汉江武汉段“水华”的形成分析及其防治建议(1)(精)
汉江“水华”成因分析及防治
味, 使汉江 中下游水 厂净 化处理 发 生严重 困难 , 用水 水质 急剧下降 。汉江水华 的频 繁发生是汉江水质 恶化的标 志 , 给沿岸人 民的健康和社会 经济带来极大 的损 失 , 已引起政
Si c dTcnl yU i rt Wua 40 7 ) c nea ehoo nv sy e n g e i h n 302
摘 要 汉江是长江 的最大支流 , 是陕西 、 湖北两省沿岸居 民生活 用水和 工业用水 的重要水 源。随着沿岸人 口的增
加, 工业 的发展 , 污量不 断增加 , 汉江水质逐年下 降 , 排 使 于近 几年 多次 出现 水 华。本文在调 查 的基 础 上 , 对汉 江水华成
年代 , 汉江的水质一直符合地 面水二级 标准 , 自9 代 但 0年
以来 , 随着人 口的增 加 , 业 的发 展 , 工 污水 大量 排 入汉 江。 据 9 年调查统计 , 8 沿途接纳工业 废水和生活 污水 7亿 m , 3 年, 在汉江干流形成大小不 等的污染带 2 o多条 , 总长 度达
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汉 江 “ 华” 因分析 及 防治 水 成
王 桂荣
汉 江 “ 华 ” 因 分 析 及 防 治 水 成
H na g R e “ l eb o aj n i r a a l dPe e t n ys o
A s r c : n—Ja g f e n ft el b t t Ha a i v ri o e o h a n i s
水华的防治对策
水华的防治对策环境微生物技术研究综述——水化防治对策从长期的环保实践来看,水华的防治是一项复杂的系统工程,涉及到社会、经济、人文、地理、气象、水文、环境、生物、物理、化学等多学科,是水污染控制与治理中最为棘手而又代价昂贵的难题。
综合水华成因分析,对水华的防治提出以下几个方面:1、营养盐浓度控制:(1)政策措施。
严格控制水域周边兴建氮肥厂和磷肥厂及氮磷排放量大的其它化工企业。
大力推广和应用生态农业技术,最大限度地防止水土流失。
尽快出台禁用含磷洗涤剂的政策,以减少入库TP排放。
政府应该制定保护库区环境的优惠政策,鼓励发展库区环保产业,在税收、许可、政府投入等方面支持环保产业的发展,同时制定一些相应的环保科技发展政策,大力支持各种实体开展如水体富营养化生态修复技术、水库漂浮物的综合利用技术研究等一系列的库区环保科技攻关研究,确保三峡水库的长治久安,持续发展。
(2)规划措施。
要从根本上遏制水质恶化意识,发挥工程长久效益,必须依靠法律手段加强管理,包括编制水环境保护条例和水土程保护条例,制定流域近期和长远规划,加强上游地区生态环境保护,加大宣传力度,增强流域内人们的法制意识、环保意识与节水意识,落实《水法》、《水土保持法》、《水污染防治法》等各项法律法规,保证库区水质不受污染。
(3)点、面源污染控制。
点源污染物质可以通过污水处理厂和一些生物化学处理手段降低氮磷含量。
面源污染分为城市面源污染和农村面源污染,对于城市面源污染采取雨水分流工程,减少城市面源污染对汉江氮磷负荷的贡献率;农村面源污染的控制手段为鼓励和提倡使用有机肥,改进施肥技术,提高肥料利用率。
2、水动力学控制:(1)实施补水工程。
对于河流型水库,当气象、水质预报条件符合水华发生的条件时,通过水利调度改变水体流速,限制藻类的生长,从而防止水华的发生。
如在枯水期增加丹江口水库下泄流量或者减小三峡水库同期下泄流量、引江济汉补水等,通过水库和汉江中下游的调节水量,避免或减轻其不利影响,减少汉江水华形成的水文因素,维持水体环境的正常功能,防止水华的发生。
汉江_水华_治理问题研究
华中科技大学硕士学位论文汉江"水华"治理问题研究姓名:邱炬亨申请学位级别:硕士专业:行政管理指导教师:严丹屏2010-12-07摘要汉江是长江最大的支流,也是南水北调工程的重要水源同时也是沿岸城市生活和工农业用水重要的水源。
进入九十年代以后,随着工农业建设的发展,工业废水、农业化肥灌溉用水和生活用水排放量逐年递增,这些废水基本上未经处理而直接排入汉江,致使汉江部分河段尤其是下游河段水质恶化非常严重。
由于流域水体富营养化的影响,自1992年2月起,汉江中下游发生多次“水华”,其实质也就是汉江水污染,形式非常严峻。
“水华”问题的产生,根源涉及原因诸多。
其治理采取的方式也不同,有从技术上进行处理的,也有从河流治理和管理的角度进行研究治理的。
本文从政府及公众参与汉江水污染控制管理,公共治理管理的角度出发 ,来研究对汉江“水华”问题治理,并通过以下几个方面对汉江流域“水华”现象的治理问题进行研究:一、从认识“水华”,“水华”发生状况,以及危害和产生的原因进行分析;二、汉江“水华”治理现状进行分析;三、针对上述的治理现状,对汉江“水华”治理过程中遇到的困难进行分析;四、提出汉江“水华”治理对策的改进策略。
本文试图通过市场、政府和社会三分法,对汉江流域“水华”问题的现有治理政策和管理体制进行归纳分析。
并运用公共管理学、公共政策学以及经济学的相关理论来分析各种公共政策的背景、实质、优点和弊端;最后运用这些理论结合现实,针对汉江“水华”治理进行更深入的研究。
关键词:“水华” 汉江 治理 改进策略AbstractHan-jiang River is the largest tributary of the Yangtze River, also is the major water transfer project which is from south to north. At the meantime, it is also a coastal city life and an important industrial and agricultural water source. After the nineties, with the development of industrial and agricultural construction, industrial wastewater, agricultural fertilizers and irrigation water emissions increase every year. These are basically untreated wastewater directly into the Han-jiang River, resulting in the Han-jiang river part of the river; especially downstream water quality deterioration is very serious. As The impact of the Han-jiang river “water bloom” of the water in Han-jiang river. Since February 1992, the Han-jiang river suffered to several “water bloom” the essence of that is the p ollution of the Han-jiang river water. The situation is very serious. The problems results from serious aspects, There are many kinds of methods, such as:To deal with it technically, and we also from the perspective of river regulation and management of governance.This article from the perspective of the Han-jiang river water government control and public participation on the management of the “water bloom”., to study on the Han-jiang river “water bloom”in governance management, and through the following aspects of the Han-jiang river “water bloom”in the issue of governance. First, from the understanding of “water bloom”, “water bloom”conditions occur, as well as the causes of hazards and analysis. Second, the paper takes an analysis of the Han-jiang river “water bloom”Governance. Thirdly,for the governance situation, to study on the difficulties of the Han-jiang river “water bloom” which encountered in the process of governance analysis;4,finally,giving the strategies to improve the situation of the Han-jiang river “water bloom”This paper attempts to market, government, social three angles, for induction of the Han-jiang river “water bloom”that existing governance policies and management system. And using of public management, public policy and the theory of economics, to analyze the background of public policy, nature, advantages and disadvantages, then the paper uses these theories Combined with practical, to study the Han-jiang river “water bloom”more in-depth governance.Keywords:“Water bloom” Han-jiang River Governance Improvement strategies独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
汉江发生_水华_的水文因素
汉江是长江的第一大支流,从丹江口水库流经襄樊、钟祥、沙洋、仙桃等主要城镇,最后在武汉的汉阳和汉口之间汇入长江,长多。
总体上630km 汉江水体水质良好,基本上符合国家三类以下水质标准,其泥沙、悬浮物含量比长江干流小,特别在汛期汉江水体感官性状明显好于长江干流,是汉阳、汉口的主要饮用水源地。
近年来,随着沿江工农业的高速发展,汉江中下游水体有机污染不断加深,加之水文、气象等因素,汉江中下游在枯季发现了三次较严重的“水华”现象。
在上游丹江口水库实施南水北调后,汉江中下游水量将会受到影响,为此开展汉江发生“水华”的水文因素研究就显得尤为重要。
汉江发生“水华”的回顾1 年月中旬至月初,气候转暖,汉江下游199223河段水体受长江干流“顶托”,流速减缓,水中藻类开始增生,出现历史上罕见的“红潮”现象,持续天时间,首次发生“水华”。
3年月至月,汉江中下游全河段水体硅藻199823大量繁殖,严重时,水体变成黄褐色,大约持续7天时间。
“水华”现象比年更为严重。
1992年月日至月日,汉江下游全河段水2000229326体持续天呈深褐色,并略带藻腥味。
“水华”程27度之深,持续时间之长,影响范围之广,在国内罕见,引起了社会各界的广泛关注。
长江日报、湖北电视台、中央电视台相继进行了报道,长江流域水环境监测中心与长江中游水环境监测中心联合进行了跟踪调查监测,并对发生“水华”的各种因素进行了初步分析。
水文因素分析2 水体发生“水华”的本质是藻类含量急剧增大,使水体感官变坏,它堵塞过滤装置,影响印刷厂和造纸厂产品质量和工业设备热交换效率,增加水厂处理费用,甚至危及武汉重镇供水水源地的功能。
汉江“水华”的发生,其枯季的水文条件起到了决定性作用。
-57-汉江发生“水华”的水文因素陈根祥,胡高平,张德兵(长江中游水文水资源勘测局,湖北武汉)430012 摘要: 对汉江中下游水体近年出现“水华”现象进行了回顾,并作了较全面的统计和比较分析,得出汉江水10文条件的变化是其发生的主要因素之一,最后从水文角度提出了汉江发生“水华”的预警水位及流量。
汉江下游江段春季频发“硅藻水华”原因分析
汉江下游江段春季频发“硅藻水华”原因分析城市环境第16卷第3期2002年6月汉江下游江段春季频发”硅藻水华’’原因分析TheAnalysisontheCauseoftheFrequentArising”DiatomWaterBloom”atHanjiangRiverDownstream’SWaterBodyinSpring邵开忠吴青文刘晓云(武汉市环境监测中心站武汉430015) ShaoKaizhong,WuQingwen,LiuXiaoyun(WuhanEnvironmental MonitoringCenterWuhan430015)摘要根据汉江下游从1992年至2000年发生的3次”硅藻水华”跟踪调查资料和近1O年的汉江下游水质监测数据,对汉江下游水华的特征,发生的原因,以及发展趋势进行研究和探讨.结果发现汉江下游水体中浮游植物生长所必须的磷,氮等营养物质浓度均已超过典型的富营养化湖泊,并逐年上升.这是汉江水华频繁发生的主要原因.另外,汉江流域近年常出现暖春,干旱气候,导致汉江下游水流减缓,水温升高,光照充沛,为浮游植物大量增殖提供了适合的环境.关键词汉江水华富营养化浮游植物中图分类号:x522文献标识码:AAbstract:Accordingtotheinvestigationofthethreetimesof”diatomwaterblo om”incidentsinthedownstreamofHanjiangRiverfrom1992to2000andthewaterqu~tymonitoringdatainthelast10yeats,inthi spapertheauthorshavediscussedthecharacteristics,CatlS~anddevelopmenttendencyoftheHanjiangRiver’swaterbloom,Ithas beenfoundthattheconcenl~afionofnutriments(including nitrogenandphosphorus),whichareindispensabletothegrowthofphytoplan kton,allhaveexceededthecorrespondingvaluesofaty1)i- caleutrophiclakeandhavebeingincreasedeveryyear.Thisisthemain~ea.qol qthatwaterbloomarisesfrequentlyatthiswaterbody.Atthesametime,intheHanjiangRiverbasintherehas印pc娜wannspringanddroughtyweatherduringlastseveralyears,whichresult- edindowerflow.increasedtemperatureandabundantsunshine.Thisoffersan idealenvironmentfortherapidgrowthofphytoplankton.Keywords:I-IanjiangRiverWaterbloomEutrophyPhytop]ank~n水华是指富营养湖泊中常见的一种藻类恶性增殖现象.然而,汉江下游先后于1992年,1998年,2OOO年枯水季节(每年1~3月份)发生3次”硅藻水华”——硅藻恶性增殖.水华发生期间,汉江下游水体的主要特征为:水色加深呈黄褐色,浮游植物密度大于10_7个/升,江水有较重的腥味.水华现象在大型河流干流中罕见.本文通过分析近十多年来汉江下游水质监测数据,以及汉江下游硅藻水华发生期间的跟踪调查结果,探讨汉江下游频发”硅藻水华”的原因.1汉江中,下游水域自然环境状况1.1流域概况汉江是长江最大的支流,流经陕西,湖北两省.丹江水库以上为上游,丹江水库到钟祥旧口为中游,钟祥旧口至武汉龙王庙为下游,并由龙王庙汇入长江.汉江中游河道比较大,水流急,下游地处江汉平原,地势较低,水流较缓,北岸局部有基石残丘,南岸沉积物较厚,土地肥沃,此段为易发生”水华”的江段.图1为汉江中,下游流域示意18图.汉江中,下游江段位于湖北省境内,沿途流经1O多个重要城镇,流域面积约占全省总面积的1/3,流域内人口约1110万.汉江是两岸居民主要饮用水源,流域内重要的工,农业用水源,同时,汉江也是沿途城镇所排放生活污水和工业废水的受纳水体之一.1.2水质概况从1980年开始,环保部门已对汉江进行了连续的水质监测.历年的环境质量报告书显示:汉江除氮,磷指标外,其它监测项目都达到I~Ⅱ地表水环境质量标准.在正常年份下,汉江下游枯水期水体中浮游植物密度为32.6X1~67.4X1个,L,水清无味.1.3水文概况收稿日期:2001—09—18作者简介:邵开忠,男,1958年生.高级工程师,从事多年环境生物监测和数据分析工作.汉江下游江段春季频发”硅藻水华”原因分析邵开忠吴青文刘晓云在正常状态下,汉江下游枯水期水流速度大于lm/s,水流量大于lO00m3/s,水温为6一IO~C.2汉江3次”硅藻水华”对比分析1992年.2月汉江下游240公里江段发生历史上首次硅藻水华后,又于1998年2月和2000年2月再次发生更大规模的硅藻水华,现将3次硅藻水华的调查结果和所收集的跟踪调查资料整理为表1,由表1可把汉江下游水华发展趋势归纳为:表1汉江三次水华情况比较*:表示该数据为当年春季枯水期监测数据.2.1发生间隔时间缩短首次水华和第2次水华间隔时间为5年,而第2次水华和第3次水华间隔时间仅2年.说明汉江下游水华发生频率有增加趋势.2.2波及范围扩大5.O4.03.O2.O1.OO.O2.OI.51.0O.5O.O第1次水华只影响到潜江以下240公里江段,而第2次和第3次水华则逐渐波及到钟祥以下约400公里的所有下游江段,水华的影响范围不断扩大.2.3影响程度加深水体中的藻类密度峰值呈递增态势,特别是2000年2 0.250.2O0.15QlO0.05l99019921994199619982ooo~19901992图1CODh变化趋势图图29.O8.07.O6,O5.O4.O3.O2.OI.OO.Ol994l996总磷变化趋势图1998200~-度19@019921994199619982ooo~199019921994199619982ooo~度图3无机氮变化趋势图图4浮游植物密度变化趋势图l9城市环境第16卷第3期2002年6月月枯水期水华的藻类密度峰值为7.46X1个儿,3倍于1992年水华的藻类密度峰值.2.4硅藻水华向硅藻一绿藻混合水华演替一般认为硅藻是中一富营养水体的优势类群,而蓝绿藻是富营养水体的优势类群.汉江下游水华藻类群落结构每次都有变化,1992年水华硅藻占90%以上,随后的2次水华硅藻比例减少到60%左右,绿藻比例呈上升之势表明水质趋向恶化.3汉江下游水质变化趋势为了探讨汉江下游频发水华的原因,分析了汉江武汉段近10年的水质监测数据,并以较有代表性的武汉市宗关水厂监测点位19902OOO年枯水期的水质监测数据为线索,从中筛选出cOD,总磷(rIP),无机氮,藻类密度等4项与水华密切相关的指标进行分析,以判断汉江下游水质的变化趋势,详见图1一图4.图1显示了高锰酸盐指数cOD明显的呈逐年上升趋势,反映出汉江的纳污量提高,水体的自净能力降低.图2显示了无机氮的变化趋势,水体中无机氮的浓度值(水体中氨氮,硝酸盐氮,亚硝酸盐氮浓度值的总和)常年保持在0.8mg/L以上水平.它们是能够被浮游植物快速利用的有效氮源.图3显示了总磷的变化趋势,水体中总磷的浓度常年保持在0.087mg/L以上水平,逐年上升.总磷通常是水体中浮游植物生长的限制性因素,当浓度小于0.Olrne/ L时,浮游植物增殖缓慢;当浓度大于0.05mg/L时,在适当条件下浮游植物会发生恶性增殖,产生水华.图4则显示了汉江下游浮游植物密度逐年上升的变化趋势势.未发生水华现象时,测到的浮游植物最高密度是6.74X1个儿4汉江下游江段频发硅藻水华原因水华是指在相对封闭性水域(如湖泊)内,因水体富营养化而导致的浮游植物恶性增殖现象.本文将参照湖泊富营养化研究的相关成果,分析,探讨汉江水华发生的原因.表2列出了湖泊水域富营养化评判指标(参数),结合表1中归纳的汉江水华调查资料和图2一图5 中反映的水质参数,汉江下游在枯水期易发生水华的原因可归纳为以下三个方面:表2湖泊富营养化评价参数旦堕鲞!重鲞宣笪鲞堑塑蛐度3x1053-10×10510~lOs蓑总磷(,w/L)<0.O10.0l一0.05>0.05总氮(,w/L)<0.0250.025—1.10>1.10se优势种嚣,藻甲鐾,藻蓝n卿副4.1水体内富含氮,磷等营养物质,具备藻类恶性增殖的物质基础从图3和图4可以看出,汉江下游枯水期总磷的浓20度水平每年均保持在0.087megL以上,总氮的浓度水平每年均保持在0.78mg/L以上,两者都超过了表2所列的富营养化湖泊评判标准.丰富的营养物质为浮游植物增殖提供了物质基础.表3列举了国内部分富营养化湖泊水质参数,并把汉江下游枯水期水质参数与其对比.表3国内典型富营养化湖泊水质参数与汉江下游枯水期水质参数比较................................................................................................................... ..................................一●r堡旦塑奎塑墨塑宣塑塑坚!塑富营养化程度重一富营养富营养富营养中营养一{物密度1913.71130.05.314.5(3浮2.游6~植67物.4)总磷(rag/L)1.1450.020.0320.020.087—0.180总氮(rng,L)1.760.901.670.220.78—1.78优势种蓝,绿藻蓝藻蓝藻硅,蓝藻硅藻4.2枯水期汉江下游容易形成相对封闭的水域环境每年2~4月份汉江上游水库下泄水量减少,致使下游江段水位降低,水流减缓.如果遇到气候异常的年份,下游江段容易形成水流量小于50orn3,s,水流速小于0.8m/s的特殊状况,致使汉江下游类似于一段封闭性水体,提供了浮游植物快速增殖的水域环境.4.3枯水期常多晴少雨,水温上升,有利于藻类的光合作用汉江流域1—3月份常多晴少雨,光照充沛,气温逐渐上升,使江面水温升高;加上枯水期汉江下游水量小,流速慢,泥沙下沉,水体表层透光性提高,为浮游植物的光合作用提供了良好的水温和光照环境.通过以上分析,我们认为汉江下游枯水期浮游植物生长必须的营养盐浓度总保持在较高水平,这是藻类恶性增殖的物质基础,也是主要的内在原因.因此,每当遇到汉江流域暖春,干旱的异常气候,汉江下游容易形成流速<0.8m/s,流量<500rn3/s,水温>10℃环境条件, 极有可能发生水华.卢大远(1999)把上述三个参数界定为汉江下游发生水华的”预警值”或”指示值”.5结论在9年内,汉江下游在枯水期发生了3次硅藻水华,这一现象在国内外大型河流干流中极为罕见.汉江水华发生的主要原因是水体中磷,氮等营养物质浓度长期保持在较高水平,提供了藻类增殖的物质基础;当汉江流域遇到暖春,干旱的异常气候,汉江下游在枯水期容易形成流速<0.8m/s,流量<50orn3,s,水温>10℃环境条件,此时这段河流类似一个封闭水域,极有可能发生水华.参考文献1蒙宪仁等,以浮游植物评价巢湖富营养化,水生生物,1988,(12)2国家环保局,水生生物监测手册编委会,水生生物监测手册,东南大学出版社,1993。
武汉水源污染情况分析报告
武汉水源污染情况分析报告武汉水源污染情况分析关键词:武汉,水源,污染水是人类生存和社会发展的物质基础,保护好水环境极为重要。
武汉市滨江、滨湖等水体独特的地理优势为武汉的发展提供了天然的条件。
同时,生产力的快速发展,城市规模的扩大,也给环境带来了巨大的压力,水体污染首当其冲。
近几年,围绕资源节约型、环境友好型社会在武汉的发展,就水污染问题,政府也出台了相关政策,但收效甚微。
现在,我就针对武汉水源污染的相关问题进行具体分析。
一、武汉水体基本情况我市地处长江中游,境内江河纵横,湖泊众多。
市域内有河道40多条,大小湖泊60多个,市郊有水库273座。
全市总水域面积2187平方公里,占市域面积的25.8%;水资源总量7484.4亿立方米,其中可水资源量7450亿立方米;城镇自来水供水能力420.9立方米,居全国第三位,供水面积743平方公里,供水普及率100%。
丰富的水资源既是我市经济社会发展的有利条件,但同时也给武汉市提出了保护水环境的重大课题。
二、武汉市水环境存在的主要问题尽管前期工作深入扎实,但武汉市的水污染的状况还没得到有效的遏制,生态环境还很脆弱,水环境质量不容乐观,主要表现:(一)生活污水问题日益突出据环保部门统计:2000年,全市废水排放量74971.03万吨,其中生活污水排放量34310万吨,占废水排放总量的45.76%。
近年来,我市住宅小区成片开发,餐饮业迅猛发展,旅游业、宾馆业日渐兴旺,在经济繁荣的同时也进一步加剧了水环境污染。
此外,大量的生活垃圾也是水污染的重要原因之一。
目前,长江、汉江武汉段水域船舶流动人员和常住人口日产生垃圾、粪便近300吨,而垃圾收集量仅为20吨,粪便几乎是直接向两江倾倒。
随着城市经济发展,各方面对水的需求量将不断加大,生活污水排放的矛盾还将日益突出。
(二)湖泊污染富营养化严重由于周边地区排污口长期向湖内排污,多数湖泊水质恶化态势明显。
东湖原为清澈见底的洁净湖泊,由于受污染严重,水中氮、磷含量增高,藻类大量繁殖,致使湖泊富营养化严重,天气闷热时,死鱼现象频发。
水华的形成
水华定义
水华(water blooms)是淡水中的一
种自然生态现象,是水体富营养化的一种特 征。绝大多数的水华是仅由藻类引起的,如 蓝藻(严格意义上应称为蓝细菌)、绿藻、 硅藻等;也有部分的水华现象是由浮游动 物——腰鞭毛虫引起的。“水华”发生时, 水一般呈蓝色或绿色。
引起水华现象藻类汇总
蓝藻门 绿藻门 甲藻门 裸藻门 硅藻门 骨条藻属 菱形藻属 甲藻孢囊 盒形藻属 角毛藻属 根管藻属 微囊藻属 尖头藻属 衣藻属 裸甲藻属 壳虫藻 膝口藻属 裸藻 项圈藻属 拟项圈藻 (鱼腥藻)属 隐藻属 螺旋藻属 片藻属 绿藻属 节旋藻属 席藻属 颤藻属 节球藻属 小球藻 属 腔球藻属
由于沿一级支流周边农业经济的调整与发展畜禽水产养殖农药化肥农膜秸秆造成的面源污染负荷的增加对库区水环境保护造成了巨大的压力加速了水库富营养化的进由于三峡成库后过流断面积增大流速降低水流中携带的泥沙大量沉积水质变清水体透明度增大加之库区冬季气温升高雾日减少日照增长等为藻类的生长繁殖提供了有利条件更增加了在上述区域爆发水华的可能性
水华面积占总面积
1/3
由于北方冷空气强度 偏弱,位置偏北,导致 2007年冬春季气候异常, 气温记录连创新高,降水 偏少,风向转换提前,造 成越冬蓝藻种源丰富,复 苏繁殖提早,从而导致蓝 藻水华提前暴发。
三峡水华现象分析
水库位于中国西部,区域经济及社会发展 水平不高。水利工程建设带动库区的农业经济 的同时也促使三峡库区生态环境进入敏感期。 由于沿一级支流周边农业经济的调整与发展, 畜禽、水产养殖、农药、化肥、农膜、秸秆造 成的面源污染负荷的增加,对库区水环境保护 造成了巨大的压力,加速了水库富营养化的进 程。
可得到结论:
汉江中、下游江段的水质已在逐年变坏, 下游江段的水质比中游江段的更差,尤其 进入武汉江段,水质最糟。先后两次发生 硅藻大量繁殖,形成肉眼可见的褐色颗粒 均表明该江段的营养极为丰富,尤其是氮 磷养分对硅藻细胞的增长十分有利。
从流域水环境与水利工程影响角度分析汉江水华成因
从流域水环境与水利工程影响角度分析汉江水华成因作者:***来源:《长江技术经济》2020年第04期摘要:水电梯级开发对河流产生的系列生态学效应是当前热点问题,通过梳理近年汉江水华应急监测成果,从水利工程运行与水华发展的关联角度,进一步深入剖析汉江水华发生的成因及影响要素,提出相关应急调度的防控措施和建议,为汉江水华综合防治提供技术支撑。
关键词:汉江水华;营养盐;叶绿素;水生态群落中图法分类号:X524 文獻标志码:A DOI:10.19679/ki.cjjsjj.2020.0423汉江干流梯级开发在取得巨大社会经济效益的同时,对河流生态系统产生了一定的影响,其中汉江水华作为汉江流域的热点环境问题,呈现逐年频发的态势,严重威胁着区域生态安全。
一般认为,汉江水华的产生与汉江充足的营养盐、春季流域适宜的气候、缓慢的水流有关,但也有学者指出,汉江水体营养盐含量丰富,并不能成为汉江水华暴发的诱发因子,水利工程影响下的流量、流速等水文因子才是制约汉江水华发生的关键要素。
因此,探究影响汉江水华发生的关键因素,以及如何及时精准地防控水华暴发,是目前亟待解决的问题。
1 实验与方法1.1 研究区域与样点布置2018年2月至3月,汉江中下游再次暴发大规模水华,其影响范围、发生历时均明显增加。
为进一步分析汉江水华发生、发展和水利工程运行之间的内在联系,2018年7月至2019年3月,项目组在汉江中下游的19个重要控制断面开展了连续的现场观测,其中以丹江口水库和兴隆水库为重要研究对象,分析水利工程运行对汉江水华发生成因的影响,具体监测样点布置如图1所示。
1.2 样品采集与分析测试按照《水环境监测规范》要求开展现场水质样品和底质样品的采集,同时利用便携式多参数水质分析仪(YSI-EXO,美国)现场开展部分参数的监测,具体包括水温、pH值、溶解氧、电导率、浊度及叶绿素等。
实验室分析参数主要包括总氮、总磷、氨氮、硝氮、叶绿素a、脱镁叶绿素等。
汉江流域水污染状况及治理措施
汉江流域水污染状况及治理措施摘要:汉江是我国重要的优质水源地和湖北省和陕西省汉中地区重要的水资源, 流域的水环境保护对汉江流域经济和社会可持续发展有着极大的影响。
本文根据汉江流域陕西和湖北段多年的水环境质量报告,对汉江流域的现有污染问题及成因进行分析,并结合汉江水质变化趋势分析对汉江水污染治理提出建议和措施关键词:汉江流域;水环境、水环境质量、水污染、治理措施汉江是长江最长的支流,发源于秦岭汉江南源玉河带,干流流经陕西、湖北两省,于武汉市汇入长江,全长1570KM。
汉江流域北以秦岭及外方山与黄河流域为界;东北以伏牛山,桐柏山与淮河流域为界;西以大巴山及荆山与嘉陵江相邻;东南为汉江平原。
全流域面积15.9万平方公里。
1汉江流域水污染现状问题分析1.1工业废水及生活污水形成的点源污染汉江流域各城市污水处理率较低, 生活污水没有处理直接排放造成汉江中营养物质氮磷含量增加, 是造成“ 水华”发生的直接原因。
点源排污仍然是汉江水污染的主要因素。
根据统计资料,2000 年汉江流域废水排放量达53900 万t /a,其中工业废水排放量达26000 万t /a,生活污水排放量达27800 万t/a。
2001 年,湖北省汉江流域污水排放总量为71962 万t,约占全省污水排放总量的32.1%其中工业废水排放量为29536. 3 万t,约占规划区污水排放量的41%; 生活污水排放量42425. 7 万t,约占规划区污水排放量的59%。
到2009 年,汉江流域工业废水COD 排放量达62259. 3 t /a,NH3 -N 排放量达3158. 5t /a; 生活污水COD 排放量达77998. 4 t/a,NH3 -N 排放量达9518. 3 t /a。
1.2汉江流域农业废水等形成的面源污染本文涉及到的面源污染源包括农村生活污染源、农业地表径流、分散养殖、水产养殖、船舶航运污染、大气降水污染源。
经计算得到: ①汉江流域农村生活污染物实际进入水体的量为COD 7249. 5t /a,NH3 -N 1676. 4t /a; ②农业地表径流入河量为COD 52118. 1t /a,NH3 -N10780. 5t /a; ③畜禽养殖污染物的入河量为COD30369. 2t /a,NH3 -N 6074. 0t /a; ④农村分散鱼塘养殖污染实际输入的污染量为COD 4952. 2t /a,NH3 -N 2252. 6t /a; ⑤其它污染源包括旅游污染、船舶污染( 主要是船舶含油污水和生活污水) 、大气降尘以及河流内原污染等,由于排放量相对较小,加上计算困难,在此忽略不计。
汉江武汉段“水华”的形成分析及其防治建议
汉江武汉段“水华”的形成分析及其防治建议摘要“水华”又称水体的富营养化,是由于水体中富含的营养物质导致藻类过量繁殖的现象,它是水体衰老和水质恶化的一种表现。
一般常见于湖泊、水库及近地浅海湾,河流中发生“水华”则极其少见。
汉江武汉段在2000年2月28日发生了第三次“水华”现象,并一直持续到4月上旬,这次“水华”是继92年和98年初春发生的两次以来更为严重的一次。
藻的繁殖速度异常迅猛,先后出现两次藻系列高峰,含藻量分别为7317和7223万个/L,水体呈深褐色,们有较明显的异味。
而92年和98年含藻量峰值分别为2600万个/L和2870万个/L。
这表明汉江武汉段发生“水华”的严重程度在加剧,周期在缩短。
“水华”给自来水公司净水处理带来了巨大压力,同时给市民正常饮用水带来一定影响。
可见汉江水质逐年恶化的情况,分析了“水华”的成因及特点,并对预测和防治“水华”作了一些研究和探讨。
关键词富营养化水华防治建议一、汉江水质的变化情况汉江是长江的最大支流,是沿岸居民生活用水和工业用水的重要水源,它沿途经过14个县市,同时每年接纳了工业废水和市政污水约7亿吨,其中亿吨为生活用水,最后从武汉汇入长江;虽然污染物量大,但由于汉江水流量大,污染物在江水稀释和自然生态作用下使水质得到了控制。
70-80年代,汉江水质一直都符合地面水Ⅱ级标准,然而进入九十年代以后,随着工农业现代化建设的发展,工业废水、农业化肥灌溉和生活用水排放量逐年递增,汉江部分河段尤其是下游河段水质恶化已非常严重。
从沿途水质的结果分析来看,水体酸度下降,CODMn、氨氮、硝酸盐氮、总磷均呈现增高趋势,亚硝酸盐氮也有明显增高,氮磷负荷最大,诱发“水华”发生的几率最大。
从汉江流域的浮游植物的调查情况分析,汉江藻类总细胞密度呈现明显的增高趋热,至武汉江段,藻的总细胞密度达到最高,说明水体藻类很活跃,其中以硅或所占比例最高,其次为为绿藻。
同时藻类的种类的多样性指数呈现减少的趋势表明水体质量恶化,自净能力减弱。
长江流域湖泊水库水华防治对策
长江流域湖泊水库水华防治对策2010-4-7 来源:《人民长江》2009年11月摘要:水华是水体富营养化的表征,对环境的危害性极大。
对长江流域水体富营养化的总体状况、水华发生的基本情况进行了详细的介绍,分析了在环境保护工作中存在的问题。
提出治理水华的对策措施,即:加强流域综合管理、控制污染源、改善水文条件、推进生态治理工作、建立健全法律法规体系、建立稳定的资金投入机制、强化科技支撑作用。
关键词:富营养化;水华;防治对策;长江流域中图分类号:X171;X52 文献标识码:A 文章编号:1001—4179(2009)21—0005—041 水体的富营养化与水华水华的发生与水体的富营养化密切相关。
水体富营养化通常是指水体在自然因素和(或)人类活动的影响下,逐步由生产力水平较低的贫营养状态向生产力水平较高的富营养状态变化的一种现象。
水华通常是指淡水水体在富营养状况条件下,出现藻类异常增殖,导致水面呈现异常水色的现象。
水华是淡水中的一种自然现象,不同藻类形成的水华颜色不尽相同,主要有绿色、红色和褐色等。
目前,对于水华发生的机理尚不十分清楚,但一般认为水体中藻类的暴发性生长主要有以下4方面的原因:①充足的营养物质,主要包括氮、磷等营养盐和有机质等;②适宜的气候条件,主要包括温度和光照等;③适宜的水文条件,如缓慢的水流等;④水体生态系统(特别是食物网)对藻类生长的生物控制作用失效。
氮、磷等营养物质的输入和富集,是水体发生富营养化的最主要原因。
在自然状况下,水体的富营养化演化过程是极为缓慢的,往往需要几千年甚至更长的时间才能完成,但在现代社会中,由于人类活动影响的加剧,水体富营养化的演化过程大大加快,往往只需几十年甚至更短的时间就能形成。
水华的发生是水体富营养化最常见的一种表征,但对环境具有极大的危害性。
目前,我国因水体富营养化形成的水华危害表现出以下几个方面的特点:①污染面大。
大规模水华暴发可能污染上百公里的河段(如汉江中下游的水华)或上千平方公里的湖面(如太湖水华)。
汉江中下游“水华”成因分析及其对策初探
段为中游 , 钟祥至汉 1龙王庙为下游。南水北调 、 2 1 陕西省引江济 渭等跨流域调水工程实 施后 , 对汉 江中下游地 区的生态 环境将 可能产生一定影响。2 o世纪 9 年代 以来 , o 随着汉江中下游水体
富 营 养 化 的 发 展 , 汉 江 中下 游 已发 生 了 3 大 范 围 的“ 华 ” 在 次 水 ,
19 92年 2 月 , 桃 站 流 速 0 7r /, 同期 小 0 1 ~ .6 ~3 仙 . 3s比 n .8 0 4 r /; n s水位 2 .0m, 同 期 平 均 水 位 2 低 1 1 与 此 相 3 3 9 比 5 0m .0m; 反 , 江 武 汉 段 水 位 为 1 . 较 历年 同期 高 。 长 44m, 19 年 2 98 ~3月 , 桃 站 流 速 0 6 3s 比 同 期 小 0 2 仙 .4m /, .4~ 0 5 3s水 位 2 . 比同期 平 均 水 位 低 17 长 江 武 汉 段 .2r /; n 3 2 m, 4 .6m;
算方 法和 汉 江 中下 游 “ 华 ” 治 对 策 。 并根 据 丹 江 1水 库 补 偿 调 节 下 泄 流 量 和 引 江 济 汉 工 程 引 水 流 量 关 系 , 水 防 : 2 建立 补 偿 调 节 模 型 。 由模 型 计 算 结 果 可 知 , 过 丹 江 1水 库 增 加 枯 水 期 下 泄 流 量 和 引 江 济 汉 工 程 加 大调 水 流 通 : 2 量 联 合 调 度 提 供 生 态基 流 , 降低 汉 江 中 下 游 “ 华 ” 生 的概 率 。 可 水 发 关 键 词 :水 华 ” 生 态 调 度 ;引 江 济汉 工程 ;汉 江 中下 游 “ ; 文 献 标 识 码 :A 19 98年 2 中下 旬 至 3 上 旬 及 4月 上 中 旬 , 江 中 下 游 月 月 汉 中 图分 类 号 : 5 X2
2018年汉江中下游水华成因分析与治理对策
第49卷第17期2018年9月㊀㊀人㊀民㊀长㊀江Yangtze㊀River㊀㊀Vol.49ꎬNo.17Sep.ꎬ2018收稿日期:2018-04-02基金项目:湖北省自然科学基金项目(2017CFB312)ꎻ中央高校基本科研业务费项目(2017B20514)作者简介:王㊀俊ꎬ男ꎬ教授级高级工程师ꎬ局长ꎬ主要从事长江流域水文水资源等方面的应用研究及技术管理工作ꎮE-mail:wangj@cjh.com.cn通讯作者:钱㊀宝ꎬ男ꎬ高级工程师ꎬ博士ꎬ主要从事环境水文与生态水利方面的研究ꎮE-mail:jacber@163.com㊀㊀文章编号:1001-4179(2018)17-0007-052018年汉江中下游水华成因分析与治理对策王㊀俊ꎬ汪金成ꎬ徐剑秋ꎬ钱㊀宝(长江水利委员会水文局ꎬ湖北武汉ꎬ430010)摘要:2018年2月汉江中下游再次暴发硅藻水华ꎬ从2月8日至3月中下旬ꎬ历时30余天ꎬ是有资料记载以来最长的一次ꎮ自水华暴发后ꎬ长江水利委员会及时启动应急预案ꎬ利用汉江中下游梯级水库群进行了水量调度ꎬ以控制水华的进一步发展ꎬ同时在汉江中下游河段设置了6个监测断面进行逐日监测ꎮ调查结果显示:此次硅藻水华优势种为汉氏冠盘藻(Stephanodiscushantzschii)ꎬ暴发期其藻密度最高达到了3200万cell/Lꎬ水华影响范围从原先的武汉至仙桃段延伸至了兴隆库区ꎮ根据调查结果ꎬ分析了水华发生的几点原因ꎬ包括硅藻优势种种源问题㊁污染源控制问题以及特殊的水文气象情势等ꎬ并提出了严控污染输入㊁优化水量调度方案㊁完善管理机制等几点治理对策ꎮ但要永久解决汉江水华问题ꎬ还需地方各级政府在当前河长制要求下积极作为ꎬ全面保护汉江水生态环境ꎬ彻底解决流域面源污染问题ꎮ关㊀键㊀词:硅藻水华ꎻ水量调度ꎻ藻类监测ꎻ河长制ꎻ汉江流域中图法分类号:TV698㊀㊀㊀文献标志码:ADOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2018.17.002㊀㊀在当前全面推行河长制的大背景下ꎬ地方各级政府对辖区水环境问题非常重视ꎬ特别是在行政交界地区ꎬ水系河湖的环境问题更是各方关注的焦点ꎮ汉江作为长江的最大支流ꎬ其上游末端的丹江口水库是南水北调中线工程的水源地ꎬ担负着缓解我国北方用水压力的重任ꎻ中下游干流流经了14个县市区ꎬ也是湖北㊁河南两省重要的工农业取水和居民用水水源地ꎮ然而由于近年来汉江中下游水体富营养化加剧ꎬ水华现象频发[1]ꎮ自1992年春季水华首次大规模暴发以来ꎬ几乎隔年就会爆发ꎬ对沿江水体生态环境造成较大影响ꎬ特别是在2010年以后ꎬ水华暴发频率更高ꎬ且规模呈逐步扩大趋势ꎬ严重威胁了区域生态安全ꎬ给全面实施河长制工作带来了新的挑战[2]ꎮ作为河流水华的典型代表ꎬ汉江水华本质为硅藻水华ꎬ不同于出现在湖泊㊁水库等静水生态系统中的蓝㊁绿藻水华ꎬ大多数硅藻对低温耐受性强ꎬ且喜好生活在有一定流速的水体ꎬ除了对氮㊁磷等营养盐有一定需求外ꎬ还需利用环境中的硅酸盐来合成细胞壁ꎬ因此硅含量也是影响硅藻生长的一个关键因子ꎬ这些均为汉江水华在特定季节(春季)特定水文条件(枯水期)下的发生提供了前提条件ꎮ对于硅藻水华的成因及生物学原理ꎬ国内外已有相关研究成果ꎬ一般来说ꎬ藻类水华是多种环境因子综合作用的结果ꎬ其成因普遍认为是较高的营养盐加适宜的气象和水文条件所致ꎮ但对于硅藻水华ꎬ由于其种类繁多ꎬ生境较广ꎬ不同生态系统中水华形成的原因也可能存在差异ꎬ如大多认为河流型水华的发生归因于低流速㊁高营养盐和适中温度[3]ꎮ但也有学者指出ꎬ大型水利工程尤其是拦河大坝的建设对河流浮游生物结构会产生十分显著的影响[4-5]ꎮ其中ꎬ谢平等甚至指出ꎬ氮㊁磷等水质因子和水温等气候因子不是制约汉江水华发生的关键因子ꎬ水利工程影响下的流量㊁流速等水文因子才是制约汉江水华发生的关键因子[6]ꎮ通过对最新研究成果分析发现ꎬ目前对于硅藻水㊀㊀人㊀民㊀长㊀江2018年㊀华越来越形成这样一个共识:河流中水文状况㊁降水㊁温度等物理因素往往比水体营养盐水平等更为重要ꎬ而水文因子在水华暴发过程中很可能就是限制性因素[7]ꎮ基于该理论ꎬ作为流域管理机构的长江水利委员会通过汉江中下游梯级水库联合调度的方法治理汉江水华ꎬ曾一度取得了较好的效果ꎮ但从2018年2月最新暴发的水华情况来看ꎬ汉江水华形势有了新的变化ꎬ运用流量调节方法受到了一定的制约ꎮ本文拟就汉江水华暴发的新形势进行详细分析ꎬ并就新问题提出了新的对策方案ꎬ为积极推进河长制及汉江水华防治工作提供科学参考ꎮ1㊀2018年汉江水华暴发过程2018年2月上旬ꎬ经沿江水文站网工作人员调查了解ꎬ汉江中下游河段水体出现异常ꎬ疑似发生水华ꎮ经环境监测人员现场监测后确认ꎬ从2月8日开始ꎬ汉江皇庄以下河段呈现轻微水华现象ꎬ河段水体颜色出现异常ꎬ并不断加深ꎻ至2月11日ꎬ皇庄以下河段水体颜色加深ꎬ呈现棕褐色ꎬ并伴有浓烈的腥臭味ꎬ由此判断汉江又一次暴发了硅藻水华ꎮ为确保汉江中下游城乡居民用水安全ꎬ长江水利委员会启动应急预案ꎬ加大梯级水库群下泄流量进行流量调节ꎬ同时在汉江中下游皇庄至武汉约400km江段上开展了藻类逐日监测ꎮ至3月18日ꎬ全河段水华现象明显消退ꎬ水体颜色由棕褐色转浅绿色最后至无色ꎮ此次水华历时30余天ꎬ为有资料记载以来历时最长的一次ꎮ本次监测共设置了皇庄㊁沙洋㊁岳口㊁仙桃㊁汉川㊁宗关等6个断面(断面布置如图1所示)ꎬ其中皇庄代表为兴隆库区的入库断面ꎬ沙洋为兴隆库区断面ꎬ岳口㊁仙桃㊁汉川分别为兴隆大坝下游河段断面ꎬ而宗关则代表汉江最下游近入河口断面ꎮ断面具体监测参数包括水温㊁pH㊁溶解氧㊁饱和度㊁叶绿素a㊁藻密度㊁藻类优势种以及相应的水文参数ꎮ图1㊀应急监测断面布置示意Fig.1㊀Theschematicdiagramofemergencymonitoringsection自水华暴发后ꎬ长江委立即启动应急预案ꎬ加大丹江口㊁崔家营㊁兴隆等水利枢纽的下泄流量ꎬ同时增大引江济汉工程向汉江和东荆河的补水流量ꎬ以增加下游河段水位流量ꎬ消除水华发生的关键水文因子ꎮ沿江各地政府应急联动ꎬ管控沿江污染源排放ꎬ以限制水华发生的营养盐因子ꎮ监测结果显示ꎬ2月12~22日期间ꎬ皇庄站流量在834~962m3/s之间变动ꎬ兴隆站在648~890m3/s之间变动ꎬ仙桃站流量在834~962m3/s之间变动ꎬ皇庄㊁沙洋断面平均流速在0.4~0.5m/s之间变动ꎻ兴隆和仙桃站在0.6~0.8m/s之间变动ꎻ水华暴发期各监测断面水温最低为8.5ħꎬ最高为17.7ħꎬ其中沙洋断面平均温度为10ħꎬ仙桃断面平均温度为11ħꎬ宗关断面平均温度为12.6ħꎻpH值由初期的8.1上升至8.9ꎻ溶解氧变化范围为9.71~15.7mg/Lꎬ其饱和度一度达到了151%ꎮ以上参数均超过了硅藻水华暴发的警戒值(水温ȡ10ħꎬpHȡ8.0ꎬDOȡ12mg/L)[8]ꎬ可见此次汉江水华暴发程度较大ꎮ通过对各断面藻密度的监测发现(图2)ꎬ水华暴发的极值点出现在2月21日前后ꎬ即水华暴发后将近10dꎬ位于汉江下游入河口的宗关断面藻密度达到了3200万cell/Lꎬ之后呈下降趋势ꎬ但下降不明显ꎻ至3月5日ꎬ藻密度才开始显著下降ꎬ至3月7日ꎬ各断面下降至500万cell/L左右ꎬ同时ꎬ在皇庄断面监测到的优势种由原来的硅藻单优势转变为硅藻和绿藻双优势ꎬ由此说明ꎬ硅藻群体开始衰亡ꎬ新的藻种占据了优势ꎬ硅藻水华开始消退ꎻ至3月9日ꎬ各监测断面水体颜色逐步趋于正常ꎬ各断面藻密度在140万~320万cell/L之间ꎻ至3月13日ꎬ受晴朗天气状况影响ꎬ藻密度有小幅上升ꎬ在568万~688万cell/L之间ꎬ但全江段水体表观基本恢复正常ꎬ水体无色无味ꎮ图2㊀水华暴发期各断面藻密度变化趋势Fig.2㊀Thevariationtrendofalgaedensityindifferentsectionsinwaterbloomperiod2㊀水华成因分析对于之前汉江水华的成因分析ꎬ大多数研究结果主要集中在3个方面:①水质因素ꎮ汉江中下游地区排污量日益严重ꎬ藻类生长所需的氮㊁磷等营养盐过剩ꎮ②气候因素ꎮ春季气温偏暖ꎬ加之合适的光照条件ꎬ促进藻类大量繁殖ꎮ③水文因素ꎮ受长江较高水8㊀第17期㊀㊀㊀王㊀俊ꎬ等:2018年汉江中下游水华成因分析与治理对策位顶托和汉江流量减少的共同作用ꎬ汉江水流速度变缓ꎬ流速减小ꎬ水体表现出湖泊特性ꎬ为水华的发生提供了环境[9-10]ꎮ但纵观此次水华ꎬ相比过去形成条件ꎬ又出现了新情势:(1)水华暴发范围扩大ꎮ之前发生的水华主要集中在仙桃至武汉新沟段ꎬ水华暴发峰值影响范围约离河口200km区域为主ꎬ而此次暴发的水华延伸到了皇庄断面ꎬ距离入河口400余kmꎬ在兴隆库区的沙洋断面监测到的水华暴发期藻密度达到了1700万cell/Lꎬ由此说明ꎬ水华暴发区已经延伸至兴隆库区ꎮ(2)在大流量冲刷下水华日久不退ꎮ针对过去水华的研究ꎬ很多研究表明当仙桃断面流量在500m3/s以上时ꎬ水华便可逐步消退ꎻ殷大聪等还利用历史资料分析得出ꎬ通过水库水量联合调度ꎬ使仙桃站的流量大于800m3/sꎬ对应满足90%保证率时可防治水华[11]ꎮ但此次从水华暴发初期ꎬ丹江口㊁兴隆等加大下泄流量ꎬ仙桃站流量保持在800m3/s以上ꎬ甚至最大时达到了1230m3/sꎬ水华现象仍不见好转ꎮ面对如此形势ꎬ我们结合水华暴发期的监测资料及历史经验ꎬ总结分析了以下几点成因ꎮ2.1㊀硅藻优势藻种种源问题一直以来针对汉江硅藻水华的优势种均是以小环藻为研究对象[12]ꎬ但也有部分学者如郑玲玲㊁杨强等通过电子显微镜扫描后发现汉江水华优势种为冠盘藻[13-14]ꎮ小环藻和冠盘藻虽说同属硅藻ꎬ但其生活习性存在一定差异ꎮ如小环藻更喜好静水且磷充足的环境ꎬ而冠盘藻更容易在水体扰动较大ꎬ具有一定的流速及营养盐浓度波动较大的环境中占优势ꎮ所以针对此次水华ꎬ在上游不断增加来水情况下藻类仍占优势等情况推断ꎬ此次水华优势种极可能为冠盘藻ꎬ而非小环藻ꎮ通过对优势藻种的进一步鉴定ꎬ确定本次水华优势种为汉氏冠盘藻(Stephanodiscushantzschii)ꎬ分类上归属硅藻门㊁中心纲㊁圆筛藻目㊁圆筛藻科㊁冠盘藻属ꎮ镜检图片见图3ꎮ图3㊀水华优势种鉴定图片Fig.3㊀Identificationofthedominantspeciesofwaterbloom2.2㊀污染源控制问题从兴隆水库的入库端皇庄断面监测的水华现象可知ꎬ今年的水华已经延伸至兴隆库区ꎬ由此可见ꎬ目前兴隆库区的水体富营养化程度处于逐步加剧的过程ꎮ根据长江水利委员会2月份的水质监测资料可知(表1)ꎬ水体从丹江口库区流经襄阳后ꎬ在余家湖断面显示其氨氮和硝氮含量均有了一定程度的提高ꎬ由此说明兴隆库区水体接纳了部分上游和库区的污染物ꎬ其中就包含了来自襄阳等上游城市的排污ꎻ而在仙桃㊁集家嘴(入河口)发现其氮㊁磷含量也呈逐步升高的趋势ꎬ由此可知ꎬ汉江中下游水体正遭受着沿江面源污染的侵袭ꎬ沿江两岸的治污工作任重而道远ꎮ通过监测断面氮磷比的对比发现ꎬ仙桃㊁集家嘴的氮磷比更接近适合藻类繁殖的阈值(氮磷比=13)[15]ꎬ而余家湖断面的氮磷比到了86ꎬ远远超过藻类适宜的范畴ꎬ这也解释了为何在襄阳河段附近还未出现水华ꎮ表1㊀汉江中下游部分断面2月份营养盐监测结果Tab.1㊀ThenutrientmonitoringresultsofpartialsectionsinFebruary断面名称氨氮/(mg L-1)硝氮/(mg L-1)总氮/(mg L-1)总磷/(mg L-1)氮磷比丹江口坝下0.091.241.440.0348余家湖0.121.601.720.0286仙桃0.011.761.770.0919集家嘴0.211.681.890.10182.3㊀特殊的水文气象情势通过图2各监测断面的藻密度变化趋势分析可知ꎬ各监测断面从最上游的沙洋至近河口的宗关ꎬ藻密度呈现递增的趋势ꎬ在时空分布上呈现一种 时滞 现象ꎬ主要原因为下游河段除了承受自身的藻类繁殖ꎬ还需接受上游冲下来的藻群ꎬ呈现一种累积的状态ꎮ同时ꎬ受天气原因的影响ꎬ藻类繁殖能力也出现波动ꎬ这为 时滞 现象的另一方面ꎬ如在2月20日经历了降雨之后ꎬ各断面藻密度在21ꎬ22日均出现了不同程度下降ꎬ而之后随着天气转晴ꎬ藻密度又有上升趋势ꎮ由此说明ꎬ气候原因特别是光照在水华暴发过程中起到了重要的作用ꎮ再看图2各监测断面的藻密度变化趋势ꎬ从2月20日至3月2日左右ꎬ兴隆以下断面藻密度均有下降趋势ꎬ这可能就是水量调度的效果ꎬ从一定程度上遏制了藻类的进一步暴发ꎻ但在沙洋断面同时期却不降反升ꎬ故需分析为何其上游的丹江口水量调度效果不显著ꎮ从相关水文监测资料分析发现ꎬ以3月3日为例ꎬ同期皇庄和沙洋站的断面流量均为1100m3/sꎬ但断面流速却相差较大ꎬ皇庄站断面流速为0.75m/sꎬ而沙洋站则只有0.31m/sꎬ由此可见ꎬ兴隆库9㊀㊀人㊀民㊀长㊀江2018年㊀区的存在 弱化 了上游水量冲刷的效果ꎬ同时给库区藻类的繁殖提供了缓冲空间ꎮ因此ꎬ推测此次水华日久未衰的主因在于兴隆库区水华未能得到有效控制ꎬ随着兴隆水利枢纽下泄流量的增加ꎬ藻类被源源不断地输送至坝下游ꎬ导致宏观上表现为丹江口水量调度作用不明显ꎮ2.4㊀其他方面的原因以上三方面可能是造成此次水华暴发程度超预期的主要原因ꎮ除此之外ꎬ有关学者认为长江水位的顶托作用及汉江中下游大幅下降的泥沙含量问题对水华的发生也起了一定的作用[10ꎬ15]ꎮ通过查阅水华暴发期汉口水文站水位流量资料发现ꎬ近期长江武汉段水位较同时期高ꎬ以2月10日汉口站水文情势为例ꎬ当天断面平均流量为15100m3/sꎬ较2月份多年平均流量(约10000m3/s)高出了近50%ꎬ由此可见ꎬ长江水位顶托作用减小了汉江中下游水面比降ꎬ从一定程度上降低了水面流速ꎬ对抑制水华的发生产生了不利影响ꎮ对于汉江泥沙问题ꎬ随着梯级水库群的建立ꎬ下游河段水体泥沙含量越来越低ꎬ从藻类生理特性上分析ꎬ这将放大光照对藻类繁殖的作用ꎮ由于硅藻表面的硅壳质量较重ꎬ一般其是悬浮于水体中下位置ꎬ这与蓝藻等漂浮于水体表面不同ꎮ水体中的泥沙原本可以为硅藻遮挡一部分阳光ꎬ阻碍其进行光合作用生长ꎬ但随着泥沙含量的减小ꎬ光照更容易穿透水体ꎬ为藻类生长提供更充足的光照ꎬ导致在相同天气条件下也更容易暴发水华ꎮ除此之外ꎬ引江济汉工程的应急调度对本次水华的抑制作用效果存疑ꎮ如图1所示ꎬ引江济汉出水口位于兴隆水利枢纽下游ꎬ对于本次发生在兴隆库区的水华而言ꎬ该工程的应急调度显然是没有作用的ꎻ而对于发生在兴隆水利枢纽下游河道的水华ꎬ引江济汉工程200m3/s的调水规模对下游河道的稀释作用有限ꎬ反而从营养盐角度来说ꎬ由于长江干流氮磷营养盐含量要明显高于汉江ꎬ因此引江济汉工程将长江水调入汉江后ꎬ从某种意义上来说是对汉江下游发生水华河道营养盐的补充ꎬ反而还会加剧水华暴发的风险ꎮ3㊀河长制下治理对策通过以上对此次水华暴发的主要原因分析ꎬ提出以下几点治理对策ꎮ3.1㊀严控污染输入汉江中下游水体富营养化严重是水华发生的根本原因ꎮ目前汉江中下游水体中氮磷含量较高ꎬ已充分满足水华形成的必要条件ꎮ随着今年水华范围的进一步延伸ꎬ说明汉江中下游的流域污染防止工作还需进一步加强ꎬ特别是在河长制管理框架下ꎬ汉江河长制应分段落实到位ꎬ沿江各地市应充分重视本河段内污染控制工作ꎬ严防不达标的工农业废水㊁生活污水等直排入河ꎬ逐步提高面源污染的防控能力ꎬ尤其在兴隆库区ꎬ应集中进行污染源排查和管控ꎬ压减污染物排放入河ꎮ2018年ꎬ在河长制推动下湖北省率先出台了«湖北省汉江中下游流域污水综合排放标准»(简称«汉江标准»)ꎮ«汉江标准»比现有18个行业排放标准总体在 重点保护水域 提严了45%左右ꎬ在 一般保护水域 提严了35%左右ꎬ这将有利于倒逼企业转型升级㊁推动绿色发展ꎬ促进流域产业结构优化和空间布局合理调整ꎬ改善汉江水环境质量问题ꎮ因此相关部门应在新时期治水理念下严格执行新标准ꎬ只有改善汉江整体水生态环境ꎬ才是永久防治汉江水华发生的根本方法ꎮ3.2㊀优化水量调度方案通过水库群联合调度ꎬ调节生态流量是防治汉江水华的应急办法ꎮ生态调度的目的是尽量消除水华形成的水文条件ꎬ防止水华发生ꎮ通过此次水华应急调度得到的启示ꎬ今后应进一步优化调度方案ꎬ特别是在水华暴发前的敏感时期ꎬ如发现在兴隆库区有出现水华迹象ꎬ首先应加大兴隆的下泄流量ꎬ降低库水位ꎬ拉升库区及坝下游河段的水面流速ꎬ以控制藻类繁殖的总体水文环境ꎻ然后再加大丹江口下泄流量ꎬ进一步增加库区水面流速ꎬ补充库区水量ꎬ稀释藻类密度ꎮ对引江济汉等调水工程的使用应根据周围环境条件谨慎选择ꎬ且不可盲目决策ꎮ从此次水量调度的经验来看ꎬ过早增加丹江口的下泄水量对水华防控帮助有限ꎬ甚至是浪费了宝贵的南水北调水源ꎮ此外ꎬ鉴于兴隆库区水体富营养化日益严重ꎬ日常库区换水频率还需增加ꎮ以兴隆库区4.85亿m3设计库容计算ꎬ如按应急调度时的800m3/s流量进行下泄换水ꎬ则最少也需要1周左右ꎬ这对水华暴发期藻类控制是极为不利的ꎮ3.3㊀完善管理机制考虑到汉江水环境保护工作是一项长远的工程ꎬ汉江流域的生态环境涉及沿江6省市的20个地区㊁78个县市约4000万人民对美好生活的追求ꎬ故应积极完善相关管理机制ꎬ加强汉江流域水量水质统一管理ꎬ强化流域机构协调㊁指导㊁监督㊁监测作用ꎬ特别是在 节水优先㊁空间均衡㊁系统治理㊁两手发力 的新时期水利工作方针指导下ꎬ各级政府部门要积极协同高等院校㊁科研院所提高科研创新能力ꎬ研究系统完善的应用管理机制ꎬ保证河湖长制长效运行ꎬ为建设生态优美的流域环境提供保障ꎮ01㊀第17期㊀㊀㊀王㊀俊ꎬ等:2018年汉江中下游水华成因分析与治理对策4㊀结语(1)此次汉江水华历时30余天ꎬ为有资料记载以来历时最长的一次ꎮ本次硅藻水华优势种为汉氏冠盘藻(Stephanodiscushantzschii)ꎬ暴发期其藻密度最高达到了3200万cell/Lꎮ水华影响范围从原先的武汉至仙桃段延伸至了兴隆库区ꎬ水华形势有了新的变化ꎮ(2)长江水利委员会在水华暴发期的应急调度措施显著遏制了水华现象的进一步加剧ꎬ发挥了良好的作用ꎮ随着汉江中下游梯级水库建设的逐步完成ꎬ水华形势发生了一定的变化ꎬ对应的应急调度方案仍可进一步优化ꎬ这给流域应急调度工作带来了新的启示和新的要求ꎮ(3)水华发生的根本原因是汉江中下游水体富营养化问题ꎬ所以在目前形势下ꎬ应以全面实施河长制为契机ꎬ严控污染输入ꎬ加强流域面源防控能力ꎬ改善流域水生态环境ꎻ流域水量调度作为水华暴发期的应急措施ꎬ在面临不断变化的环境问题时需要逐步优化和完善ꎬ以提升流域机构在河长制中的协调㊁指导㊁监督㊁监测作用ꎮ致谢感谢长江水利委员会水文局㊁长江流域水环境监测中心等单位的同志在采样㊁样品测试等方面付出的辛勤劳动ꎬ同时也感谢中科院南京地理湖泊所陈宇炜研究员㊁上海师范大学王全喜教授在藻类鉴定方面提供的技术支持ꎮ参考文献:[1]㊀窦明ꎬ谢平ꎬ夏军ꎬ等.汉江水华问题研究[J].水科学进展ꎬ2002(5):557-561.[2]㊀张德兵ꎬ钱宝ꎬ张育德.汉江水华的特征水质参数分析[J].水资源研究ꎬ2016(4):402-408.[3]㊀潘晓洁ꎬ朱爱民ꎬ郑志伟ꎬ等.汉江中下游春季浮游植物群落结构特征及其影响因素[J].生态学杂志ꎬ2014(1):33-40.[4]㊀谢平ꎬ窦明ꎬ夏军.南水北调中线工程不同调水方案下的汉江水华发生概率计算模型[J].水利学报ꎬ2005(6):727-732.[5]㊀李柏山ꎬ李海燕ꎬ周培疆.汉江流域水电梯级开发对生态环境影响评价研究[J].人民长江ꎬ2016ꎬ47(23):16-22.[6]㊀谢平ꎬ夏军ꎬ窦明ꎬ等.南水北调中线工程对汉江中下游水华的影响及对策研究(Ⅰ) 汉江水华发生的关键因子分析[J].自然资源学报ꎬ2004(4):418-423.[7]㊀任杰ꎬ朱广伟ꎬ金颖薇ꎬ等.换水率和营养水平对太湖流域横山水库硅藻水华的影响[J].湖泊科学ꎬ2017(3):604-616.[8]㊀卢大远ꎬ刘培刚ꎬ范天俞ꎬ等.汉江下游突发 水华 的调查研究[J].环境科学研究ꎬ2000(2):28-31.[9]㊀王红萍ꎬ夏军ꎬ谢平ꎬ等.汉江水华水文因素作用机理 基于藻类生长动力学的研究[J].长江流域资源与环境ꎬ2004(3):282-285.[10]㊀吴兴华ꎬ殷大聪ꎬ李翀ꎬ等.2015-2016年汉江中下游硅藻水华发生成因分析[J].水生态学杂志ꎬ2017(6):19-26.[11]㊀殷大聪ꎬ尹正杰ꎬ杨春花ꎬ等.控制汉江中下游春季硅藻水华的关键水文阈值及调度策略[J].中国水利ꎬ2017(9):31-34.[12]㊀况琪军ꎬ谭渝云ꎬ万登榜ꎬ等.汉江中下游江段藻类现状调查及 水华 成因分析[J].长江流域资源与环境ꎬ2000(1):64-71. [13]㊀杨强ꎬ谢平ꎬ徐军ꎬ等.河流型硅藻水华研究进展[J].长江流域资源与环境ꎬ2011(S1):159-165.[14]㊀郑凌凌.汉江硅藻水华优势种生理生态学研究[D].福州:福建师范大学ꎬ2005.[15]㊀王培丽.从水动力和营养角度探讨汉江硅藻水华发生机制的研究[D].武汉:华中农业大学ꎬ2010.(编辑:刘媛)CausesanalysisofwaterbloominmiddleandlowerreachesofHanjiangRiverin2018anditscountermeasuresWANGJunꎬWANGJinchengꎬXUJianqiuꎬQIANBao(BureauofHydrologyꎬChangjiangRiverWaterResourcesCommissionꎬWuhan430010ꎬChina)Abstract:㊀InFebruary2018ꎬdiatombloomagainoccurredinthemiddleandlowerreachesoftheHanjiangRiverandlastedmorethan30daysfromFebruary8tomid-lateMarchꎬwhichwasthelongestoneinrecordeddata.SincetheoutbreakofwaterbloomꎬtheChangjiangWaterResourcesCommissionpromptlystartedemergencyplanandoperatedthecascadereservoirsonthemiddleandlowerreachesoftheHanjiangRivertoregulateflowforcontrollingitsdevelopment.Atthesametimeꎬsixmonitoringsectionsweresetupinthemiddleandlowerreachesfordailymonitoring.TheinvestigationshowedthatthedominantspeciesofdiatomsinthisbloomwasStephanodiscushantzschiiꎬthealgaedensityreachedupto32millioncells/Lduringtheoutbreakperi ̄odanditsinfluencescopeextendupstreamtoXinglongReservoirareaꎬmoreupstreamthanpreviousXiantaoreach.Accordingtotheinvestigationresultsꎬseveralcausesfortheoccurrenceofthewaterbloomaresummarizedꎬincludingdiatomdominantspeciessourceꎬpollutionsourcecontrollingandspecialhydro-meteorologicalsituationsꎬetc.ꎬandseveralcountermeasuresareputfor ̄wardꎬincludingstrictcontrolofpollutioninputꎬoptimizationofwaterschedulingschemeandimprovementofmanagementmecha ̄nism.HoweverꎬtopermanentlysolvethediatombloomproblemꎬitisalsonecessaryforlocalgovernmentsatalllevelstoworkactivelyundertherequirementsofthecurrentriverheadsystemtoprotectthewaterecologicalenvironmentoftheHanjiangRiverinanall-roundwayandthoroughlysolvetheproblemofnon-pointsourcepollutionintheriverbasin.Keywords:㊀diatombloomsꎻwaterschedulingꎻalgaemornitoringꎻtheriverheadsystemꎻHanjiangRiverBasin11。
水华是怎么样形成的
水华是怎么样形成的水华是养殖水体中常出现的水质问题。
水华是水体中的藻类快速大量繁殖形成的。
它是肉眼可见的藻类群体,通常水体颜色呈现老水的一种现象。
严重时可在水体表面漂浮积聚形成一层绿色的藻席。
那么,水华是如何形成的呢?如何防治呢?接下来小编给您介绍下相关的生物灾害安全小知识。
什么是水华现象?“水华”(water blooms)是淡水中的一种自然生态现象,只是仅由藻类引起的,如蓝藻(严格意义上应称为蓝细菌)、绿藻、硅藻等,也就是水的富营养化。
“水华”发生时,水一股呈蓝色或绿色。
这种在自然界就有的“水华”现象,在我国古代历史上就有记载。
在自然界中它们很快消失,并没有给水产动物和人类带来危害。
水华可以说是湖泊地区的“赤潮”现象。
水华形成的原因是什么?导致水华发生的重要的因素之一就是水体的富营养化。
当藻类大量生长时,这些藻类常在下风头水面漂浮着一层蓝绿色或红黄色的水花或薄膜——湖靛。
虽然藻类生长很快,但因水中的营养盐被用尽,它们也很快的死亡。
藻类大量死亡后,在腐败、被分解的过程中,也要消耗水中大量的溶解氧,并会上升至水面而形成一层绿色的黏质物,使水体严重恶臭。
而造成水华现象的出现,主要原因还是水域沿线大量施用化肥、居民生活污水和工业废水大量排入江河湖泊,致使江河湖泊中氮、磷、钾等含量上升。
而人为的往水体中排放氮素(主要是铵盐、硝酸盐和亚硝酸盐)和磷素(主要是正磷酸盐和各种形态的磷酸盐),使得淡水富营养化,超出环境容量和自净能力,“水华”频繁出现,面积逐年扩散,持续时间逐年延长。
中国的太湖、滇池、巢湖、洪泽湖都有水华现象。
水华现象已成为一种世界性的公害,美国、日本、中国、加拿大、法国、瑞典、挪威、菲律宾、印度、印度尼西亚、马来西亚、韩国、香港等30多个国家和地区水华现象发生都很频繁。
淡水池塘常见水华的种类及特点我国常见且受到广泛关注的淡水池塘水华藻类为:蓝藻、甲藻、裸藻。
这3类水华的特点如下:1、蓝藻水华我国的蓝藻型水华以微囊藻属、鱼腥藻属、颤藻属、束丝藻属较为常见。
汉江中下游江段藻类现状调查及_水华_成因分析
文章编号:100428227(2000)0120063208汉江中下游江段藻类现状调查及“水华”成因分析Ξ况琪军1,谭渝云1,万登榜1,张家玉2(1.中国科学院水生生物研究所,武汉430072; 2.湖北省环境保护研究所,武汉430072)摘 要:汉江是长江的最大支流,全长1532km ,年径流总量为591亿m 3,流域面积15.1万km 2。
汉江既是湖北省主要航道之一,又是沿岸居民生活用水和工业用水的重要水源。
早在70年代,汉江的水质一直符合地面水II 级标准,但自90年代以来,汉江的水质逐年下降,并分别于1992年和1998年的初春先后两次发生硅藻大量繁殖,水色发褐并伴有异味。
本文在调查汉江中、下游江段藻类现状的基础上,对硅藻猛增并出现水华征兆的成因进行了分析,结果显示,在汉江中、下游的纳污江段及河湾处,水质污染问题十分严峻,其中汉江下游江段的水质比中游江段的差,武汉江段的水质最差。
水体中丰富的氮磷养分是硅藻大量繁殖的主要因素。
控制高浓度污水排入汉江是防治藻类过量繁殖和保护汉江水质免遭进一步破坏的关键。
关键词:汉江中下游;浮游植物;水质文献标识码:A汉江是长江中游最大的支流,全长1532km ,年径流总量为591亿m 3,流域面积15.1万km 2,其中下游河道全长616km ,流域面积6.38万km 2,沿途经过14个县市,从武汉市流入长江。
汉江既是湖北省主要航道之一,又是沿岸居民生活用水和工业用水的重要水源,沿途接纳工业废水和市镇污水约7亿t/a ,其中1.23亿t 为生活用水,在汉江干流形成大小不等的污染带20多条,总长度达10km 左右。
由于汉江水流量大,虽然容纳了许多污染物,但在特定的水生态环境中,江水的自净作用使水质恶变的速度得到一定的控制。
根据现有汉江水质调查及生物监测的结果[1],汉江上、中游大多数江段水质符合地面水Ⅱ级标准;靠近污水排放江段,水质较差。
自丹江口大坝建成后,汉江浮游植物的数量发生了明显的变化,建坝前数量很少,主要从支流和附属水体带入;建坝后浮游植物的细胞密度增加了许多[2],近年来仍在继续增加,主要与水环境的变化密切相关。
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汉江武汉段“水华”的形成分析及其防治建议(1)“水华”又称水体的富营养化,是由于水体中富含的营养物质导致藻类过量繁殖的现象,它是水体衰老和水质恶化的一种表现。
一般常见于湖泊、水库及近地浅海湾,河流中发生“水华”则极其少见。
汉江武汉段在2000年2月28日发生了第三次“水华”现象,并一直持续到4月上旬,这次“水华”是继92年和98年初春发生的两次以来更为严重的一次。
藻的繁殖速度异常迅猛,先后出现两次藻系列高峰,含藻量分别为7317和7223万个/L,水体呈深褐色,们有较明显的异味。
而92年和98年含藻量峰值分别为2600万个/L和2870万个/L。
这表明汉江武汉段发生“水华”的严重程度在加剧,周期在缩短。
“水华”给自来水公司净水处理带来了巨大压力,同时给市民正常饮用水带来一定影响。
可见汉江水质逐年恶化的情况,分析了“水华”的成因及特点,并对预测和防治“水华”作了一些研究和探讨。
关键词:富营养化水华防治建议一、汉江水质的变化情况汉江是长江的最大支流,是沿岸居民生活用水和工业用水的重水源,它沿途经过14个县市,同时每年接纳了工业废水和市政污水约7亿吨,其中1.23亿吨为生活用水,最后从武汉汇入长江;虽然污染物量大,但由于汉江水流量大,污染物在江水稀释和自然生态作用下使水质得到了控制。
70-80年代,汉江水质一直都符合地面水Ⅱ级标准,然而进入九十年代以后,随着工农业现代化建设的发展,工业废水、农业化肥灌溉和生活用水排放量逐年递增,汉江部分河段尤其是下游河段水质恶化已非常严重。
(见图1)从沿途水质的结果分---N)、硝酸盐氮析来看,水体酸度下降(PH值增高),CODMn、氨氮(NH3(NO-N)、总磷(TP)均呈现增高趋势,亚硝酸盐氮(NO2--N)也有明显增3高,氮磷负荷最大,诱发“水华”发生的几率最大。
从汉江流域的浮游植物(主是藻类)的调查情况分析(见图2),汉江藻类总细胞密度呈现明显的增高趋热,至武汉江段,藻的总细胞密度达到最高,说明水体藻类很活跃,其中以硅或所占比例最高,其次为为绿藻。
同时藻类的种类的多样性指数呈现减少的趋势(藻类的种类多样性指数是评价水质的重指标之一[1],其数值越高,水质越好)表明水体质量恶化,自净能力减弱。
从92年至99年汉江武汉宗关段水源水质调查表来看(见图3),标志水体污染的几种重的指标如CODMn、氨氮、总磷都逐年增高,表明汉江武汉段水体有机污染越来越严重,水体营养成分的增加为藻类的生长提供了良好的物质条件,而硝酸盐氮的年平均值逐的减小,这表明江水的自净能力在减弱,污染在加剧。
二、汉江硅藻“水华”的形成分析前述的三次“水华”均发生于汉江的枯水季节,时间大约都在2月至3月早春期间,主表现为硅藻繁殖。
作者对2000年2月至3月发生的“水华”进行了跟踪调查,根据对水质分析数据的统计,对影响汉江“水华”的形成的主因素列出如下:1、日照和水温:研究表明,光强对硅藻的生长有明显的影响。
硅藻含有的叶绿素吸收入太阳光,供给自身能量和生长繁殖需。
在枯水季节,汉江水位低,河水浅,透光度好,近水面的藻能够充分吸收入太阳光进行光合作用,而阴雨天气则不利于硅藻的系列生长。
日照同时提或了气温和水温,图4表明,水温在9℃以上,硅藻繁殖活跃起来,10-17℃硅藻最为适宜,高于17℃以上,繁殖速度减慢,而逐步由喜好较高水温的绿的绿藻取代,冬末春初,天气转暖,阳光充足,适宜的日照和水温容易诱发硅藻“水华”2、河水水位和流速:汉汉水位在每年的2月处于低位,河床浅,与入口处不甘水水位落差小,造成河水水流迟缓,局部形成了类似于湖泊环境水体流动稀释作用大大减弱,造成营养物质停滞于固定区域,给营养物质的浓度累积形成了条件。
另外河床底泥中积累的磷(死亡的或类沉降至河床底部形成的淤泥层)缓慢释放作用显著增强,为藻类提供了足够的磷营养物质,加速了“水华”的形成。
[3]3、氮磷源:氮和磷两类物质对藻类的生长和繁殖起着重作用,也是引进“水华”的主因素。
硅藻的细胞质含有C、H、O、N、P等元素,C、H、O通过光合作用获得,从水体中吸收足够的氮和磷成为硅藻繁殖所必须途径。
目前对水体富营养化的研究一致认为,恰当的氮磷比是导致藻类繁殖旺盛的一个重参数。
如当水体中总氮与总磷的浓度之比在11.8:1---15.5:1范围内时,水体富营养化过程明显加剧[3],氮磷的来源主有工业的废水,尤其是汉江上、中游的氮肥厂和磷肥厂向河中排放超标废水,以及大量的生活用水的排放。
尤其应注意的是,家用洗衣粉和合成洗涤剂大量生生和使用,其配方中大都含有17%的三聚磷酸钠(含磷量为4%)[4],沿岸大量的洗涤放心水随同生活污水直接排放到汉江中,造成了河流的营养(磷)负荷,这也是近10年来汉江富营养化进程加快的原因之一。
“水华”发生期间,经测定,汉江水体中总氮和总磷之比平均为12.5,正好处于水体富营养化的最佳氮磷比范围之内,加之其他条件均已具备,因此汉发生此次“水华”成为必然。
三、汉江“水华”的特征及其预测1、色度和浊度明显增高。
“水华”发生期间,硅藻过繁殖,形成肉眼可见的褐色颗粒悬浮于江水中,使江水呈现黄褐色,色度呈现明显变化规律(见图4)。
由于水中颗粒物的增加,给水厂滤池带来沉重负担,耗矾量增加。
2、明显的藻腥味由于藻的新陈代谢旺盛,死亡的藻悬浮于水体中,缓慢被分解,散发出臭味。
而且在水厂中由于加氯消毒杀死了大量的藻,藻残体分解的异味并不能被絮凝剂有效除去,造成用户水中仍携带有较明显的藻腥味。
3、水体PH上升。
河水PH值由原来的7.7上升为8.2最高达到8.4。
(见图5)这是因为藻的大量繁殖和生长通过光合作用消耗了水中的CO2,影响了水中的碳酸盐平衡,导致水体酸度降低。
因此,水体PH值上升是“水华”发生的重特征。
摘“水华”又称水体的富营养化,是由于水体中富含的营养物质导致藻类过量繁殖的现象,它是水体衰老和水质恶本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的,论文版权属原作者,请不用于商业用途或者抄袭,仅供参考学习之用,否者后果自负,如果此文侵犯您的合法权益,请联系我们。
4、氮和磷的浓度变化。
“水华”发生之前,汉江武汉宗关段水源水的氨氮平均值在0.4mg/L,总磷平均值在0.13mg/L,“水华”期间的氨氮和总磷浓度均呈现下降趋势(见图6),氨氮平均值降为0.14mg/L,总磷平均值降为0.07mg/L。
作者在实验室模拟了藻对氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和总磷在“水华”期间的吸收的实验,测定结果表明投加0.6mg/L的NH4Cl在24小时后93%均被藻吸收,藻类数量增加34%,约6%的转化成了亚硝酸盐氮,而硝酸盐氮的吸收入则很小。
关于磷的转化较为复杂,总磷包括可溶性磷和颗粒磷,可溶性磷中以无机磷如PO43-、HPO42-、H2PO4-等形式被吸收为主。
“水华”期间总磷的减少的原因主是两个方面:一是因藻类和吸附物的沉降;二是因藻类和碎屑被摄食而在食物链中传递移出[5]。
实验时3L江中投加的0.6mg/L的KH2PO4在24小时后1.5%被藻吸收,而且藻的数量增加了75%。
这虽不能反映藻对各种磷的吸收情况,但动表明磷是藻类增殖的主因素。
因此控制汉江中磷的浓度是解决“水华”问题的关键。
这表明监测水体氨氮和总磷的浓度变化是预测“水华”的重手段。
5、含藻量的明显变化由图7可以看出,水中含藻量的变化直接表征了“水华”现象的剧烈程度,是监测“水华”的重指标。
四、汉江“水华”的防治意见1、切实加强汉江水源水质的保护呼吁有关部门加紧对沿岸主的污染源进行治理,严格限制高浓度污水排入汉江。
对于沿岸的磷肥厂和氮肥厂排放的污水,应在环保部门的监督下进行污水治理,达标后方能排入江内;同时对含磷洗衣粉及洗涤剂造成的加重汉江磷负荷问题予以充分的敬惕和重视。
总之,采取各基措施以切断引起藻类大量繁殖的营养源,是解决汉江“水华”的根本途径。
2、对制水工艺的改进藻类大量繁殖给自来水厂的水处理带来了一定难度,高藻水的处理消耗大量的混凝剂量,而且产生满目池的堵塞现象,缩短了滤池的运行周期。
选择合适的除藻工艺对自来水处理厂有很重的实用意义。
目前自来水厂中常氯气作为消毒剂,对于杀藻也有明显的效果,但高藻期消耗氯量大大增加,尤其是滤前预加氯对水中产生消毒副产物THM有直接的促进作用,据报道,O3和CLO2等消毒剂对藻类均有比较理想的杀藻效果,而且消毒副产物少[6]。
常见的除藻工艺如投加CuSO4杀藻剂、加大絮凝剂投加量、加快滤池反冲洗频率、增加气浮池等,对除藻效果也比较明显,但对藻腥味的去除却不很理想。
生物除藻[7]是近年来发展起来的一项很有前途的技术。
它采用生物膜对藻类的絮凝和吸附作用,将藻从水中分离出来,藻类一部分沉降,另一部分吸附后被微生物氧化,有的被原生动物吞噬。
其特点是可以承受较大的藻负荷,降柢水中的有机物含量,节省耗氯量,尤其是在与其他工艺相结合(如活性炭吸附)时对除藻效果和嗅阈值的降低有比较明显的效果[6]。
生物除藻可以考虑作为一种防治“水华”的手段。
结语通过对汉江流域水质的调查的,汉江水质在进一步恶化,尤其是下游,工业废水和生活污水的大量排放是导致下游“水华”的重原因。
对江水的色度、PH值、氮磷含量(氮磷化)及含藻量监测是预测水华的主手段。
自来水厂改进除藻工艺,有条件,可以考虑生物除藻技术和增加活性炭滤床进一步消除“水华”带来的影响。
如何处理“水华”期间水源水,提高供水水质将是今后摆在我们面前的重课题。
参考文献[1]彭近新,陈慧君水质富营养化及其防治,中国环境科学出版社,1988,46-58[2]况琪军等,汉江中下游江段藻类现状调查及‘水华’成因分析,长江流域资源与环境,2000,9(1):67-70[3]程俊人等译,环境科学技术导论,科学出版社,1982,120-137[4]舒金华,发达国家禁用(限用)含磷洗衣粉的措施,湖泊科学,1998,10(1):90-94[5]林昱,厦门西港引发有害硅藻水华磷的阈值研究,湖泊科学,1997,30(4):391-395[6]岳舜林,提高自来水水质的策略,中国给水排水,1999,15(5):42-44[7]周建平,梅梁湖源水除藻工艺研究,给水排水,1997,23(11):22-24。