资源。
一、水体富营养化概念
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。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。
二、水体富营养化成因
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,水体也很难恢复到正常状态。
三、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。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。据有关资料说明,在过去的15年内地表水的磷酸盐含量增加了25倍,在美国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。
四、水体富营养化危害
1、实例
水体富营养化,常导致水生生态系统紊乱,水生生物种类减少,多样性受到破坏。昆明滇池水质在20世纪50年代处于贫营养状态,到80年代则处于富营养化状态,大型水生植物种数由50年代的44种降至20种,浮游植物属数由87属降至45属,土著鱼种数由15种降至4种;武汉汉江在1992年发生水华时,藻类种群的多样性指数也呈下降趋势。普遍的富营养造成多种用水功能的严重损害,甚至完全丧失。此外,由于藻类带有明显的鱼腥味,从而影响饮用水质。而藻类产生的毒素则会危害人类和动物的健康。
2、水体富营养化的危害主要表现在六个方面。
(1)降低水体的透明度。在富营养水体中,生长着以蓝藻、绿藻为上风种类的大量水藻。这些水藻浮在湖水外貌,形成一层“绿色浮渣”,使水质变得污浊,透明度显着降低,富营养严重的水体透明度仅有0.2米,严重影响水中植物的光合作用和氧气的释放,同时浮游生物的大量繁殖,消耗了水中大量的氧,使水中溶解氧严重不足,而水面植物的光合作用,则可能造成局部溶解氧的过饱和,溶解氧过饱以及水中溶解氧少,都对水生动物有害,造成鱼类大量死亡。
(2)富营养化水体底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生的有害气体,以及一些浮游生物产生的生物毒素(如石房蛤毒素)也会伤害水生动物。
(3)富营养化水中含有亚硝酸盐和硝酸盐,人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水,会中毒致病等等。
(4)向水体释放有毒物质。富营养化对水质的另一个影响是某些藻类能够排泄、释放有毒性的物质,有毒物质进入水体后,若被牲口饮入体内,可引起牲口肠胃道疾病。
(5)对水生生态的影响在正常情况下,水体中种种生物都处于相对平衡的状态。但是,一旦水体受到污染而出现富营养状态时,这种正常的生态平衡就会被扰乱,某些种类的生物明显被淘汰,而另外一些生物种类则显着增长,这种生物种类演替会导致水生生物的稳固性和多样性低落,破坏其生态平衡。
(6)影响旅游和航运。水体一旦发生富营养化,藻类就会大量繁殖,水体透明度急剧降低,水质污浊,水面藻华聚集,臭味弥漫,严重影响湖库的旅游业,以致丧失旅游价值。另外,富营养水体中生长的大量浮游生物,还会堵塞航道,影响航运。
五、水体富营养化防治对策
1、物理方法
(1)污水分流。湖泊富营养化的一个重要原因就是外源污染。工、农业生产的污水直接排放到湖泊是造成湖泊水体营养盐含量增加的主要原因。通过对排放管道的改造,将污水的排放引至别处,是防治湖泊富营养化重要的、有效的措施。
(2)换水稀释。湖泊内营养盐含量过多,通过换水稀释可以直接将湖泊水体内的营养盐浓度降低,同时可以排除掉大量的营养盐。
(3)深层排水。湖泊底层营养物含量高,一般而言,底层水的营养盐浓度高于表层水,当水流转时,底层湖水进入上层,引起表层湖水营养物含量的增加。
(4)曝气混合。采用机械搅拌、压缩空气、水泵、喷射泵等方法进行曝气和促进水的流动,可以防止底泥释放磷,改善氧气状况,加强矿化作用,降低浮游植物光合作用等效果。
(5)挖泥。富营养化湖泊中的底部沉积物常是一个营养库,在一定条件下可不断释放磷,这称为内部负荷。当外部负荷减少后,内部负荷可补偿,使富营养化现象继续存在,挖泥可以直接去除底泥中的营养盐含量,减轻内部负荷对湖泊的影响。
(6)机械收草藻。利用机械收割装置直接收获水草和藻戋可以直接改善湖泊的表层生态环境,同时,水草和藻类本身就会吸收大量的营养盐,通过对它们的收获也可以从湖泊中去除营养盐。
2、化学方法
(1)深水曝气技术。营养盐类的大量注入,致使藻类及浮游生物异常繁殖,水体溶解氧急速下降,在水与底泥的交界面甚至出现厌氧现象。在深水进行人工曝气,可以在不改变水体分层的状态下提高溶解氧浓度;其次还可以降低氨氮、铁、锰等离子性物质的浓度,可有效改善厌氧状况。
(2)营养物钝化。利用铝盐与无机和颗粒磷产生沉淀,可以减少水体中磷的含量,铁盐(氯盐或铝盐)、硫酸铝铁、泥土颗粒和石灰泥都有类似的功能,钙盐也是相当有效的营养物钝化剂。
3、生物方法
(1)水生植物修复技术。利用适合相应湖体环境的水生植物及其共生的微环境,来去除水体中的污染物质。水生植物在其生长期间可有效吸收与富集水中和底质中的营养盐,起着“营养泵”和“营养库”的作用。合理构建并维持水生植物的生物量,可转移出氮、磷等营养盐,各类漂浮植物、浮叶植物、挺水植物和沉水植物等水生植被的恢复和重建可有效分配水体营养盐,避免单一优势种的过度滋生,保持水体净化能力。
(2)水生动物修复技术在湖泊水库生态系统中,水体中的藻类除受营养物质的控制外,作为食物链中的构成部分,也受到浮游动物和鱼类的控制。因此,可以通过调控食物链的环节来达到改善湖泊水库水质的目的。如鱼类可以选择性地吞食浮游动物或浮游植物,而我们可以通过渔产品来削除污染。水生高等植物和藻类在光能和营养物质上是竟争者,在湖泊种植大型水生植物,如莲藕、曹蒲等可以克制浮游植物的生长,对改进水质感观性状非常有利。
(3)生物膜技术。利用比表面积较大的天然材料或人工介质为载体,利用其表面形成的粘液状生物膜,对污染水体进行净化。载体上富集的大量微生物能有效拦截、吸附、降解污染物质。
六、我国水体富营养化现状及防治措施
1、现状
A、湖泊湖泊是陆地生态系统的重要组成部分。我国湖泊众多,分布广泛,面积大于1km2的天然湖泊2759个,总面积近91020km2,约占国土面积的0.95%。但是,由于人为和自然原因,排入湖(库)的氮、磷等营养物质不断增加,我国湖(库)水体的环境现状令人堪忧,富营养化的进程大大加快。对我国131个主要湖泊和39个大中型水库按《湖泊富营养化调查规范》进行评价,结果表明:湖库的富营养化状况十分严重,131个主要湖泊中,已达富营养程度的湖泊有67个,占调查湖泊总数的51.3%;已达富营养程度的水库有12座,占调查水库总数的30%(见表1)。
表1中国主要湖泊和水库营养状况分类结果统计
指标湖泊数量(个)占调查湖泊数(%)湖泊面积(km2)占湖泊的总面积(%)水库数量(个)占调查水库数(%)水库容积(×105m3)占设置库容(%)
贫营养9
6.905477.80
16.6010
25.6037.365.70
中营养55
41.9016525.70
50.01743.60546.1083.10
富营养67
51.2011029.90
33.41230.8073.9411.20
城郊湖库富营养化的程度较高,如杭州西湖、武汉东湖、南京玄武湖、济南大明湖等城市湖泊和石河子市的蘑菇水库、北京市的官厅水库等已达富营养化程度。大型淡水湖泊的富营养化问题令人十分担忧,五大淡水湖中的太湖、洪泽湖、巢湖等均已达富营养程度,鄱阳湖、洞庭湖目前虽然维持在中营养水平,但湖水磷、氮的含量偏高,处于向富营养的过渡阶段。而这些大型湖泊富营养化带来的危害十分严重,治理的难度亦大。
B、河流
根据全国水环境监测网2000年的水质监测资料和国家《地面水环境质量标准》(GB3838-88),对全国九大流域片的700多条河流的水质进行了评价。在评价的11.4万km河长中,Ⅰ类水占4.9%,Ⅱ类水占24.0%,Ⅲ类水占29.8%,Ⅳ类水占16.1%,Ⅴ类水占8.1%,劣Ⅴ类水占17.1%。枯、丰水期水质变化不大。
C、海洋
目前,我国已有约20万平方千米的近海海域受到污染影响,约4万平方千米的海域水质已不能满足水产养殖、海水浴场、海上运动娱乐以及滨海旅游的要求。据统计,2000年我国近海共发生29次赤潮,面积累计超过1万平方千米;2001年我国遭受赤潮灾害28次,如2001年夏初发生于浙江温岭的赤潮,有30人由于食用含赤潮PSP海贝而中毒。
2、防治措施
A、加强地力培肥体系建设,大力发展生态农业
在农业区,污染源的控制可以通过建设生态农业工程、大力推广农业新技术来实现。通过改进施肥方式,如限制肥料的施入以及施肥时间,可以避免氮肥的过量供应。灌溉制度以及合理种植农作物、推广新型复合肥和缓效肥料等措施可控制肥料的使用量,减少农业面源污染。保土耕种、作物轮植、节水灌溉等措施可减少农业径流的氮磷损失。同时鼓励农民科学地开发利用污泥资源,既可以利用泥肥,弥补农田水土流失,又可以疏浚河道,减少水体的营养物量,降低富营养化发生的几率。
B、强化执法力度,增加资金投入
政府应制订政策鼓励和调动各级各部门保护农业生态环境的积极性,同时建立健全有关法规条例(如农药、肥料管理的地方性条例、农业生态环境保护条例等),加强执法力度。还应增加资金投入。开展农业生态环境保护和生态农业建设工作,需要对机构建设、队伍建设、监督监测、科研培训、综合治理在经费上给予保障。
C、合成洗涤剂禁(限)磷
在我国,洗涤剂中的磷酸盐占水体磷负荷的20%左右。合成洗涤剂限磷与禁磷措施是减少磷排放、降低富营养化水体TP含量的成本最低、最简单直接的措施。太湖地区采取“禁磷”措施后,城市生活污水、主要入湖和湖体水域中磷浓
度降低24%,但对入湖河道和湖体水体中磷富营养化的影响则不明显。合成洗涤剂的禁(限)磷能够在一定程度上减少水体磷负荷,有益于控制水体富营养化。但是,三聚磷酸钠是众多助洗剂中性能最好的,用其他的助洗剂需要2种或2种以上的成分替代。磷酸盐对人体和环境安全性好,所以必须结合我国国情,在经济发达地区、含磷洗涤剂对富营养化贡献较大的地区开展禁(限)磷工作。
D、加强水土保持,减少水土流失
我国特殊的地理特征及以往不符合生态原则的土地利用,造成了目前我国水土流失不仅面积广,而且强度大,水土流失往往是全流域的,因此可采取工程措施、生态措施和农业垦耕相结合的方法。建立以大流域治理为骨干、小流域治理为单元的治理水土流失、实现水土保持的新格局,特别是加强江河水源头区和上游地区植被覆盖度的提高工作,将大大减轻中下游地区的营养物质输入负荷。滇池目前森林覆盖率仅22.9%,水土流失面积却达964.96平方千米。对现有36979.7公顷宜林地实施工程造林后,预计2010年森林覆盖率可提高到47%,土壤侵蚀模数减少648.29t/km2·a,森林国土能力增加223.97万立方米,每年分别减少入湖氮、磷分别为47.4t和38.1t。
七、课题体会
虽然水体富营养化对我们来说也许大部分只是停留在书面信息,但保护环境、防止水体富营养化的继续扩散是我们每个人的责任。水污染固然可怕,但更可怕的是人类那无休止的破坏。所以,我们应该从现在做起,从身边的小事做起保护环境。虽然人的力量是有限的,但我相信只要我们每个人都行动起来这个世界一定会变得更美好。
此外,我们在以后的学习生活中要学会合作、互相帮助。这样,我们才能更好地弥补我们个人能力不足所带来的缺陷。同时,我们要学会与他人进行交流,并且要敢于向专家、学者及老师提出问题,发表自己的意见和看法,只有这样才能提高我们的能力增加同学间的凝聚力,出色的完成研究任务。
参考文献:
《污染环境生物修复工程》《湖泊富营养化控制和管理技术》(作者:金相焻出版社:化学工业出版社)《河湖生态修复理论》(作者:刘树坤)
篇十五:湖泊富营养化与治理
P> 百度文库-让每个人平等地提升自我湖泊富营养化治理与生态健康
湖泊富营养化的危害富营养化指湖泊、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。由于藻类在与水生植物竞争营养盐上有优势,当湖泊水体营养盐过多后,藻类滋生,根生或者浮游生物大量生长。造成对湖泊水体正常功能的危害。例如导致饮用水臭味和水色的变化。大量浮游植物或者浅水根生植物的生长繁殖,可能导致湖泊沼泽化,容积大幅度减少;植物的分解消耗大量溶解氧,释放大量溶解性有机物,导致水质急剧恶化。藻类在代谢死亡过程中能够释放各种藻毒素,具有比较强的毒理作用,危及整个湖泊生态系统。
通常,湖泊、海湾富营养化的限制性物质是氮和磷,所以用氮和磷作为富营养化的指标是有效的。实验表明,随着水中氮肥、磷的增加,藻类的繁殖量也在增加,而且有线性关系。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。
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根据我国对37个主要湖泊的调查资料,以及国内外评价湖泊富营养化的经验制定的指标,37个湖泊的富营养状况,具有中营养和富营养型的占55.8%,富营养型占14.7%,重富营养型的占8.8%。其中,富营养型和重富营养型的湖泊在国民经济中的地位十分重要,这是由于它们往往处于文化、经济中心城市,如XX西湖、武汉东湖都是我国著名风景城市内湖。特别值得重视的是,近十几年来,我国湖泊富营养化的趋势发展很快,到本世纪末,大多数湖泊的富营养化都有加重。故对湖泊富营养化的防治已成为当务之急。
富营养化治理中的顽疾
一是周期长,费用高,治理效果不理想。富营养化湖泊的治理不是在短期内就可以取得成效的。物理方法治理需要的成本通常很高,需要大笔资金的投入,一些经济不发达的地区对这笔开支是不能承受的,就是经济发达地区进行大规模湖泊物理治理,也是一项不小的负担。化学方法虽然能在短期内迅速控制湖面的水华现象,但沉淀到湖底的藻类仍然会在条件适宜的时候再度爆发,而且化学药剂的使用会对湖泊造成二次污染。
生物治理效果相对于以上2种方法要好,但需要的周期要长一些,同时,生物治理也要考虑生物种群对地理环境的适应,生物入侵对湖泊生态等情况的影响。
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二是相关治理技术成果的运用不具有普效性,治理技术的开发还有待进一步深化。对湖泊富营养化治理的方法虽然很多,也具有一定的成效,但并不代表这些方法具有广泛的普效性。
三是相关学科交叉但综合效果不明显,现有学科的交叉仅是片面的学科综合。在对湖泊富营养化形成机理方面有许多提法,不同学者根据不同的知识背景对湖泊富营养化的形成原因进行了解释,这些解释也符合湖泊富营养化发生所需要的条件和现象,如物理方面的原因有水流速度,水交换速率,气温,湖泊水流。生物学方面的原因有藻类对营养盐的吸收,鱼类的下行效应,生态系统内能流的变化等。这些对湖泊富营养化的解释能解决现实中的大多数问题,但就富营养化形成和控制机理本质而言,这些解释仍然不够充分,分析其原因可能与这些学科多从自身的角度来对富营养化进行解释有关。学科间的交叉仅是简单的重叠,没有形成一个完善的、系统的理论体系。
四是理论成果在小范围内的研究相当深入,但其他领域的研究还有待开拓和深化。湖泊富营养化形成是一个复杂的过程,涉及到的因素有许多,现在从藻类对营养利用的竞争优势,湖泊分层与混匀对营养输送的影响,湖泊水生态系统内部的上行效应、下行效应等方面的研究取得相当大的成
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功,而且对这些方面的研究也相当的深入了,但造成富营养形成的其他方面的原因还有待人们去探索和开拓,因为富营养化的形成不是自然环境中的一、两个因素造成的,还有别的领域需要去探索。对这些领域的研究要对其在整个过程中的权重、机理的影响进行分析,从而形成一个完整的解释体系。
治本需多学科融合
应将湖泊作为一个有机体来对待,避免用简单修复的方法来治理富营养化。
注意湖泊生态系统中结构与功能的关系,结构+结构的不同组合可以形成不同的功能。
对湖水中存在的化学元素如氮、磷的分析应进一步深化,可从磷在水体中形成的新的化合物来研究富营养化的成因,也可分析是否存在其他的限制因子,或者是否存在各限制因子的综合作用。
比较同一治理方法在不同地区有的成功而有的失败的原因,说明在治理过程中只把握住了部分的原因,在湖泊环境中其他条件具备时便取得了成功,也就是没有把握住全部的必要条件。在以后的研究中可以从差异中寻找缺失的必要条件。
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加强湖泊治理的多学科融合,可以从不同的学科领域或不同学科的综合来治理湖泊,注重社会因子在湖泊治理中的作用。
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