水体富营养化过程
第三章 水体环境 第二节 水体富营养化
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“水华”（water blooms）是淡水中的一种生 水华” ） 态现象，是由藻类引起的，如蓝藻（ 态现象，是由藻类引起的，如蓝藻（严格意义 上应称为蓝细菌）、绿藻、硅藻等， ）、绿藻 上应称为蓝细菌）、绿藻、硅藻等，也就是水 的富营养化。 水华”发生时， 的富营养化。“水华”发生时，水一股呈蓝色 或绿色。 或绿色。
太湖底泥生态疏 浚工程
太湖底泥中富含的营 养物是内源污染源， 养物是内源污染源，是 造成湖体富营养化和藻 类爆发的营养盐来源之 据有关资料分析， 一。据有关资料分析， 内源污染总氮含量可占 34.7%， 34.7%，总磷含量占 23.7% 即使将外部入 湖污染全部控制，仅湖 湖污染全部控制， 内底泥释放的动力作用 下的再悬浮、溶出， 下的再悬浮、溶出，也 可能引起藻类的发生和 发展，因此， 发展，因此，太湖底泥 生态疏浚工程。 生态疏浚工程。
(3) 特 征
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①浮游生物大量繁殖，水中溶解氧含量降低。 浮游生物大量繁殖，水中溶解氧含量降低。 ②水体中藻类的种类减少，个体迅速增加; 水体中藻类的种类减少，个体迅速增加 因占优势的浮游藻类颜色不同， ③ 因占优势的浮游藻类颜色不同 ， 水面往往呈现 乳白等颜色， 海水中出现叫“ 赤湖” 蓝 、 红 、 棕 、 乳白等颜色 ， 海水中出现叫 “ 赤湖 ” 、 淡水中称“水华” 淡水中称“水华”。
另外，大湖的5万多艘船舶，废油滴漏严重，也造成太湖水体油污染增多。
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四、 太湖治理为何缓慢 在太湖流域这块不足全国0.4％的国土面积上， 人们创造了占全国14％左右的GDP(国内生产总值)。 单纯发展经济付出的代价 造成了对太湖水资源和水环境的严重破坏。 造成了对太湖水资源和水环境的严重破坏。
三、 造成太湖富营养化加剧的主要污染源
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(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。
海洋环境化学 第6章 富营养化
重，它可以使经过多年才建立起来的底栖生物群落毁 于一旦。
对整个生态系统结构和生物分布的影响
• 由于水体富营养化，在改变浮游植物结构的同时，也改变
了整个生态平衡。如在水体富营养化以前通常是硅藻占支 配地位，这时鲑鱼等高等鱼种的生产量较高。
• 而在水体富营养化之后，水体中的浮游植物便以鞭毛藻类
第四章、富营养化和赤潮
一、什么是富营养化？
富营养化（eutrophication)是指湖泊、河
流、海洋、水库等水体中氮、磷等植物营养 物质含量过多所引起的水质污染现象。 由于水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻 类及其他浮游生物的迅速繁殖，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。
藻 类 组 成 相 近 ， 即 P∶N∶O( 原 子 比 ) = 1∶16∶106 ； P∶N∶C( 质 量 比 ) =1∶7.2∶41。
• 但是，过量的氮、磷营养物质的存在，
使得海水过渡的“肥沃”引起藻类大量繁 殖，这样的现象称为富营养化。
三、富营养化的影响
• 有利的：
适度的富营养化对于当地水产养殖和渔业
有机物，而不至于导致多余有机物的细菌分解，从 而使底层水处于厌氧状态。
• 但是如果上层水体过份“肥沃”，藻类大量繁殖，
情况就不同了。除了多余的有机物在分解时消耗氧 气以外，底栖动物的大量繁殖也要消耗大量的氧气。
对底栖生物的影响 2
• 在一些垂直对流差及水交换不良的海区，氧消耗量就
有可能超过供应量，从而使底层水体处于厌氧环境。 这时一些厌氧细菌通过消耗硫酸盐和硝酸盐来进行新 陈代谢。其结果是水体中出现象Ｈ２Ｓ、ＮＨ３之类 的有毒气体，最后必定引起底栖生物的大量死亡。这 又给厌氧细菌提供了大量的高质量的“食物”使其繁 殖更迅速，从而形成恶性循环。
水体富营养化
1971年的某一天早晨，日本濑户内海的 渔民正要出海打鱼，忽然发现了一种奇妙的 景象：海水在一夜之间由蔚蓝色变成了赤红 色，好像是在海湾上铺了一块硕大无比的红 地毯，一时间，消息不胫而走，附近的人们 都来观看这闻所未闻的奇景，有的人还赞不 绝口，为自己大开眼界而高兴。
殊不知，这并不是什 么奇景，而是一场灾 难。没过多久，海风 带来阵阵难闻的恶臭， 死鱼大批漂向岸边， 这时，渔民们才恍然 大悟。
• 2 降低水体的透明度
在富营养水体中，生长着以蓝藻、绿藻为优势种类的 大量水藻。这些水藻浮在湖水表面，形成一层 “绿色浮 渣”，使水质变得浑浊，透明度明显降低，富营养严重的 水质透明度仅有0.2米，湖水感官性状大大下降。
• 3 影响水体的溶解氧
富营养湖泊的表层，藻类可以获得充足的阳光，从空气中获得足 够的二氧化碳进行光合作用而放出氧气，因此表层水体有充足的溶解 氧。但是，在富营养湖泊深层，情况就不同，首先是表层的密集藻类 使阳光难以透射入湖泊深层，而且阳光在穿射过程中被藻类吸收而衰 减，所以深层水体的光合作用明显受到限制而减弱，使溶解氧来源减 少。其次，湖泊藻类死亡后不断向湖底沉积，不断地腐烂分解，也会 消耗深层水体大量的溶解氧，严重时可能使深层水体的溶解氧消耗殆 尽而呈厌氧状态，使得需氧生物难以生存。这种厌氧状态，可以触发 或者加速底泥积累的营养物质的释放，造成水体营养物质的高负荷， 形成富营养水体的恶性循环。
• 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。
人为因素
1、农田化肥 • 为促进植物生长，提高农产品的产量，人们常施用较多的氮肥和磷肥，
它们极易在降雨或灌溉时发生流失。近年来的研究表明，磷能以溶解或 吸附于土壤颗粒上，通过土壤微孔结构运动下渗至亚表面流中，然后进 入江、河、湖泊或海湾，而氮（硝酸盐氮）的渗透能力较强，能够下渗 到地下水中污染地下水。氮和磷在被土壤吸附与吸解过程中，其中一部 分溶解于水中，另一部分则继续保持吸附态，在运动中甚至会随土壤颗 粒沉积下来，成为湖、河或海底沉积物的一部分。沉淀在底泥中的污染 物在流量、水温及微生物结构发生变化的情况下，可以通过再悬浮、溶 解的方式返回水中，构成水源的二次污染。据调查，太湖底泥每年释放 的总氮和总磷约占总负荷的25% ～35%。
水体富营养化
防治措施
总之，水体富营养化是一个严重的环境问题，需要全社会共同努力来防治。通过加强管理 和监测，采取科学有效的防治措施，可以减少水体富营养化的发生，保护我们的水资源和 生态环境
除了以上提到的防治措施，还有一些其他的方法可以用来防止水体富营养化的发生。例如 ，可以通过改变农业耕作方式来减少化肥的使用，从而减少营养物质的排放。另外，在城 市规划和建设方面，可以加强雨水的收集和利用，减少污水对水体的污染。此外，还可以 采用生物过滤技术等新型污水处理技术，提高废水处理的效率和效果，从而减少废水中的 营养物质含量
水体富营养化
01
02
水体富营养化是一种严重的环境问题，主 要是由于水体中过量营养物质的存在，导 致藻类大量繁殖，破坏了水生生态系统的 平衡，并对人类生活和经济发展产生了负 面影响
本文将介绍水体富营养化的概念、原因、 危害及防治措施
1 概念
概念
水体富营养化是指水体中过 量营养物质的存在，导致藻 类大量繁殖，破坏了水生生
态系统的平衡
这些营养物质主要指氮、磷 等营养元素，它们来自于生 活污水、农业化肥、工业废
水等
当这些营养物质被排放到水 体中后，会促使藻类迅速繁 殖，形成水华，导致水质恶 化，影响水生生态系统的平
衡
2 原因
原因
水体富营养化 的原因主要有 以下几个方面
原因
பைடு நூலகம் 3 危害
危害
水体富营养化会带来以下危害 水质恶化：藻类大量繁殖会堵塞水体中的氧气通道 ，导致水中溶解氧含量下降，水质恶化 生态破坏：水生生态系统的平衡被破坏后，会导致 某些物种的灭绝和另一些物种的繁衍，对整个生态 系统造成不可逆转的损害 人类健康危害：水质恶化会对人类健康产生负面影 响，例如引发皮肤病、胃肠疾病等 经济损失：水体富营养化会导致渔业和旅游业等产 业受到损失，同时也会影响水资源的利用
水体富营养化
水体富营养化水体富营养化现象，是水体中含有过多的溶解性营养盐类(主要是NH3-N、NO3-N、NO2-N、PO4-P)，使水中藻类等浮游生物大量生长繁殖，而引起微生物旺盛的代谢活动，耗尽了水体中的溶解氧，使水体变质，从而破坏了水体中的生态平衡现象.一、富营养化的成因水体富营养化可分为自然富营养化和人为富营养化。
天然的湖泊都有一个从贫营养向富营养的发展过程，从贫营养过渡到富营养，进而发展到沼泽，直至死亡，是湖泊的自然发展规律，这是一个漫长的历史进程，但是人类活动会大大加速这个进程1.天然富营养化的成因湖泊营养物质通过天然富集，使得营养物质浓度逐渐增高而发生水质营养变化的过程就是通常所称的天然富营养化。
2.人为富营养化的成因随着工农业生产大规模地迅速发展，“城市化”现象愈加明显，使得不断增加的人口，集中在一些水源丰富的特定地区。
人口集中的城市排放出的大量含有氮、磷营养物质的生活污水和工业污废水流入湖泊、河流和水库，增加了这些水体的营养物质的负荷量。
同时，在农村，为了提高农作物产量，施用的化学肥料和牲畜粪便逐年增加，经过雨水冲刷和渗透，使一定数量的植物营养物质以面源的形式最终输送到水体中。
据估计，农业地区输出的总磷可达森林地区输出量的10倍以上，而城市径流中的总磷量又可以是农业集水区径流量的7倍左右，城市农业森林地带的地表径流都可能是某种水体富营养化的重要因素。
天然富营养化和人为富营养化的共同点在于它们都是由于水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，最终导致鱼类或其他生物大量死亡，水质恶化。
天然富营养化是湖泊水体生长、发育、老化、消亡整个生命史中必经的天然过程，这个过程极其漫长，常常需要以地质年代或世纪来描述其过程。
人为富营养化则是因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，它演变的速度非常快，可以在短时期内使水体由贫营养状态变为富营养状态。
[课外阅读]水体富营养化
![[课外阅读]水体富营养化](https://img.taocdn.com/s3/m/a7438c2ca98271fe910ef98b.png)
[课外阅读]水体富营养化富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。
在自然条件下，随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积，湖泊会从平营养湖过渡为富营养湖，进而演变为沼泽和陆地，这是一种极为缓慢的过程。
但由于人类的活动，将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，水生生物特别是藻类将大量繁殖，使生物量的种群种类数量发生改变，破坏了水体的生态平衡。
富营养化是一个水体自发的过程，富营养化期间水体中的营养盐和有机生物量会逐渐积累，出现生物生产量增高，沉积物淤积引起水体平均深度下降的现象。
这个过程若在自然条件下需要经过很长的时间才能完成。
这原本是一个水体的消亡过程。
而随着社会的发展，人为因素正在大大加速这个过程的进行。
水体富营养化的成因●氮、磷等营养盐相对比较充足氮、磷为生物生长的必要元素，当氮、磷等营养盐含量丰富的时候生物能快速增长，世界著名的渔场等都是营养元素丰富的海域，如墨西哥的Escambia海湾19世纪50年代曾经是重要的渔场，营养元素丰富，但由于当地工业，生活污水的大量排放，导致了水体滞留，缺氧，富营养化问题严重，导致鱼类的大量死亡。
一般地说，总磷和无机氮分别超过20mg/m3和300mg/m3，就可以认为是危险状态。
●铁、硅等含量比较适度铁在营养盐氮的循环过程中是决定性因素，其原因是铁是硝酸盐(氮的固定)、硝酸盐—亚硝酸盐还原酶组成成分的重要因子，铁含量高，硝酸盐—亚硝酸盐还原酶的活性增强，即水体中的氮含量就有可能降低，出现富营养化的几率也可能降低。
●适宜的温度，光照条件和溶解氧含量在适宜的温度和光照条件下，藻类才能很好地繁殖。
湖泊的春季水华的发生，其中适宜的温度占了很大一部分的作用，经过一个冬季，湖水中的微生物新陈代谢较慢，使湖水中的氮磷等营养物质得到很好的积累，但由于冬季光照不足，此时不会发生水华现象，进入春季，随着光照的增强，春季水华就因此而出现。
水体富营养化的机理
(一)水体富营养化的机理水体富营养化(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。
1过程是这样的：大量有机废物(主要是N、P，如大量使用氮肥磷肥和含磷洗衣粉以及有机残渣残液等)被排入水体，水体有机物过多(N、P的作用最突出)，藻类大量繁殖，继后大量死亡，残败物加原有有机成分，使水体有机成分更多，微生物(主要是厌氧型)迅速繁殖，分解有机物，水体含氧量急骤下降，其它的鱼、虾等水生生物也大量死亡。
这种现象若发生在河流、湖泊叫水华，发生在海洋叫赤潮。
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。
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。
1．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。
关于水体富营养化问题的成因有不同的见解。
水体“富营养化”的成因、危害及防治措施
水体“富营养化”的成因、危害及防治措施作者：暂无来源：《渔业致富指南》 2018年第5期唐黎标所谓“富营养化”是指在人类活动的影响下，水中营养盐类和有机物不断增多，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大量繁殖，积累大量的有机体，最终导致水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡、生态平衡遭到破坏的现象。
一、“富营养化”的产生及危害一谈到水体的富营养化，使人们常常想到总氮、总磷超标。
总氮、总磷等营养盐的超标是发生水体“富营养化”的必要条件。
水体“富营养化”所必备的条件基本上是一样的，最主要的影响因素可以归纳为以下几个方面：（1）总氮总磷等营养盐相对比较充足；（2）铁、硅等含量比较适度；（3）适宜的温度，光照条件和溶解氧含量；（4）水流缓慢，水体更新周期长。
只有在上述四方面条件都比较适宜的情况下，才会出现某种优势藻类“疯狂增长”现象，发生水体“富营养化”。
城市生活污水，食品加工、造纸、纺织、化肥、化工等工业废水以及大量使用化肥、农药的农田排水，它们含有大量的有机物，这些废水排入水体后，有些被藻类直接利用，有些经过分解代谢后被利用，这样有机废水的大量排放，为藻类的生长提供了充足的营养，使藻类大量繁殖，这也促成了水体“富营养化”的产生。
可见，水体“富营养化”进程的加快与人类的生活和生产活动密切相关，特别是近二十年来，工农业生产的飞跃发展，城市规模的迅速扩大，加速了水体“富营养化”的过程，对环境造成了严重的影响及危害。
水体“富营养化”的危害是多方面的，其主要表现在四个方面：（1）造成水的透明度降低，阳光难以穿透水层，从而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。
溶解氧过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物（主要是鱼类）有害，造成鱼类大量死亡；（2）水体“富营养化”后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也会伤害水生动物；（3）“富营养化”的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，会中毒致癌；（4）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。
水体富营养化
提高发酵罐的利用率，并且也有利于减少染菌
的机会
增大接种量可以缩短调整期的原因
调整期的长短与菌种、培养条件等因素有关，
增大接种量可以缩短调整期,实际上利用的
生物的一种群体效应,也就是通过种内的相
互关系(如种内互助),使之更快地适应
新环境,从而缩短调整期.
像引进一种动物到新环境一样,如果引入少数个别
种子
由保藏的菌种开始，经过逐级扩大培养后，
最后获得供车间生产的，足够数量和优质质
量的纯种。纯种培养物称为种子，种子的扩
大化培养过程又称种子制备。
菌种扩大培养的目的：为发酵罐的投料提 供足够数量的代谢旺盛的种子。
因为发酵时间的长短和接种量的大小有关，
接种量大，发酵时间则短。将较多数量的成熟
大量地接入培养成熟的菌种的优点：
缩短生长过程的延缓期，因而缩短了 发酵周期，提高了设备利用率 节约发酵培养的动力消耗 有利于减少染菌机会
接种量
移入的种子液体积和接种后培养液体的体积的比例
接种量过多，菌丝生长过快、溶氧不足，衰老细胞 增加等，发酵后劲不足
种量过少延长发酵周期，形成异常形态，且易造成 染菌
种子罐级数的确定：种子罐级数是指制备 种子逐级扩培的次数。 依据：菌种生长特性，孢子发芽及菌体繁 殖的速度以及所用的发酵罐的容积。
接种龄
种子罐中培养的菌体从开始移入下一级种子 罐或发酵罐时的培养时间 种子培养期应取菌种的对数生长期为宜，菌 种过嫩或过老，不但延长发酵周期，而且会 降低产量。
以生产菌种在发酵罐中的繁殖速度为依据 接种量的大小直接影响发酵周期
的动物,那么就需要更长的适应时间甚至有可能无 法生存;但如果引进的是一个种群,那么就会大大缩 短适应的时间.另外,生物的生命活动也会影响环境, 如果生物的数量多些，对环境的影响更大些,从而 使环境变得更适合生物的生存,从而缩短调整期
水体富营养化
利用遥感影像对水体富营养化监测当大量的营养盐进入水体后，在一定条件下台引起藻类的大量繁殖，而后在藻类死亡分解过程中消耗大量溶解氧，从而导致鱼类和贝类的死亡。
这一过程称为水体的富营养化。
反映水体富营养化程度的最主要因子是叶绿素，其中又以叶绿素-a最为突出。
m附近，普遍出现辐射峰值。
而且水体叶绿素浓度越高，其辐射峰值也越高。
这就是叶绿素遥感的波谱基础。
μm处出现“节点”。
在“节点”处，水面反射率随叶绿素浓度变化不大。
在0.55μm处出现明显的吸收（辐射微弱）；在0.52μ叶绿素遥感是基于不同浓度浮游植物有着不同的辐射光谱特性。
不同浓度浮游植物的光谱特征曲线在0.44 1）水体光谱特征与水中叶绿素含量的关系水中叶绿素浓度是浮游生物分布的指标，是衡量水体初级生产力（水生植物的生物量）和富营养化作用的最基本的指标。
它与水体光谱响应间关系的研究是十分重要的。
当然，这种指示作用的有效性还与浮游植物光合作用的环境因素（如营养盐、温度、透明度等）以及叶绿素含量变化的制约条件有关。
一般说来，随着叶绿素含量的不同，在0.43~0.70μm光谱段会有选择地出现较明显的差异。
图5.9显示不同叶绿素含量水面光谱曲线。
从图中可见，在波长0.44μm处有个吸收峰。
0.4~0.48μm（蓝光）反射辐射随叶绿素浓度加大而降低；在波长0.52μm处出现“节点”，即该处的辐射值不随叶绿素含量而变化；在波长0.55μm处出现反射辐射峰，并随着叶绿素含量增加，反射辐射上升；在波长0.585μm附近有明显的荧光峰（图5.10）。
这是由于浮游植物分子吸收光后，再发射引起的拉曼效应一一即进行水分子破裂和氧分子生成的光合作用，激发出的能量荧光化的结果。
从图中可知，以上的波峰-波谷带宽较窄，为获取这些有指示意义的信息，需要选择的波段间隔不宜宽，最好小于或等于±5nm。
图5.11反映航空遥感所测的不同叶绿素浓度的海水的光谱响应差异。
从图中可见，当叶绿素浓度增加时，可见光的蓝光部分的光谱反射率明显下降，但绿光部分的反射率则上升。
浅谈水体富营养化2
浅谈水体富营养化陈晓青贵州省毕节市毕节学院化学与化工工程学院毕节551700摘要：目前，环境问题日趋严重，而水体的污染与富营养化已成为我国重大的环境问题之一。
本文主要是对水体富营养化问题的综述，详细讲述了水体富营养化的形成机理、影响、及综合防治措施。
关键词：富营养化、形成机理、危害、防治措施1 引言随着现代工业的迅猛发展，人类在改造大自然的同时，也在破坏着生态环境。
在人类活动的影响下，氮磷等营养物质大量排入水体并在其中不断的积累，引起部分藻类和水生生物过度繁殖，使水体溶解氧下降透明度下降、水质恶化、鱼类及其他水生生物大量死亡[1]。
这种由于植物营养元素大量排人水体，破坏了水体自然生态平衡的现象，即为水体的富营养化[2]。
富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化[3]。
在自然条件下，缓流水体从贫营养状态过渡到富营养状态，沉积物不断增多，但整个过程十分缓慢。
但是人类活动的影响可以急剧地加速这一过程，特别是现代生产和生活中，人类对环境资源开发利用日趋频繁，工农业迅速发展,大量的营养物质进入并积累在水体中，导致富营养化在短期内出现。
美国的Erie 湖在1900年～1970年的70年间发生的富营养化进展相当于过去1万年的发展结果[4]。
目前，人类活动导致的水体富营养化问题已经成为当今世界水污染治理的难题，是全世界范围内普遍存在的环境问题。
2 概述[5-8]20世纪50年代以来，由于经济的迅速发展，人口急剧增长，工业化和城市化加速，水体的N 和P受纳量(包括未经处理的和经过处理的各行各业的污水，如医院污水中携带的氮和磷负荷)大大增加，湖泊等水体富营养化进程加快。
富营养化不仅使水体丧失应有功能，且使水体生态环境向不利于人类的方向演变，最终影响经济建设和社会发展。
因而富营养化问题越来越多地受到了国家及社会各界的关注和重视。
富营养化一词源于希腊，指湖泊、水库和海湾等封闭、半封闭性水体及某些滞留河流(水流速度小于1m /min)水体由于氮(N)和磷( P)等营养素的富集，导致某些特征藻类(如蓝绿藻)和其它水生植物异常繁殖、异养微生物代谢频繁、水体透明度下降、溶解氧含量降低、水生生物大量死亡、水质恶化、水味发腥变臭，最终破坏湖泊生态系统。
水体富营养化
水文 因素
• 浪、潮、流、 锋面等
2.水化学平衡变化
水化学 平衡
pH
水体富营养化后， pH上升
DO
溶解氧含量降低
碳也有可能成为限
碳
制性因子
湖泊水体中pH，DO和碳的平衡是维持湖 泊生态系统良性循环的保障。
(1)pH上升
水华藻类的生长
提高
湖水的pH 为水华藻类如微囊藻等的
疯长提供了适宜的生长环境。
淡水
• 湖泊水体富营养化的污染来源
湖 泊 水
点源
工厂排污 生活污水的排放
体
富 营
外源
农田肥料 农药污染
养 化
面源
地面径流污染
的
大气沉降污染
污
固废淋溶下渗
染
来 源
内源
沉降至湖泊底部的营养物 质的释放
影响因素
• 营养盐类
化学 因素
• 富营养化 生物
生物 因素
气象 因素
• 降雨、风向、 风速、光照、 气温和气压等
硝化和反硝化作用是沉积物-水界面氮迁 移释放的主要机制。沉积物中的有机氮 矿化生成 NO3-、NH4+等无机态氮扩散 进入上覆水体 ,增加水体中氮含量; 同时, 上覆水体中的 NO3-也可扩散至沉积物厌 氧层 ,在反硝化细菌作用下, 被还原为 N2 和 N2O等气体形态,并逸散至大气层中 , 降低水体中的氮含量. 因此,目前的有些研 究针对沉积物-水界面的反硝化速率进行 。
[5] Tang X M, Gao G, Chao J Y, et al. Dynamics of organic aggregate-
associated bacterial communities and related environmental factors inLake
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(1)毒性表现
肝毒性（可以引起肝癌） 神经毒性（麻癖） 肾毒性（腹泻） 遗传毒性 胚胎及发育毒性
1.3 富营养水体中的产毒藻类与毒性
(2)主要有毒藻类
铜绿微囊藻 绿色微囊藻 鱼腥藻 颤 藻 念珠藻
单位 mg/l Ug/l m %
贫营养 <0.01 <4 > 3.7 > 80
中营养 富营养
0.01- 0.02 >0.02
4-10
>10
2.0-3.7 <2.0
10-80
< 10
2.2 水体富营养化的判断标准(2)
贫营养和富营养湖泊特征比较
1. 营养物质 2. 浮游藻类 3. 有根植物 4. 湖盆深度 5. 湖底物质 6. 水质 7. 湖水温度 8. 特征鱼类
铜绿微囊藻
Microcystis aeruginosa Kuetz.
• 富营养化湖泊藻类群落的优势种之 一。通常形成囊状不定形群体，群 体呈粗筛孔状，由几十个、甚至上 千个单体细胞组成。
• 铜绿微囊藻易大量繁殖形成水华， 改变水体生态系统群落结构，藻类 死亡时造成水域大面积缺氧，鱼类 生长受到影响，水体环境严重恶化。
水体富营养化过程与治理
云南师范大学 旅游与地理科学学院 角媛梅
授课提纲
1 水体富营养化的概念与危害 2 水体富营养化的类型与判断标准 3 氮、磷对富营养化影响的机理 4 氮、磷在水体中的转化 5 富营养水体的治理 6 滇池污染及其治理
1 水体富营养化的概念与危害
1.1 水体富营养化的概念 1.2 水体富营养化对水体的影响 1.3 富营养水体中的产毒藻类与毒性
频繁 很少出现 绿藻科(Chlorophyceae) 角星鼓藻属
养
微囊藻属(Microcystis)
(Staurastrum)
湖 泊
铜绿微囊藻(Microcystis erugrinosa) 水华微囊藻(Microcystis flosaquae) 具缘微囊藻(Microcystis marginata)
或发状。
1.3 富营养水体中的产毒藻类与毒性
(3)饮用水中的藻毒素
淡水中常见的蓝藻能产生肝毒素和神经毒素， 与供水安全相关。
蓝藻微囊藻水华80%是产毒素的，大部分肝 毒素是微囊藻毒素，已知70多种亚型的微囊 藻毒素。
神经毒素分布范围较肝毒素小，危害程度也 不及微囊藻毒素。
1.3 富营养水体中的产毒藻类与毒性
(4)流行病学资料
太湖流域调查表明：饮用受微囊藻毒素污染 的水会引起人群肝脏酶学指标的变化，导致 肝脏功能损害。
对肝癌高发区江苏海门和启东两地发现：饮 用受微囊藻毒素污染的河沟水的居民患肝癌 相对危险度较饮井水或自来水的居民分别为 1.96和2.39 。
微囊藻毒素是我国南方原发性肝癌高发的三 大环境危险因素（微囊藻毒素、肝炎病毒和 黄曲霉毒素）之一。
颤藻
Oscillatoria
藻体是不分枝的丝状体， 由单列细胞组成藻丝。 丝体上有空去的死细胞 作双凹形，有时还有胶 化膨大的隔离盘，亦为 双凹形，但细胞内有均 匀的内含物，二个隔离 盘或死细胞之间的这一 段叫做藻殖段，生于潮 湿处或小型水体中，漂 浮或附着
念珠藻
Nostoc
念珠藻的藻丝 由一列近球形 细胞组成，形 似一串念珠， 藻丝通常有一 至几个异形胞， 由藻丝组成胶 质团块，形状 有球状、片状
1.1 水体富营养化的概念
湖泊、水库等水域的植物营养成分（氮、 磷等）不断补给，过量积聚，使水体营养 过剩所引起的水质污染现象称为水体“富 营养化”。
江湖
海洋
水华（花）
赤潮
赤潮
1.2 富营养化引起的水质变化
藻类为优势物种，并大面积覆盖 水体表面
感观性状恶化，透明度下降，水 质污浊发臭
鱼腥藻
Anabaena
鱼腥藻（Anabaena） 藻 丝单一，或群集成群体； 自由漂浮，或粘附基质上。 藻丝直走，弯曲，藻丝外 面有透明、无色的水样胶 鞘。细胞一般为球形或腰 鼓形。
易形成水华，是水体富营 养化的标志。水华鱼腥藻 具有毒株，含有鱼腥藻毒A、 B、C和D，其中鱼腥藻毒 A研究较充分，是一种低分 子量的含氮的生物碱，对 动物的最低致死剂量为每 千克体重250微克。
的工业废水、农业退水、水产养殖废水 和生活污水排入水体，使水体中氮、磷 等营养物质的负荷量急剧增加而导致水 体污染的现象。
2.2 水体富营养化的判断标准(1)
按富营养化的水质富营养状态的主要参数和标准 分为：
富营养 中营养 贫营养
参数项目
总磷浓度 叶绿素α浓度 赛克板透明度 溶解氧饱和度
片硅藻科(Diatomaceae) 平板藻属(Tabellaria) 小环藻属(Cyclotella)
中
念珠藻科(Nostocaceae)
金藻科(Chrysophyceae)
• 某些铜绿微囊藻能产生1种微囊藻毒 素(肿瘤促进剂)，可诱发急性肝损 伤和肝肿瘤
绿色微囊藻
Microcystis viridis (A.Br.)Lemm
•绿色微囊藻主要产 生三种毒素，在适 宜条件下，每毫克 干重细胞可产生3-4 微克微囊藻毒素， 其总毒素含量可达 到细胞干重的3‰以 上，是毒素含量最 高的一种藻类。
知识
生物富集作用
回顾
DDT的生物富集作用
水俣病
2 水体富营养化的类型与判断标准
2.1 水体富营养化的类型 2.2 水体富营养化的判断标准 2.3 我国湖泊富营养化的状况
2.1 水体富营养化的类型
按富营养化的原因分为： 天然富营养化：是指湖泊营养物质的天
然富集，需要千年甚至万年的演化过程 人为富营养化：是指由于人为活动产生
贫营养湖泊
贫乏 稀少 稀疏 较深 砂石、砂砾 清澈透亮 较低（冷水） 鲑鱼等
富营养湖泊
丰富 较多 茂盛 较浅 淤泥沉积物 混浊发暗 较高（温水） 鲤、草、鲢等
富
营
数量 品种
养 分布
富营养湖泊
丰富 较少 主要生长在水体表层
贫营养湖泊
稀少 很多 可生长至深层
与 昼夜间的迁移
贫
水华现象 主要藻类
营
有限 经常发生 蓝藻纲(Cyanophyceae) 色球藻科(Chroococcaceae)