水体富营养化与赤潮

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1、水体富营养化一、什么是富营养化?二、富营养化的主要原因1.与富营养化有关的主要营养物质2.营养物的主要来源三、富营养化的监测和评价四、富营养化的危害五、富营养化的防治1.什么是富营养化?关于富营养化的第一个科学的观察应在19世纪20年代。当时瑞士的莫尔登湖(Murtensee)湖水变成红褐色。周围居民认为是二百多年前德瑞战争中法国土兵血迹的回溯。经过植物学家的观察,发现是由于大量红色颤藻[Oscillatoriarubencens(D.C.)Gom.]的生长,而它的大量出现可能与畜牧业中大量施用肥料有关。概念的理解目前认为湖泊中营养物的缓慢增加不应称为富营养化,

2、或者可称之为天然富营养化。只有突然的、迅速的营养物增加(而这种增加都是由予人为的原因),才可称为真正的富营养化。富营养化作为污染问题又与一般的污染不同。一般的污染大多导致生物生产力的降低,而富营养化却是营养物质的增加,往往提高了初级生产力,甚至提高了终产品(鱼)的生产量,但严重时也导致鱼产量的下降以及引起其他的环境问题。因而,作为环境问题来讨论富营养化问题,我们考虑的是它的危害方面。水体富营养化的定义“由于人类活动,水体中营养物质增加,引起植物过量生长和整个水体生态平衡的改变,因而造成危害的一种污染现象”。二、富营养化的主要原因水体富营养化的根本原因是营养物质的

3、增加。是哪些营养物质呢?一般认为:主要磷,其次是氮。Schindler受控生态系统装置和试验湖区的研究结果,表明磷是主要“限制因子”。Vollenweider等关于磷负荷和初级生产关系的研究,也表明磷的重要性。用藻类生长潜力(AGP)方法来判断湖泊中藻类繁殖的限制物质,结果也表明受磷限制的湖泊至少占一半以上。在氮磷比低于10:1时,或在某个季节,氮也有可能成为限制因子。2.营养物的主要来源可分为“天然源”和“人为源”,但这种分法在实际工作中难以区分。一般分为点源和非点源(散在源、面源)。前者指排放量集中,位置固定的污染源,都属“人为源”.如通过管道排放的生活污水

4、和工业废水。点源污染较易测量。非点源污染系通过地表径流、降水、地下水等进入水体。它可以是天然来源,也可以是人为来源,较难测定和控制。(1)地表径流:富营养化现象的加速,大量施用肥料是重要的原因。(2)畜牧业、渔业:在一些畜牧业发达的国家,因畜牧业而产生的营养物质量超过了由人口产生的量。渔业的污染源主要是强化养殖时,由于投喂各种肥料、饲料而产生。有资料报道,在网箱养鱼时.每生产一吨鱼每年要产生15kg的磷和1.037kg的BOD,因而引起水体富营养化。北欧国家因此对网箱养鱼加以控制,需经批准。营养物的主要来源(3)生活污水:生活污水可以是点源排放,也可以非点源排放

5、。它是主要的营养物来源。(4)工业废水:有些工业废水有较高的氮、磷含量如食品、化工和毛皮。(5)大气降水:雨水中含有氮、磷与气候带及地区有关。氨态氮大于硝酸态氮。三、富营养化的监测和评价1.物理学指标(1)AC/V指标,AC——总集水区:V——湖泊容积。(2)形态土壤指数MEI=TDS/Z。TDS——总溶解固体(mg/L);Z——平均水深(m)。(3)透明度由于测定简单,—较为常用的指标。2.水化学指标(1)溶解氧:由于严重富营养化时易造成缺氧.特别在深水湖泊,因此也是一常用指标。(2)营养物质:是最重要的指标。过去都以氮、磷(各种状态)的浓度为指标,现则更多应

6、用年单位面积负荷。富营养化的监测和评价3.生物学指标:包括指示种类(蓝藻中几个种类),种类组成,生物现存量(数量、生物量、叶绿素量等),初级生产量,细菌等。4.综合性指标(1)美国环保局标准贫营养中营养富营养总磷(n18/m3)<1010—20>20叶绿素a(nlg/m3)<44—10>10透明度(m)>3.72.0一3.7<20深水层溶解氧(饱和度%)>8010—80<10(2)Wetzel综合的湖泊营养类型划分标准(表13.12)。(3)饶钦止、章宗涉根据东湖数十年工作提出的标准主要以藻类的数量、种类组成、初级生产力、透明度等为指标,见表13.13。(4)太

7、湖、西湖、大伙房水库等也都提出了评价的指标和标准,见表13.14。富营养化的监测和评价(5)Carlson营养状态指数(TSI)根据透明度、叶绿素a、总磷、COD等单项指标间的相关性建立的综合指标。相对重要性可定义为:Chla>SD>TP,对应的权重分配为:W(Chla)=0.540,W(SD)=0.297,W(TP)=0.163将其与TSI及TSIm指数结合起来,便可得到水体营养状况的综合评价公式。例如:TSI(SD)=10(6-1nSD/ln2),SD-透明度(m)。TSI(chla)=10[6-(2.04-0.681nchla)/l.2],chla一叶绿素

8、a(μg/L)。修正的T

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