营养盐对水生态的影响及其分析方法

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1、营养盐对水生态的影响及其分析方法张宝刚中国地质大学（北京）2014年12月目录一、营养盐的来源二、营养盐对水生态的影响三、营养盐的地球化学循环四、营养盐分析方法一、营养盐的类别和来源•溶解于水体中作为控制水生植物生长因子的元素。主要是含量较微的磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和硫酸盐。•水体营养盐的来源，分为天然来源和人为来源，•天然来源主要为地表径流带来的岩石风化物质、有机物腐解的产物及排入河川中的废弃物。此外，水生生物的腐解、风化、极区冰川作用、火山及海底热泉，甚至于大气中的灰尘，也都为水体提供营养元素。•

2、人为来源主要为工业排放、农业活动、养殖废水以及生活污水的排放。二、营养盐对水生态的影响（一）氮污染的危害（1）由氮转化的氨在微生物的作用下，会形成硝酸盐和酸性氢离子，造成土壤和水体生态系统酸化从而使生物多样性下降。另外，铵对于鱼类有剧毒。（2）水体中氮素过多导致富营养化。水体富营养化的后果，首先是破坏水资源，降低水的使用价值，直接影响人类的健康，同时提高水处理的成本；其次是导致鱼类及水生动物的大量死亡，破坏水产资源，引发“藻华”和“赤潮”等现象。如太湖蓝藻，海洋赤潮，海洋绿潮等。太湖蓝藻总氮逐步上升，中、富营

3、养水体面积比例已高达78%。湖水中丰富的营养物质为藻类的生长和繁殖提供了有利条件。蓝藻可以消耗水中的溶解氧，当蓝藻大量繁殖时，水中的溶解氧浓度也迅速降低，造成鱼虾、螺蛳等水生物的死亡，使水体遭受污染。死亡的蓝藻，它在被细菌分解的过程中还是会产生毒素。海洋赤潮当大量营养盐进入海洋，赤潮生物便会急剧繁殖起来，便形成赤潮。1）大量赤潮生物集聚于鱼类的鳃部，使鱼类因缺氧而窒息死亡；2）赤潮生物死亡后，藻体在分解过程中大量消耗水中的溶解氧，导致鱼类及其它海洋生物因缺氧死亡，使海洋的正常生态系统遭到严重的破坏；3）鱼类吞

4、食大量有毒藻类，可致鱼类死亡；4）有些藻类可分泌毒素，毒素通过食物链严重威胁消费者的健康和生命安全。海洋绿潮海水中某些大型绿藻（如浒苔）爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。1）绿潮可导致海洋灾害，当海流将大量绿潮藻类卷到海岸时，绿潮藻体腐败产生有害气体，破坏海岸景观，对潮间带生态系统也可能导致损害。自2008至2012年，中国黄海海域连续5年在夏季发生绿潮灾害。2）大量繁殖的浒苔也能遮蔽阳光，影响海底藻类的生长。3）死亡的浒苔也会消耗海水中的氧气；还有研究表明，浒苔分泌的化学物质很可能还会对

5、其他海洋生物造成不利影响。（3）酸雨。一氧化氮、二氧化氮是酸雨的成分之一。酸雨会酸化地表水，导致水生生物的死亡。（4）诱发各种疾病乃至致癌。人体摄取过量的硝酸盐，会诱发高血压、先天性中枢神经系统残疾和非霍金氏淋巴瘤。早在1945年，Comly就报道了婴儿体内由于饮用水中高含量硝态氮而影响婴幼儿血液中的氧浓度并导致高铁血红蛋白症或蓝婴综合征（Blue-babySyndrome）。（5）社会问题。地下水和饮用水中NO-超标、3医疗费用增加等社会问题；在农田附近的农村，饮用水井NO-超标也是一个难题。3（二）磷污染

6、的危害（1）长期饮用含磷的水可使人的骨质疏松，发生下颌骨坏死等病变。（2）水体中磷素过多也会导致富营养化。水体富营养化的后果，首先是破坏水资源，降低水的使用价值；其次是导致鱼类及水生动物的大量死亡，引发“藻华”和“赤潮”等现象。（三）硫污染的危害（1）硫氧化物可形成酸雨，进而污染水质，导致鱼虾水生动植物的死亡。（2）废水中的有机物含硫，在缺氧条件下可生成H2S。无机的硫化物或硫酸盐在缺氧条件下也可还原生成H2S。含H2S的水除发臭外，对混凝土和金属都有侵蚀破坏作用。作为生活饮用水或工业用水的水源，水中的H2S

7、应完全去除。水中H2S含量超过0.5～1.0毫克/升，对鱼类就有毒害。三、营养盐（N、P、S）的循环（一）环境生态学基本概念•个体：某个特定的生物。•种群：指在一定空间中，同种个体的组合。•群落：是特定空间或生境条件下，若干生物种群有规律的组合，这些生物种群间相互影响，相互作用，具有一定的形态结构和营养结构，执行一定的功能。•生态系统：指在一定空间中生物成分和非生物的成分通过物质的循环和能量的流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学的功能单位。•生物圈：大气圈的底部、全部水圈及岩石圈的上部。•生物地球化学循环

8、：矿物元素在生态系统之间的输入和输出，它们在大气圈、水圈、岩石圈之间以及生物间的流动和交换称生物地(球)化(学)循环。三、营养盐（N、P、S）的循环（二）氮素在自然界的存在形式及其生物循环（1）存在形式•气态N：N，NO22•无机态N：NO-、NO-（氧化态）、NH+324（还原态）•有机态N：各种含氮有机物，如蛋白质、氨基酸、含N碱基、氨基糖聚物等。（2）营养盐—N的转化（3）转化原理•1)固氮作