10-河湖水体污染生态治理-2017

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➢ 是水体衰老的一种表现,也是潮泊分类与演化的一个指标。
水体出现富营养现象时,浮游生物大量繁殖,因占优势的浮游生物的颜色 不同,水面往往呈现蓝色、红色、棕色等。
这种现象在江河、湖泊中称为水华,在海洋上则称为赤潮。这些藻类有 恶臭,有的还有毒,表面有一层胶质膜,鱼不能食用。藻类聚集在水体上层 ,一方面发生光合作用,放出大量氧气,使水体表层的溶解氧达到过饱和; 另一方面藻类遮蔽了阳光,使底生植物因光合作用受到阻碍而死去。这些在 水体底部的死亡的藻类尸体和底生植物在厌氧条件下腐烂、分解,又将氮、 磷等植物营养元素重新释放到水中,再供藻类利用。这样周而复始,就形成 了植物营养元素在水体中的物质循环,使它们可以长期存在于水体中。
磷循环、硫循环 ➢ 水体富营物质循环 ➢ 水体净化要点
引起水体污染(富营养化)的原因:
➢ 生活污水、食品加工废水、洗涤剂:COD、P ➢ 集约化畜禽养殖场:N、P、COD; ➢ 农业污染:化肥 N、P、农药 ➢ 工业污染,如化肥厂:N、P
• 氮、磷是初级生产者的营养源,氮、磷含量越高,藻类生长旺盛, 容易产生水体富营养化,导致水质缺氧,影响生物的生长。蓝藻喜 好生长于有机质丰富和高磷的富营养化环境中的微藻。
含氮废物
含氮部分 泌尿系 统排出
氮循环过程
大气中的N2
生物固氮:N2+3H2→2NH3
反 硝


氨化作用:含氮有机物→NH3 菌
生物固氮 闪电固氮 工业固氮 硝酸盐和氨等物质
硝化作用:NH3 → NO-2→ NO-3
NO-3
反硝化作用: NO-3 →N2
硝 化 细 菌
NH3
多种植物
氨化细菌
多种动物
1 控制外源性营养物质输入 2 减少内源性营养物质负荷 3 去除污水中的营养物质
防治措施
1 控制外源性营养物质输入
(1) 制订营养物质排放标准和水质标准。 (2) 根据湖泊水环境磷容量,实施总量控制。 (3) 实施截污工程或者引排污染源。 (4) 合理使用土地,最大限制地减少土壤侵蚀、 水土流失与肥料流失。
水质类别 I类 II类 III类 IV类 V类 V1类
V2类
V3类 V4类
备注: 地表水水质类别功能划 适用范围
主要适用于源头水、国家自然保护区 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区等 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级级保护区、渔业水域及游泳区 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域 参照执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) 规定的一级限值A标准 参照执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) 规定的一级限值B标准 参照执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) 规定的二级限值标准 大于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)
生态系统的物质循环
生态系统的物质循环又叫生物地球化学循环,物 质循环带有全球性 ,简称生物地化循环。
能量流动与物质循环的关系
碳循环基本过程
碳 循
化石燃料
形成煤、石油、 天然气等
生产者
环 示 意 图
燃 烧
呼光
吸合 作作 用用
分 解 作
形成煤、石油、 天然气等
摄食作用
无机环境
呼 吸
用 呼 吸


大气中N2






尿素及动 植物遗体

土壤中的微生物
NO3⑧-
⑦ NH3
NO3-
氮素化 肥
氮循环
生产者
捕食 各级消费者
空 气
大气闪电固氮
中 人工合成固氮 的 氮 生物固氮

反硝化作用
交换吸附 主动运输
土壤中 (NH4+, NO3-)
微生物 分解
消化 吸收 合成
同 化 作 用
生物体组成
脱氨基作用
河流水质
所在区县 顺义、通州
通州 通州 昌平、顺义 顺义、朝阳、通州 顺义、通州 朝阳 朝阳、通州 通州 朝阳、通州 朝阳、通州 朝阳、通州 朝阳 朝阳 朝阳 大兴 大兴、通州 丰台 通州 大兴、通州
现状水质类别 V1 V3 V3 V3 V2 V3 IV IV V3 V3 V1 V2 无水 V4 V3 V3 V3 无水 V2 V3
河湖水体污染 生态治理
北京市水资源公报 2015年
大中型水库水质
日期:2016年10月1日
水库
所在县区 水质类别
密云水库
密云
II
官厅水库
延庆
IV
怀柔水库
怀柔
II
海子水库
平谷
II
白河堡水库
延庆
II
十三陵水库
昌平
II
斋堂水库
门头沟
II
北台上水库
怀柔
II
大宁水库
丰台
II
崇青水库
房山
II
沙厂水库
密云
IV


消费者 分解作用
分解者
氮循环
氮元素主要存在于有机物、蛋白质、维生素中,磷元素是构成细胞膜和一 些酶的元素,而生物体的脱落皮肤、毛发含有丰富氮、磷元素。食物残渣、 生活垃圾、粪便代谢物等等,和生命有关的东西都富含这些元素。
氮占大气成分的79%,必须经过生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用 等才能在生物群落与无机环境间反复循环。
地表水环境质量标准
水污染物排放标准
城镇污水处理厂
II、III水体 IV、V水体 II、III水体 IV、V水体
污染物或项目名称
I类
II类
III类
IV类
V类
A标准
B标准
A标准
B标准
色度(倍)

10
30
10
15
悬浮物(SS)

5
10
5
5
生化需氧量(BOD5) ≤
3
3
4
6
10
4
6
4
6
化学需氧量(COD) ≤
溶解氧

饱和率90% (或7.5)
6
5
3
2
15
10
15
0.3
0.2
0.3
✓ 河湖水体富营养化 ✓ 河湖水体中污染物的物质循环 ✓ 城市污水处理工艺(控制源头) ✓ 微生物在河湖水体污染控制中的作用 ✓ 水生植物在河湖水体污染控制中的作用 ✓ 其他水环境污染治理技术 ✓ 综合措施改善河湖水质
✓ 河湖水体富营养化
青年湖
东城
朝阳公园湖
朝阳
红领巾湖
朝阳
莲花池
丰台
奥运湖
朝阳
柳荫公园湖
东城
水质类别 II III IV IV IV IV
II
II II III IV III IV IV III
日期:2016年11月
河流(河段) 潮白河下段 运潮减河 北运河 温榆河上段 温榆河下段 小中河 通惠河上段 通惠河下段 玉带河 肖太后河 通惠北干渠 西排干 半壁店明渠 观音堂明沟 大柳树明沟 凤河 新凤河 黄土岗灌渠 港沟河 凤港减河
含磷的生物活性物质
腺苷三磷酸(ATP)、鸟苷三磷酸(GTP)、脲苷三磷酸(UTP)、 胞苷三磷酸(CTP)。它们在物质新陈代谢过程中起着重要的作用,尤 其是ATP。磷还存在于许多酶中,辅酶Ⅰ(NAD)、辅酶ⅡNAPT、辅 酶A(HS-CoA),黄素酶(FAD)等。
磷循环
城市污水中磷的来源主要为生活污水中 的有机质、洗涤废水、工厂废水。以后 两项为主。
富营养化形成的条件
营养元素 氮(N)、磷(P)是主要元素;最小值定律:P
光 决定植物的分布:富光带、光补偿面、深水带。 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养化。
温度 水体温度随时间变化(季节、昼夜)形成水体的运动,是影晌水中氧和营
养物质的垂直运动和在各层分布的重要因索。 夏、冬季节水体的上下对流弱,春、秋季对流强。
15
15
20
30
40
20
30
20
30


0.15
0.5
1
1.5
2
1.0(1.5) 1.5(2.5) 1.0(1.5) 1.5(2.5)
总氮

0.2
0.5
1
1.5
2
10
总磷(以P计)

0.02
0.1
0.2
0.3
0.4
(湖库0.01)(湖库0.025)(湖库0.05)(湖库0.1)(湖库0.2)
0.2
总有机碳(TOC) ≤
硫循环
S主要作为生物 体内蛋白质的 主要成分
酸雨
影响酸雨形成的因素很多,除大气污染程度外,还与土壤地带 性差异、大气和降水以及大气的缓冲能力等因素有关。下表是 不同国家和地区雨水酸度与酸碱成分
生产者:植物 消费者:动物 分解者:微生物
N、P元素含量正常情况下来源于自然的元素循环过程,但是人类的活动会 大大的影响两种元素的正常循环或在某一处的含量。
动植物遗体等
在生物圈中,一方面N元素通过固氮作用等作用进入生物群落, 另一方面N元素又通过反硝化作用重新返回大气。
氮循环
磷元素是构成细胞膜和一些酶的元素。
核酸与核蛋白:核酸是作物生长发育、繁殖和遗传变异中极为重要的物质,磷 的正常供应,有利于细胞分裂、增殖,促进根系的伸展和地上部的生长发育
磷脂:磷脂在种子内含量较高,说明在其繁殖方面有重要作用,磷脂分子中既 有酸性基因,又有碱性基因,对细胞原生质的缓冲性具有重要作用,因此磷脂提 高作物对环境变化的抗逆能力。
气。
化学耗氧量 COD:指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧气。高锰酸钾法和重铭酸钾法 总有机碳 TOC:包括水中所有有机物质的含碳量,是评价水体有机物污染的一个综合指标。 总需氧量 TOD:是指把水体中的碳、氮、硫、氢等元素全部氧化时所需氧的总量。
➢ TOC、TOD与BOD只在水质条件基本相同的情况下.才能表示为一定的相关关系。
富营养
眼虫藻类浮游生物(裸藻) 细菌类浮憎生物
✓ 河湖水体富营养化 ✓ 河湖水体中污染物的物质循环 ✓ 城市污水处理工艺(控制源头) ✓ 微生物在河湖水体污染控制中的作用 ✓ 水生植物在河湖水体污染控制中的作用 ✓ 其他水环境污染治理技术 ✓ 综合措施改善河湖水质
✓ 河湖水体中污染物的物质循环
➢ 水循环和污染物排放 ➢ 物质循环、碳循环、氮循环、
富营养化水体的上层处于溶解氧过饱和 状态,下层处于缺氧状态,底层则处于厌 氧状态,显然对鱼类生长不利,在藻类大 量繁殖的季节,会造成大量鱼类的死亡。 同时,大量藻类尸体沉积水体底部,会使 水深逐渐变浅,年深月久,这些湖泊、水 库等水体会演变成沼泽,引起水体生态系 统的变化,如图所示。因此,水体的富营 养化亦是水体遭受污染的一种很值得注意 并应予给予足够重视的严重现象。
➢ 富营养化概念 ➢ 富营养化危害 ➢ 富营养化与水中氧平衡 ➢ 富营养化形成条件 ➢ 富营养化指标和评价
富营养化概念
➢ 富营养化(eutrophication)它是指水体中营养物质过多,特 别是氮、磷过多而导致水生植物(浮游藻类等)大量繁殖,影响 水体与大气正常的氧气交换,加之死亡藻类的分解消耗大量的氧 气,造成水体溶解氧迅速下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量 死亡,加速水体衰老的进程。破坏水体生态系统。
遥桥峪水库
密云
II
大水峪水库
怀柔
III
珠窝水库
门头沟
II
西峪水库
平谷
II
黄松峪水库
平谷
II
半城子水库
密云
III
桃峪口水库
昌平
无水
湖泊水质
日期:2016年10月1日
湖泊
所在县区
团城湖Hale Waihona Puke 海淀昆明湖海淀
圆明园湖
海淀
八一湖
海淀
玉渊潭湖
海淀
紫竹院湖
海淀
六海
西城
展览馆后湖
西城
筒子河
东城、西城
陶然亭湖
宣武
龙潭湖
崇文
富营养化的指标与评价
物理指标 (1)透明度 (2)营养状态指数,不同的营养状态水质参数。
化学指标 氮、磷的含量
生物学指标 生物多样性
指标,如浮游生 物表。
贫营养
浮游硅藻(小环藻、平板藻〕 浮游黄鞭毛藻(锥囊藻)
浮游硅藻(星杆藻、囫杆型、冠盘藻,颗粒直连藻)
浮游绿藻(盘星藻、栅藻)
浮游蓝藻(向囊藻、囊丝藻、鱼腥藻}
氮元素主要存在于有机物、蛋白质、维生素中,磷元素是构成细胞膜和一些 酶的元素,而生物体的脱落皮肤、毛发含有丰富氮、磷元素。食物残渣、生活 垃圾、粪便代谢物等等,和生命有关的东西都富含这些元素。
人多的地方N、P含量高出人少的“世外桃源”高几十倍很正常。另外污染 物从别处迁移过来也是个因素,就像上游的脏水流到下游。
2 减少内源性营养物质负荷
1 生物性措施
生物性措施是指利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动这一自然 过程达到去除水体中氮、磷营养物质目的的方法。它的最大特点是投资省,有 利于建立合理的水生生态循环。
富营养化的危害
➢ 感官恶化,不利观光 ➢ 鱼类窒息或中毒死亡 ➢ 影响植物生长 ➢ 水质变劣,净化费用提高 ➢ 加速湖泊衰亡
水体富营养化与水中氧平衡有密切的联系
常用一些反映水体氧平衡的指标来描述水体富营养化:
溶氧量 DO:指溶解于水中的分子态氧。 生化耗氧量 BOD:指水体中的有机物在好氧条件下经微生物分解咸CO2和H2O时所需要的氧
➢ 地表水环境质量标准 GB 3838-2002. ➢ 污水综合排放标准 GB 8978-1996 ➢ 水污染物综合排放标准 DB11 307-2013 ➢ 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB 18918-2002 ➢ 城镇污水处理厂水污染物排放标准 DB11 890-2012
劣五类水,污染程度已超过V类的水. 黑臭水体,轻度黑臭、重度黑臭
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