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鄱阳湖水体富营养化评价方法及主导因子研究

鄱阳湖水体富营养化评价方法及主导因子研究
鄱阳湖水体富营养化评价方法及主导因子研究

江西农业学报 2009,21(4):125~128Acta Agriculturae J iangxi

鄱阳湖水体富营养化评价方法及主导因子研究

余进祥1

,刘娅菲2

,钟晓兰3

,尧娟

4

收稿日期:2008-12-30

作者简介:余进祥(1975-),男,江西婺源人,农艺师,在读博士生,主要从事农业生态环境保护研究。

(1.江西农业大学,江西南昌330045;2.江西省农业环境监测站,江西南昌330046;3.华南农业大学,广东广州510642;4.江西省黎川县农业局,江西黎川344600)

摘 要:运用Carls on 综合指数法、灰色聚类法和主成分分析法3种方法,分别评估鄱阳湖2006年水体富营养化变化规律,筛选比较科学、先进的水体富营养化评价方法,并结合鄱阳历年来水质监测结果,分析研究鄱阳湖水体富营养化的主导因子,为控制鄱阳湖水污染提供理论依据。3种不同评价方法的评价结果相似,鄱阳湖枯水季节,水体呈富营养状态,丰水季节,水体呈“中营养-中富营养-中营养”的变化趋势。3种方法的评价结果差异说明主成分分析法比Carls on 综合指数法和灰色聚类法更优越。化学需氧量、总氮、总磷是水体富营养的主导因子,总氮与总磷的比值与水体的富营养化相关性显著,因此,削减鄱阳湖水体中的氮、磷营养盐是控制水污染的主要措施。

关键词:鄱阳湖;水体富营养化;主导因子;主成分分析;灰色聚类分析;综合指数法中图分类号:X824 文献标识码:A 文章编号:1001-8581(2009)04-0125-04

Eva lua ti on M ethod of Eutroph i ca ti on i n Poyang Lake and Its L ead i n g Factors

Y U J in -xiang 1

,L I U Ya -fei 2

,Z HONG Xiao -lan 3

,Y AO Juan

4

(1.J iangxi Agricultural University,Nanchang 330045,China;2.J iangxi Agricultural Envir on ment Monit oring D ivisi on,Nan 2chang 330046,China;3.S outh China Agricultural University,Guangzhou 510642,China;4.L ichuan County Agriculture Bureau in J iangxi Pr ovince,L ichuan 344600,China )

Abstract:Carls on integrated index method,grey clustering method and p rinci pal co mponent analysis method were used t o assess the rule of eutr ophicati on of the Poyang Lake in 2006,and ex p l ore the leading fact ors of eutr ophicati on in the PoyangLake according t o the monit oring data in past years .The assess ment results all indicated that the water body in the Poyang Lake was eutr ophic during the l o w water level seas on,while the water body revealed the changeable trend of "moderate nutritive -moderate eutr ophic -moderate nutritive"during high level seas on .The difference in the assess ment results showed that p rinci pal component analysis method was more advanced,scientific,and p recise than the other t w o methods .C OD,T N,and TP were the leading fact ors f or eutr ophicati on in the PoyangLake;above all,the rati o of T N t o TP was significantly positively correlated t o eutr ophicati on of water body,which urged that we ought t o re markably decrease N and P nutrient in the Poyang Lake in order t o contr ol the polluti on t o water body .

Key words:Eutr ophicati on;Leading fact ors;Princi pal co mponent analysis;Grey clustering;I ntegrated index method

水体富营养化是湖泊分类与演变的一个过程,是水体衰老的一种表现,人类活动在一定程度上加速了这一进程。在全球范围内,30%~40%的湖泊和水库遭受不同程度富营养化影响,我国的富营养化湖泊比例从20世纪80年代后期的41%上升至90年代后期的77%,水体发生富营养化的程度和范围呈发展趋势

[1]

。鄱阳湖是

我国最大的淡水湖,属吞吐性湖泊,“丰水一大片,枯水一条线”,全年中湖区水资源量变化很大,导致一年中水体富营养化程度呈现明显变化规律。随着江西省社会经济的快速发展,鄱阳湖水体富营养化进一步加剧,富营养化指数(S L I )从1989年的36增至2003年的51[2]

,影响

鄱阳湖湿地的保护和流域社会经济的发展。

鄱阳湖区水体中总磷、总氮、COD 3项指标普遍较高,湖区干流断面平均总磷浓度0.09~0.13mg/L,总氮浓度在0.99~1.31mg/L 之间

[3,4]

。一般地,水体中总

磷、总氮的浓度分别达到0.02和0.2mg/L 时,从营养盐单因子考虑,有可能发生藻类疯长的“水华”现象

[5]

。可

见,鄱阳湖水体已具备发生“水华”现象的营养盐基础。

但湖泊富营养化是一个受环境因子、气候因子和湖泊特征等多参数影响与控制的复杂状态,各参数之间互相联系、互相影响、互相制约。鄱阳湖季节性过水的特征在一定程度上减轻和掩盖了其水体富营养化程度,同时也出现了丰水期和枯水期水体富营养化程度差异较大的现象。目前,鄱阳湖水体富营养化评价通常运用单一参数法、综合指数法、分级加权平均法、普查概率统计法等,很难科学、准确评估湖区水体富营养化状态及变化规律。本文采用Carls on 综合指数法[6]

、灰色聚类法

[7~9]

和主成

分分析法

[10~13]

3种不同方法,研究鄱阳湖全年中不同月

份水体富营养化程度,探索鄱阳湖水体富营养化的变化规律,筛选科学的水体富营养化评价方法,分析鄱阳湖区水体富营养化的主导因子与水资源变化、农业生产的内在联系,为控制鄱阳湖水体富营养化提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 研究区域 鄱阳湖位于长江中下游、江西省北部,

是我国最大的淡水湖,承接赣、抚、信、修、饶五大河来水,

调蓄后经湖口注入长江,是一个吞吐性湖泊。湖泊南北长173km,东西平均宽约16.9km,最宽处74km,最窄处

2.8km,湖区面积约4070km 2

。湖面以松门为界分为南、

北两部分,南西湖面宽阔,为主湖区,北部湖面狭长,为湖水入江水道区。鄱阳湖流域面积16.22万km 2

,占长江流域面积的9.0%,平均年径流量1525×108

m 3,占大通站长江同期平均径流量的16.4%,水资源量丰富,是我国重要的“一湖清水”。

1.2 研究方法 2006年,在湖区21个监测断面,每月取

水样,测试总氮(T N )、总磷(TP )、叶绿素a (Chla )、化学需氧量(COD )、生物需氧量(BOD )和透明度(S D )等含量。

样品分析方法详见《湖泊富营养化调查规范》[6]

和《废水监测分析方法》[14]

所有统计分析,都是运用SPSS 14.0统计软件进行

操作。

图1 鄱阳湖监测点位分布图

2 结果与分析

2.1 鄱阳湖全年富营养化状态及变化规律 根据2006

年鄱阳湖水环境监测结果(表1),3种不同方法的评价结果(表2)表明:全年中,鄱阳湖水体富营养化变化趋势大致相同,都是丰水期富营养化程度低,枯水期富营养化程度高。其中,1、2月份为富营养化,5、6月份的水体富营养化程度都为中富营养,3种不同方法评估结果是相同的,其余月份至少有2种方法的评估结果相同。然而,详细分析鄱阳湖水体富营养化的变化趋势,3种不同评估方法的结果有明显差异。灰色聚类法评估结果的变化趋势为“富营养-中富营养-中营养-中富营养-富营养”的循环趋势,与鄱阳湖径流量变化趋势完全吻合。即1、2月份枯水期结束前,水体富营养化,3、4月丰水期

开始,水体富营养逐渐趋缓,直至8、9月份,枯水期结束,水质最好,水体富营养化程度最轻,10月份枯水季节到来,水体富营养化程度又趋重。主成分分析法评估结果的变化趋势为“富营养-中营养-中富营养-中营养-富营养”的趋势,不同于灰色聚类法的是丰水期5、6月份水质相对其他月份富营养化程度高,出现一个营养盐富集过程。即丰水期也出现“中营养-中富营养-中营养”的变化趋势。这说明鄱阳湖水体富营养化除了受到入湖径流量影响外,还受到其他因素的制约。

表1 鄱阳湖区2006年监测结果

月份

Chla

(μg/L )TP (mg/L )T N (mg/L )BOD (mg/L )COD (mg/L )S D (m )16.462.001.070.89.50.6427.211.901.781.311.70.6238.790.142.531.613.00.5549.390.142.581.712.40.41510.510.060.432.111.20.46612.980.060.462.810.80.54721.360.111.601.310.00.50820.260.121.531.310.00.58916.670.142.251.011.20.59107.640.162.381.611.80.52116.691.891.511.410.80.6412

6.342.061.011.09.90.65平均

11.19

0.73

1.59

1.5

11.0

0.56

表2 不同评价方法的评价结果

月份

综合指数法

(TI L )

灰色聚类法

(G CA )

主成分分析法

(PCA )

一致性

1

富营养(Ⅴ)富营养(Ⅳ)富营养(Ⅴ)ABC

2富营养(Ⅴ)富营养(Ⅴ)富营养(Ⅴ)ABC 3中富营养(Ⅳ)中富营养(Ⅳ)中营养(Ⅲ)AB 4中富营养(Ⅳ)中富营养(Ⅳ)中营养(Ⅲ)AB 5中富营养(Ⅳ)中富营养(Ⅳ)中富营养(Ⅳ)ABC 6中富营养(Ⅳ)中富营养(Ⅳ)中富营养(Ⅳ)ABC 7中富营养(Ⅳ)中营养(Ⅲ)中营养(Ⅲ)BC 8中富营养(Ⅳ)中营养(Ⅲ)中营养(Ⅲ)BC 9中富营养(Ⅳ)中营养(Ⅲ)中营养(Ⅲ)BC 10中富营养(Ⅳ)中富营养(Ⅳ)中营养(Ⅲ)AB 11富营养(Ⅴ)中富营养(Ⅳ)富营养(Ⅴ)AC 12富营养(Ⅴ)中富营养(Ⅳ)富营养(Ⅴ)AC 注:“A ”表示综合指数法,“B ”表示灰色聚类法,“C ”主成分分

析法。

分析3种方法的评估结果差异的原因:Carls on 综合指数法中各评估因子的权重相差不大,而且把叶绿素a 作为基准因子,但它受到水温、pH 值等气候因子影响较大,同时,其分级范围较大,这些都可能在一定程度上影响评估结果的灵敏度。灰色聚类法则是直接把《中国湖泊富营养化分级标准》无纲量化,作为聚类指标,根据灰白化权函数,求得各监测数据的聚类系数,依据最大隶属度原则,求出各月水体的富营养化程度。事实上,环境系统是一个具有模糊性的灰色系统,灰色聚类法考虑了系统的灰色性和白化程度以及各个污染因子的综合影响而

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进行聚类加权,其权重的确定方法比其他传统方法更合理、客观,因此它的评估结果比较符合实际情况,比传统的Carls on综合指数评估结果更精确。但是叶绿素a (Chla)、总磷(TP)、总氮(T N)、化学需氧量(COD)、透明度(S D)等评价指标是相互关联、互相制约的[15],主成分分析法却能克服各变量之间的相关性和重叠性,采用较少的综合变量(主成分)来代替原有变量,从而清除变量间的重叠信息。同时,主成分分析法克服了Carls on综合指数评价中人为因素对各因子权重的影响,其评价结果也充分证明了这一优势。综上所述,尽管Carls on综合指数法是我国当前评价湖泊水体富营养化的主要使用方法,但是灰色聚类法和主成分分析法比综合指数法更科学、更精确,尤其是在分析研究湖泊水体富营养化的限制性因子时,主成分分析法更具有优势。

2.2 水体富营养化的主导因子 一般地,湖泊水体富营养化的各环境因子中,叶绿素a是基准因子,直接反映藻类现存量,比其他的任何指标都重要。总氮和总磷是藻类增殖的主要限制因子[16~19]。但是湖泊水体富营养化的营养因子还直接与水面积、深度、湖盆形状和气候条件有密切关系[5]。为了分析各评价因子之间的相关性,并摸清鄱阳湖水体富营养化的主导因子,运用主成分分析法对监测结果进行统计分析。根据主成分选取标准(累计贡献率大于85%),选取F1、F2、F3三个主成分进行评价。从主成分中各环境因子的负荷看(表3、4),第一主成分F1贡献率45.29%,反应的信息量最大,与其关联的主要是T N,因子载荷量分别为-0.608;第二主成分F2的贡献率27.07%,相关联较大的是COD,因子载荷量0.7496;第三主成分的贡献率20.33%,相关联的因子主要是TP,因子载荷量分别为0.6126。显然,主成分分析结果也表明,鄱阳湖水体富营养化的主导因子是总磷、总氮和化学需氧量,湖区水体中的T N、TP和COD等3个环境因子主导水体的富营养化程度。

表3 主成分分析结果

主成分特征值

贡献率

(%)

累计贡献率

(%)

F1

F2

F3

F4

F5

F6

2.7175

1.6242

1.2197

0.3007

0.0739

0.0639

45.2910

27.0705

20.3283

5.0123

1.2322

1.0656

45.2910

72.3615

92.6898

97.7021

98.9344

100

表4 主成分中因子负荷

Chla TP T N BOD COD S D F10.23060.4717-0.6080.28150.4209-0.3135 F2-0.55910.18380.1938-0.14150.7496-0.1846 F30.20310.6126-0.45430.08410.2690.5455

纵观鄱阳湖历年来水体富营养化进程(表5):水质从20世纪80年代Ⅰ、Ⅱ类水下降到Ⅱ、Ⅲ类水,Carls on综合指数从36上升到59,富营养化程度从贫中营养上升到中富营养,超标的主要污染物主要是T N、TP、COD等。这表明鄱阳湖水体富营养化与水体中T N、TP、COD等污染物的含量有一定的联系。尤其是90年以来,COD的排放得到有效控制,T N、TP等污染物出现超标,其平均含量从80年代的0.820、0.056mg/L上升至2006年的1.59、0.730mg/L,水体富营养化进一步加剧。这进一步证实了鄱阳湖水体富营养化的主导因子是水体中的总氮、总磷含量。

表5 鄱阳湖水体富营养化趋势

时间水质超标污染物T N

(mg/L)

TP

(mg/L)

综合指数

(I L T)

富营养化程度

80年代Ⅰ-ⅡCOD0.820.05636贫中营养90年代Ⅱ-ⅡCOD、T N、TP1.350.08540中营养2000年ⅢTP、T N1.410.34051中富营养2006年Ⅲ-ⅣTP、T N1.590.73059中富营养 注:数据来自江西省水质监测结果。

近年来,江西省的点源污染逐步得到重视,点源污染的防治取得了显著成果,废水达标排放率达到96%[20],然而鄱阳湖水体中的总氮、总磷含量还是逐年上升,此可能与江西省目前农业集约化、现代化和高投入的发展有一定关系。这表明江西省农业面源污染的严重性,尤其是农区输出的氮、磷等营养盐,对受纳水体水环境的影响是不可忽视的。中国科学院唐涛等人在江西省研究水库水体富营养化中得出了相同的论断[21]。

全年中(表6),鄱阳湖水体的总氮(T N)除5、6月份外,全达到中富营养化浓度水平(0.5mg/L,《中国湖泊富营养化分级标准》),3、4、9和10月份的浓度超过了湖泊富营养化的浓度校准(2.0mg/L);总磷(TP)含量全部达到湖泊水体中富营养化的浓度标准(0.05mg/L),1、2、11、12月份的总磷含量超过了水体富营养化的浓度标准(0.2mg/L)。鄱阳湖枯水期,水体总氮、总磷很高,尤其是总磷的含量超过重富营养化的标准(0.6mg/L),水体呈富营养化状态。但在丰水期,水体中的总氮、总磷的浓度较低,富营养化程度并没有与总氮、总磷的浓度呈正相关,反而是总磷、总氮浓度最低的5、6月份水体水质最差,为中富营养化状态。可是从丰水期总氮与总磷的比值看,5、6月份的总氮与总磷的比值为丰水期最小,其值分别为7.2和7.7,其他月份都大于12。相关分析结果

721

 4期 余进祥等:鄱阳湖水体富营养化评价方法及主导因子研究

显示,总氮与水体富营养化呈负相关(r=-0.557,ρ= 0.0599,n=252),总磷与水体富营养化呈显著正相关(r =0.9056,ρ=0.0001,n=252),T N/TP与水体富营养化呈极显著负相关(r=0.9783,ρ=0,n=252),这说明鄱阳湖水体富营养化程度不仅与水体总氮、总磷的含量有关,还与总氮、总磷的比例有一定关系。国内外大量的相关研究也得此相同结果[15,22]。至于鄱阳湖水体中T N/TP 的临界值,还有待下一步继续研究。

表6 鄱阳湖水体氮磷含量比例与水体富营养化程度的关系月份T N TP T N/TP级别

11.072.000.54Ⅴ

21.781.900.94Ⅴ

32.530.1418.07Ⅲ

42.580.1418.43Ⅲ

50.430.067.17Ⅳ

60.460.067.67Ⅳ

71.600.1114.55Ⅲ

81.530.1212.75Ⅲ

92.250.1416.07Ⅲ

102.380.1614.88Ⅲ

111.511.890.80Ⅴ

121.012.060.49Ⅴ

 注:Ⅲ-中营养,Ⅳ-中富营养,Ⅴ-富营养,富营养化级别为主成分分析法评估结果。

3 结论

尽管Carls on综合指数是我国当前湖泊水体富营养化的主要评价方法,但是灰色聚类法能充分反映出环境系统是一个模糊系统的特点,各评价因子聚类权重的确定更科学,主成分分析法能清除各评价因子间的相关和重叠信息,有利于分析各因子间的相互关系和探索湖泊水体富营养化的主导因子。因此,在湖泊水体富营养化的评价中,主成分分析法和灰色聚类法比Carls on指数更具优势,尤其是主成分分析法更科学。

全年中,鄱阳湖水体富营养化变化规律为:枯水期水体呈富营养化,丰水期水体呈现“中营养-中富营养-中营养”的变化趋势,符合鄱阳湖是“过水性湖泊”的水文特征。因此,对于类似鄱阳湖等吞吐性湖泊的水体富营养化评价,简单地取全年平均值会掩盖其水体富营养化的真实程度,应用全年的水体富营养化规律来评价其水污染程度。此外,吞吐性湖泊的水污染防治,在削减环湖区污染高风险区污染负荷的同时,应减少流域范围内进入受纳水体的污染负荷,进行源头控制。

鄱阳湖水体富营养化主要限制因子是化学需氧量(COD)、总氮(T N)、总磷(TP),同时总氮与总磷的比值也影响水体富营养化程度,其中,TP和T N/TP是鄱阳湖水体富营养化的主导因子。显然,鄱阳湖水体具备发生“水华”现象的营养盐基础,却因其水深、水流、吞吐性等湖泊自身特征掩盖了其水体富营养化程度真实性。因此,控制鄱阳湖水体富营养化,削减水体的氮、磷等营养盐应纳入江西省环保工作的重点。

鄱阳湖水体富营养化的加剧,点源污染逐步得到有效控制,表明江西省农业面源污染进一步恶化,农业生产中氮、磷等营养盐的输出,成为水污染的一个主要来源,控制农业面源污染刻不容缓。

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821江 西 农 业 学 报 21卷

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

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!

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

实验1水体富营养化程度的评价

实验五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,可以在短期内出现。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,湖泊可被某些繁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”现象。 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, 常用的是总磷、叶绿素-a含量和初级生产率的大小(见表7-1 )。

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。 1. 仪器 (1) 可见分光光度计。 (2) 移液管:1 mL、2 mL、10 mL。 (3) 容量瓶:100 mL、250 mL。 (4) 锥型瓶:250 mL。 (5) 比色管:25 mL。 (6) BOD瓶:250 mL。 (7) 具塞小试管:10 mL。 (8) 玻璃纤维滤膜、剪刀、玻棒、夹子。 (9) 多功能水质检测仪。 2. 试剂 (1) 过硫酸铵(固体)。 (2) 浓硫酸。 (3) 1 mol/L 硫酸溶液。 (4) 2 mol/L 盐酸溶液。 (5) 6 mol/L氢氧化钠溶液。 (6) 1%酚酞:1 g酚酞溶于90 mL乙醇中,加水至100 mL。 (7) 丙酮:水(9:1)溶液。

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

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

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

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

水体富营养化环境影响评价(一)

水体富营养化环境影响评价(一) 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。

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;

水体富营养化实验报告

《环境化学》实验报告 实验项目:水体富营养化程度评价 实验考核标准及得分

环境化学实验报告 一、实验目的与要求 1、了解周边水体的污染状况,进一步认识水体富营养化的形成的原因; 2、掌握水体中总磷的测定原理及方法; 3、评价水体富营养化的程度。 二、实验方案 1、实验原理: 在酸性溶液中,将各种形态的磷转化成磷酸根离子(PO43- )。随之用钼酸铵和酒石酸锑钾与之反应,生成磷钼锑杂多酸,再用抗坏血酸把它还原为深色钼蓝。再用分光光度仪对吸光度进行测定。 2、实验步骤: (1)、取4ml磷储备溶液(50mg/L)于100ml比色管中,定容至标线,配制成2mg/L的磷标准溶液; (2)、分别取0mL、0mL、、、、、磷标准溶液于7支25ml消解管中,并加蒸馏水至15ml线处,并做好标签; (3)、将所取的西区河涌水样混匀后,取15ml于25ml消解管中,共取3支作为平行实验,并做好标签; (5)、往12支消解管中加入过硫酸钾,旋紧密封盖,依次将消解管插入已达140℃的消解装置恒温体孔中,启动消解15min; (6)、消解结束后,将消解管取出,待管内液体冷却至室温后,用蒸馏水定容至25mL;

(7)、向消解管中加入抗坏血酸,混匀30秒后,加入钼酸盐溶液充分混匀;(8)、将上述12支消解管室温下放置15min后,调节分光光度计λ=880nm,测出吸光度,并记下读数。 三、实验结果与数据处理 1、标准曲线的绘制 (1)标准曲线实测数据: 表1 标准曲线测定结果表 (2)绘制标准曲线:

图1 总磷标准曲线 由于图1 总磷标准曲线的R2=0849,标准曲线不存在相关线性,所以要进行标准曲线的校正。对比同样条件下,所测到水样的吸光度,可初步估算其总磷的浓度在2 mg/L以下,再加上图1 总磷标准曲线上第5点和第6点偏离很大。综上分析,可以去除第5个点和第6个点,再进行标准曲线绘制: 图1-2 校正后的总磷标准曲线 2、水样的测定:

水体富营养化程度的研究

PINGDINGSHAN UNIVERSITY 毕业论文 题目:平西湖水体富营养化程度的研究 院(系): 化学化工学院 专业年级: 化学工程与工艺2010级 姓名: 贾晓青 学号:101170111 指导教师: 杜娴讲师 2014年5月6日

原创性声明 本人郑重声明:本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名:日期:

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平西湖水体富营养化程度的研究 摘要 平西湖位于平顶山市新城区,是本市重要的地表饮用水水源。随着城市经济的迅速发展,作为水源地——平西湖的生态环境变化备受各方关注。本课题选取总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)作为平西湖水体富营养程度的评价指标,2014年4月份采集平西湖的8个采样断面进行测定,COD含量范围为51.2 mg/L~137.29 mg/L,为地表水质III类标准的2.56~6.86倍,TN污染水平为2.82 mg/L~9.40 mg/L,为地表水质III类标准的2.86~9.40倍,TP浓度范围为0.11 mg/L~0.69 mg/L,为地表水质III类标准的0.22~1.38倍,并对各因子做了比较。研究结果表明平西湖已经处于富营养化状态,现状令人担忧。 关键词:平西湖;化学需氧量;总氮;总磷;富营养化

水体富营养化环境影响评价

水体富营养化环境影响评价 来源:考试吧(https://www.wendangku.net/doc/b19058951.html,)2010-8-18 15:24:00【考试吧:中国教育培训第一门户】论文大全 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

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