湖泊富营养化治理与蓝藻水华控制
蓝藻水华治理工程方案
蓝藻水华治理工程方案一、工程概述蓝藻水华是一种湖泊、河流中常见的一种藻类,由于水体富营养化、氮磷的浓度过高,以及气候变化等多种因素的影响,会导致蓝藻水华的大量繁殖,给水质和生态环境造成严重威胁。
为了有效治理蓝藻水华,改善水体环境,保护生态系统,需要进行蓝藻水华治理工程。
本工程针对蓝藻水华的特点和治理要求,结合实际情况,制定了一套综合的蓝藻水华治理工程方案,包括在源头治理、生物修复、化学修复等方面进行治理,旨在实现水质改善、生态环境保护和可持续发展。
二、工程目标1.改善水质,减少蓝藻水华对水体的污染;2.恢复生态环境,提高水生态系统的稳定性和可持续性;3.提高生活水平,促进经济发展。
三、工程内容1.源头治理源头治理是蓝藻水华治理工程的基础和重点,主要包括农村污水处理和农业面源污染治理。
针对农村居民和农业生产中存在的污水排放和化肥农药过量使用等问题,可建设生活污水处理厂和农田面源污染治理项目,将污水和农田径流进行集中处理,减少氮磷等养分的输入。
2.生物修复通过引入适宜的水生生物,如红树林、鲢鱼、螺、虾等,利用它们对水体的吸收、分解和转化能力,减少水中营养盐的含量,改善水体环境。
同时,进行水生植物的引种和栽培,增加水生植物的生物量,利用水生植物的吸收和降解作用,净化水质,改善水体环境。
3.化学修复化学修复是蓝藻水华治理工程的一种有效手段,主要包括化学药物的投放和药物微生物联合处理。
通过投放氧化性剂或杀藻剂,破坏蓝藻的生长环境,阻断其繁殖过程,减少水华的发生。
同时,利用生物修复和化学修复相结合的方式,如投放生物活性剂和微生物菌剂等,利用微生物对水体中有机物的降解作用,降低水体的有机负荷,改善水体环境。
四、工程实施1.前期调研在实施蓝藻水华治理工程之前,需要进行详细的调研,了解水体的污染状况、蓝藻水华的分布情况、水体的生态状况以及周边的人文环境等情况,为工程实施提供可靠的依据。
2.工程设计根据前期调研的结果,制定蓝藻水华治理工程的设计方案,包括工程的布置、工程的施工设备和材料、工程的时间节点等内容。
水体富营养化及控制
去除营养物
城市生活污水及某些工业废水中含有较高浓度 的氮、磷营养物质,一部分氮、磷能够通过二级 生化处理过程被微生物去除,利用生物法进行脱 氮除磷是一种比较适用的方法。但由于城市污水 中的氮、磷浓度往往要比活性污泥生长所需要的 浓度高出 2~5倍,所以污水中仅有30%~50%的 氮和磷被活性污泥去除,余下50%~70%的氮和磷 将随二次废水排出。利用物理化学方法去除污水 中的氮、磷营养物质可以采用以下方法:
• 2 工程性措施
工程性措施主要包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲 稀等。 控制底泥对改善那些底泥营养物质含量高的水体是一种有效的手段, 但需注意挖掘底泥的地点和深度。它减少了已经积累在表层底泥中的 总氮和总磷量,减少以至消除了潜在性内部污染源。而且通过挖掘底 泥可以加深湖泊水体的深度,实际增加了湖泊环境容量,最终仍能起 到降底湖泊水体营养负荷的作用。 深层曝气适用于湖水较深而出现厌氧层的水体。磷容易在厌氧条件 下从底泥中释放出来,采取定期或不定期人为湖底深层曝气充氧,使 水与底泥面之间不出现厌氧层,有利于抑制底泥磷释放,对改善水质 有利。 注水冲稀的一种手段是在有条件的地方,用含磷和氮浓度低的水注 入湖泊,起到稀释营养物质浓度的作用,这对控制水华现象,提高水 体透明度等有一定作用,但营养物绝对量并未减少,不能从根本上解 决问题;另一种手段是换水,这是针对临江湖泊的方案,起到江水取 代湖水,以流动的贫营养水代替停滞的富营养水的目的。
• 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。
水体富营养化与蓝藻水华
水体富营养化与蓝藻水华近年来,水体富营养化和由此导致的蓝藻水华问题日益引起人们的关注。
水体富营养化是指水体中的营养物质含量过高,破坏了水体生态平衡,导致蓝藻水华的大规模爆发。
本文将从水体富营养化的原因、危害以及应对措施三个方面进行探讨。
一、水体富营养化的原因1. 农业活动农业活动是水体富营养化的重要原因之一。
过量施肥、农药的使用以及农田排水中的养分流失,都会导致养分进入水体,促进藻类的繁殖,进而引发水体富营养化和蓝藻水华。
2. 城市化进程城市化进程也是水体富营养化的重要驱动因素。
城市地表被水泥、沥青等覆盖,雨水无法渗透地下,而是直接排入河流和湖泊中,带走了许多污染物和养分。
此外,城市排水系统中的污水处理不完善,进一步加重了水体富营养化的程度。
3. 工业排放和生活污水工业排放和生活污水中含有大量的有机物和养分,直接排入水体会造成水质恶化,为蓝藻的生长提供了充足的营养条件,从而导致水体富营养化。
二、水体富营养化的危害1. 水质恶化水体富营养化导致水质恶化,大量的蓝藻堆积在水体底部,消耗水体中的氧气,造成水中的生物缺氧,使得其他水生生物难以生存。
2. 毒素释放蓝藻水华中的一些藻类会产生毒素,如微囊藻会释放出微囊藻毒素,对人类和动物的健康造成威胁。
食用了受到污染的水产品或者饮用富营养化的水源,可能导致中毒事件。
3. 生态系统破坏水体富营养化会破坏水生态系统的平衡,大量的蓝藻抢夺了其他水生植物的养分和光合作用所需的阳光,导致其他生物无法存活,这将进一步破坏水生态系统的稳定性与多样性。
三、应对水体富营养化的措施1. 农业减肥、减药农业减肥、减药对于减少养分进入水体具有重要作用。
精确施肥,控制农药使用量,合理选择使用有机肥料和生物农药,减少化学农药的使用,避免养分的过量流失。
2. 改善城市排水系统改善城市排水系统,采用雨水收集、雨水渗透等措施,减少雨水直排入水体的数量,降低养分和污染物的流入。
加强污水处理工艺,提高污水处理能力,确保处理后的污水符合排放标准。
蓝藻水华治理措施是什么
蓝藻水华治理措施是什么治理富营养化水体,防治水华,恢复水体的综合功能,已成为当前水环境与水资源保护研究的中心问题之一。
尤其是蓝藻水华更加需要及时治理,那么蓝藻水华治理措施是什么?目前治理蓝藻有各种方法,概括起来有以下几种:第一,生物防止法。
蓝藻是淡水鱼类的食物,因此可以通过投放此类鱼苗治理藻类,防止藻类暴发第二,生物浮床法。
利用吸附藻类的植物和其他生物控制水体中的营养物质,抑制藻类过量繁殖,从而建立生态平衡系统。
第三,机械捞法。
这是最原始和传统的办法,即用人力将蓝藻连水带藻一起捞出。
优点是打捞彻底,缺点是对于大面积蓝藻治理仍难奏效。
第四,化学法。
即用化学药物杀灭方法,一般用硫酸铜。
早期海洋赤潮治理也常用硫酸铜,效果较好。
但二价铜离子对生物幼体的变态具有致畸性,并引起饵科藻类的严重脱落,同时,硫酸铜具有毒性,能破坏水体正常的生态系统。
第五,微生物菌除藻。
将自然状态活性污泥中的有益菌种进行菌群筛选、分离出来,喷雾干燥后获得高密度菌粉,再通过工厂化大规模生产,附着到专利填料上,形成高效处理系统。
第六,高强磁灭藻。
应该高强度磁场杀藻,有人发现,在磁场强度为3700Gs的高强磁水处理器的作用下,蓝藻基本消除,水体质量明显改善。
这个方法的缺陷是成本高,不能对大范围蓝藻进行处理。
第七,工程疏浚法。
即引入活水,如长江水,利用大水量将蓝藻连同发臭的湖水冲进海洋。
特点是能够对大面积蓝藻进行治理,缺点是没有从根本上治理,是将污染转移到别的地方。
不宜大规模提倡。
蓝藻水华治理措施上面都有介绍,所以说水华现象的形成原因与治理措施一直都是需要了解的事情,这些都属于海洋灾害小知识,登录就可以了解这些知识。
蓝藻的现状及目前的主要治理方法
蓝藻的现状及目前的主要治理方法纲要:近来几十年蓝藻水华在我国各豪富营养化湖泊屡次迸发,形成藻灾。
鉴于传统的打捞等治理手段的限制性,新兴的生物技术治理方法以其优胜性而备受世人瞩目,盼望成为攻陷蓝藻污染的最正确选择。
文中从水华的迸发及危害、目前国内外主要的防治举措和研究方向以及蓝藻的生物工程等几个方面进行了阐述,以希望能够追求合理的治理方案。
要点词:富营养化蓝藻治理生物技术国家要点治理的“三湖” 因为水体富营养化造成的藻害日趋严重,其余湖泊如东湖、西湖、洞庭湖、洪湖、鄱阳湖、洪泽湖等也不容乐观,甚至连藏在群山之中、极少点面污染源的千岛湖,也因为游人猛增而水体富营养化,已出现蓝藻大规模增生的趋势。
从1998 年开始,这类蓝藻泛滥成灾的危机屡次出现,并呈快速延伸之势。
从 50 年月以来,因为人口急剧增添,工业化和城市化进度加快,大大增添了氮、磷营养物质向水体的排放量,加剧了湖泊等水体富营养化程度,使水体生态环境向恶化方向演变,最后影响经济和社会可连续发展。
所以,富营养化问题日趋遇到世界各国政府和社会各界的关注和重视。
中国是一个湖泊众多的国家,大于1 平方公里的天然湖泊有2300 余个,湖泊面积为70988 平方公里,约占全国陆地面积的%,湖泊总储水量为7077 多亿立方米。
近来几年来,我国东部南部跟着公民经济高速发展,环境污染控制相对滞后,许多水体负荷了超量氮、磷和其余有机污染等营养物,以致湖泊环境不停恶化。
湖泊富营养化在中国已经是一个突出的环境问题,所以预防治理蓝藻水华已成事不宜迟。
1湖泊富营养化和水华的形成和危害藻类和一些光合细菌能利用氮、磷等无机盐类经过光合作用合成有机质,称为光养型生物。
富营养化缓流水体中的光养型生物,如蓝藻、绿藻等,经过光合作用以光能和无机物合成自己生长生殖的有机物,并在短时间内集中大量生殖,形成藻灾,即水华。
往常春夏秋湖泊中的主要藻类是蓝藻、绿藻。
但在重富营养化的湖泊中,自春至夏蓝藻常成为独一的优势水华种群,此中以微囊藻水华最为严重。
我国湖泊富营养化的现状和治理对策
我国湖泊富营养化的现状和治理对策
我国湖泊富营养化的现状主要表现为以下几个方面:
1.湖泊水质受到严重污染,水体富营养化现象严重,水质紫外透明度逐渐降低,蓝藻、水华等有害藻类大量繁殖。
2.湖泊中的水生植物和动物受到影响,如湖泊中的鱼类数量减少,底栖生物数量也不断减少。
3.湖泊周围的生态环境受到破坏,如湖泊划分过密的农田导致化肥、农药等污染物流入湖泊,进一步加剧湖泊的富营养化。
对策:
我国湖泊富营养化的治理对策主要包括以下几个方面:
1.加强污染源控制。
实施产业结构调整,推广清洁生产技术,控制工业废水、生活污水等污染源,减少化肥、农药等农业面源污染的排放,从源头上减少湖泊富营养化的形成。
2.加强水体治理。
通过引进高效、低成本的水处理技术,对湖泊水体进行治理,
减少富营养化现象的发生。
同时,加大对蓝藻、水华等有害藻类的控制力度,改善湖泊的水质。
3.保护湖泊周围的生态环境。
推广生态农业,控制湖泊周围的农业用地,逐步恢复湖泊周围的湿地和绿地生态系统,减少化肥、农药等对湖泊的污染。
4.加强政策法规的制定和实施。
完善相关的法律法规和政策,制定湖泊富营养化的治理措施,健全相关部门的协调机制,形成多部门合作的治理体系。
水域富营养化的原因及生物控制措施
的蓝藻毒素转化成无害物质
养殖技术顾 问 2 1 . 1 00 1
23 用软 体动 物减 少浮游 生物 .
软体动物主要是指淡水 双壳类 。双壳类 为滤食性种类 , 其 食物 为浮游植物 、 细菌 、 腐屑 和小 型浮游动物 。双壳类 的滤食 能力 极强 , 可使水体浮 游生物量减 少 , 从而增加水 体透明度 , 提高水体的 自净能力 。 双壳类的发育存在变态 ,在钩介幼虫 阶段 会对鱼类产生 危害 。所 以用软体动物减少浮游生物 的技 术通常用于较小的
磷等 营养 物质大量进入 水库 、 湖泊 、 1等缓流水 体 , 河: 3 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。富营养化水体 的特 征十分
明显 , 通常水体中的藻类以硅藻和绿藻为 主 , 蓝藻 的大量 出现
利用鲢 、鳙 鱼控制水体 富营养 化的放养 密度 和放 养比例 要科学 。根据水体浮游生物现存量和水生生物食物链转换 参
的 透 明度 随之 提 高 , 氧气 平 衡 的 水 深 分 布 状 况 得 到 改善 。这 种
又会严重伤害水 体中其他的水 生动物。富营养化水体 中的硝 酸盐和亚硝 酸盐浓度较 高 ,人 畜长期饮用这些物质含量超 标
的水 , 也会中毒致病 。
1 原 因
在 地 表 淡 水 系 统 中 , 酸 盐 通 常是 植 物 生长 的 限 制 因 素 , 磷
净 能 力 。大 量 的 藻 类 及 其 他 浮 游 生 物 死 亡 后 被 需 氧 微 生 物 分
在水体 中, 许多温和性鱼类都 以浮游 动物为食 , 而浮游 动 物 又以浮游植物 为食 ,通过放养 凶猛 鱼类 以减少食用浮游动
我国湖泊富营养化防治与控制策略研究进展
我国湖泊富营养化防治与控制策略研究进展一、概述随着社会经济的飞速发展,我国湖泊面临的环境压力日益加剧,富营养化现象愈发严重。
湖泊富营养化不仅破坏了水生态系统的平衡,导致水生生物种群结构改变,而且严重影响了湖泊的水质和供水功能,甚至威胁到人类的健康。
对湖泊富营养化的防治与控制策略进行研究,对于保护湖泊生态环境、实现可持续发展具有重大意义。
近年来,我国在湖泊富营养化防治与控制策略方面进行了大量的研究和探索,取得了显著的进展。
这些研究涵盖了湖泊富营养化的成因、机理、监测、评价、预测、防治等多个方面,不仅提高了对湖泊富营养化现象的认识,也为制定和实施有效的防治策略提供了科学依据。
同时,随着科技的不断进步,湖泊富营养化防治与控制的新技术、新方法也不断涌现,为湖泊生态环境的保护和恢复提供了新的可能。
也应看到,我国湖泊富营养化防治与控制工作仍面临诸多挑战。
湖泊富营养化的形成机制复杂,受多种因素共同影响,使得防治工作具有较大的难度。
不同地区、不同类型湖泊的富营养化程度和影响因素也存在差异,需要因地制宜地制定和实施防治策略。
未来在湖泊富营养化防治与控制方面,还需进一步加强基础研究,完善防治策略,提高防治效果,以更好地保护我国的湖泊生态环境。
1. 湖泊富营养化的定义与成因湖泊富营养化是指湖泊中营养物质(如氮、磷等)的过量输入,导致水生生态系统中的藻类和其他微生物大量繁殖,进而引起水质恶化、生物多样性降低、生态系统失衡的过程。
这一过程往往伴随着溶解氧的减少、水华爆发、底泥淤积、水体发臭等现象,对湖泊的生态环境和人类健康产生严重影响。
造成湖泊富营养化的成因主要包括自然因素和人为因素。
自然因素如降水、地表径流等,将土壤和岩石中的营养物质带入湖泊,这是湖泊营养化的自然过程。
相对于自然因素,人为因素在近年来对湖泊富营养化的贡献更为显著。
人为因素主要包括农业活动、工业排放、城市污水排放、水产养殖等,这些活动导致大量富含营养物质的废水、废渣进入湖泊,加速了湖泊的富营养化进程。
水体富营养化与蓝藻水华的关系分析
水体富营养化与蓝藻水华的关系分析随着现代化的快速发展,人们对水资源的需求越来越大。
同时,随着人类活动的加剧,水体污染也日益严重。
其中最为常见的一种污染现象就是水体富营养化,这种现象不仅会直接影响到水体生态系统的平衡,更会引发蓝藻水华等其他一系列的问题。
因此,对水体富营养化与蓝藻水华的关系进行深入的分析,尤其是在海水、湖泊等自然水体中的影响,对于维护生态平衡,保护环境健康至关重要。
一、什么是水体富营养化?水体富营养化,简而言之就是指在水中含有过多的养分,如氮、磷等有机和无机物质,从而导致水质的恶化。
一般情况下,这些养分主要来自于人类活动,如农业、工业、城市建设等。
常见的一些水体富营养化的指标有:水体中总氮(TN)和总磷(TP)浓度的升高;水体中的叶绿素a浓度升高;水体的透明度降低等。
二、水体富营养化与蓝藻水华的关系水体富营养化是一种导致水体生态失衡的重要因素,它会引发许多问题,如臭氧层疏松、海洋死亡区、蓝藻水华等。
而蓝藻水华则是一种过度生长的蓝藻,它是一种存在于自然水体中的、由于某种过程导致的异常大量的蓝藻生长现象。
水体富营养化与蓝藻水华之间的关系是密不可分的,因为蓝藻生长所需要的养分正是水体富营养化的产物。
同时,蓝藻生长本身也会导致水体质量的进一步恶化。
三、蓝藻水华的对水体生态环境的影响蓝藻水华对水体生态环境的影响非常深远。
首先,它会影响水体的透明度,导致水中微生物的生长受制。
其次,蓝藻还会释放大量的腐殖酸等物质,导致水体的酸化,加剧水体的富营养化。
此外,蓝藻在死亡后会释放大量的有机物,引发水体富营养化的恶性循环,使得水体生态失调进一步加剧。
四、应对水体富营养化及蓝藻水华的措施针对水体富营养化及蓝藻水华的问题,我们应该采取一系列的措施。
其中包括:减少化肥、农药等的使用,避免污染源的排放;加强环保宣传,提高公众环保意识;开展水环境监测,及时监控水体富营养化和蓝藻水华的情况;推广生态修复技术,如湿地恢复、水产养殖等;采用合理的水资源管理制度,加强对水资源的保护,从根本上遏制水体富营养化和蓝藻水华。
水体富营养化的预防及治理办法
水体富营养化的预防及治理办法当我们谈及水体富营养化时,不得不正视其对环境和人类的影响。
过度的营养物质如氮、磷等进入水体,导致水生植物过度生长,进而引起鱼类及其他水生生物的大量死亡,破坏了水生生态系统的平衡。
为了保护我们的水资源,预防及治理水体富营养化已刻不容缓。
要预防水体富营养化,我们需要从源头上进行控制。
加强污水处理能力,减少污染源的排放。
对于工业废水,应严格执行排放标准,对于农业废水,应推广环保型的农业生产方式,减少化肥和农药的使用。
通过优化农业景观,如农田轮作、种植绿肥等,可以有效地减少化肥的使用,降低水体富营养化的风险。
另一种方法是通过增加水域周围的绿色植物覆盖率,如湿地公园、滨水绿化带等,利用植物的吸附作用,减少水中的营养物质,达到预防水体富营养化的目的。
当水体发生富营养化后,我们需要采取治理措施,以缓解其对环境的影响。
物理方法是其中的一种选择,如抽样检测、机械打捞等。
通过定期采集水样,检测水中营养物质的含量,以便及时发现并解决问题。
采用机械打捞的方法,可以直接清除水生植物和漂浮物,改善水质。
化学方法也是治理水体富营养化的有效途径之一。
通过向水中加入特定的化学物质,如聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等,可以使水中的营养物质沉淀下来。
但需要注意的是,化学方法虽然见效快,但可能会对水生生态系统造成一定的破坏。
相比之下,生物方法则更加环保。
通过培养生物多样性,如放养鱼类、贝类等,可以有效地吸收水中的营养物质。
还可以通过接种微生物菌剂,利用微生物的生物降解作用,将水中的营养物质转化为无害的物质。
生物方法虽然见效较慢,但长期实施可以有效改善水质,维护水生生态系统的平衡。
预防及治理水体富营养化需要我们双管齐下。
在预防方面,我们需要控制污染源的排放,推广环保型的农业生产方式,增加绿色植物覆盖率等措施。
在治理方面,我们可以采用物理、化学和生物等多种方法。
最重要的是,我们需要正视水体富营养化的危害,切实和重视水环境保护,不断探索和创新防治水体富营养化的方法和手段,以确保我们的水资源能够持续健康地服务于人类社会的发展。
湖泊富营养化与蓝藻水华预测
湖泊富营养化与蓝藻水华预测湖泊富营养化是指湖泊中的营养物质过多,导致湖水中的藻类过度繁殖,形成水华现象。
其中,蓝藻是一类常见的藻类,其水华往往会对水体生态系统造成严重的影响。
预测湖泊富营养化和蓝藻水华的发生,对于湖泊管理和保护具有重要的意义。
一、湖泊富营养化的原因湖泊富营养化的主要原因包括人类活动和自然因素两方面。
人类活动中的农业、工业和城市化等过程会导致大量的营养物质进入湖泊,如化肥、废水排放等,从而提高湖泊的营养物质含量。
而自然因素中,湖泊本身的特点,如面积、水深、流动性等,也会对湖泊富营养化起到一定的影响。
二、蓝藻水华的危害蓝藻水华会对湖泊生态系统造成多种危害。
首先,大量的藻类繁殖会使湖水变得浑浊,降低水体的透明度,影响水生生物的生存和繁衍。
其次,蓝藻水华会消耗大量的氧气,导致湖水中氧气含量下降,从而危害水生生物的呼吸。
此外,蓝藻水华还会释放毒素,对水生生物和人类健康造成威胁。
三、湖泊富营养化与蓝藻水华的预测方法为了预测湖泊富营养化和蓝藻水华的发生,科学家们开展了大量的研究工作。
一种常用的方法是利用监测和采样技术,收集湖泊水体中的水样,并对其中的营养物质和藻类进行分析。
通过对多个时期的监测数据进行对比和分析,可以判断湖泊的富营养化程度和蓝藻水华发生的潜在风险。
另外,还可以利用遥感技术对湖泊进行监测。
通过卫星遥感图像的获取和分析,可以获取湖泊的水质信息,如透明度、叶绿素含量等指标。
这些指标可以作为湖泊富营养化和蓝藻水华的预测指标,为湖泊管理者提供决策支持。
四、湖泊富营养化和蓝藻水华的管理与治理预测湖泊富营养化和蓝藻水华的发生是湖泊管理和治理的重要一环。
根据预测结果,可以采取相应的管理措施,以减少湖泊富营养化的风险和蓝藻水华的发生。
首先,在源头上控制营养物质的输入是非常重要的。
加强对农业和工业活动的监管,减少化肥和废水的排放,可以有效地降低湖泊的营养物质含量。
其次,采用生物控制、物理控制和化学控制等手段,对湖泊中的藻类进行控制和消除。
湖泊富营养化治理对水环境质量的影响
湖泊富营养化治理对水环境质量的影响湖泊是自然生态系统中重要的水体形式,作为淡水资源的重要组成部分,湖泊的水环境质量对人类和生态系统都有着重要的意义。
然而,随着人类经济发展和人口增长,湖泊富营养化问题日益突出,给水环境质量和生态健康带来了严峻挑战。
因此,湖泊富营养化治理成为当下人们关注的热点问题。
本文将探讨湖泊富营养化治理对水环境质量的影响。
首先,湖泊富营养化治理可以有效改善水环境质量。
富营养化是由于湖泊中的氮、磷等营养盐过多导致的,而这些物质过多会促进藻类的大量繁殖,造成水体浑浊、水质劣化。
通过减少污染物的排放和研发新型净化技术,可以有效降低湖泊中的氮、磷含量,从而控制藻类的生长。
此外,湖泊富营养化治理还可以通过有效控制湖泊周边农业和工业活动对水体的直接排放,减少富营养化的源头输入,进一步改善水环境质量。
其次,湖泊富营养化治理对湖泊生态系统恢复和保护具有重要意义。
湖泊富营养化不仅会造成水体浑浊,还会引发水体富氧现象、水华爆发等,严重威胁湖泊生态系统的稳定。
湖泊富营养化治理能够有效减少有机物的输入,提高水体的透明度,使得光线更好地穿透到水底,有利于水生植物的生长和湖泊中的动植物生态多样性的恢复。
此外,湖泊富营养化治理还可以降低湖泊水体中有害藻类的数量,减少毒素的释放和蓝藻水华的爆发,有效改善湖泊水质,促进湖泊生态系统的健康发展。
再次,湖泊富营养化治理对保障人类健康和促进可持续发展具有重要意义。
湖泊是人类的重要生活水源,富营养化会导致水质劣化,进而对人类健康构成潜在威胁。
湖泊富营养化治理可以净化湖泊水源,保障人类饮水安全,减少人们由于饮用富营养水体而引发的健康问题。
此外,湖泊富营养化治理还能减少水生植物死亡和水藻死亡所产生的有机质氧化释放,从而减少湖泊中臭氧、硫酸盐等有害物质的释放,降低湖泊环境对人体健康的负面影响。
最后,湖泊富营养化治理也存在一定的挑战和合理的考虑。
一方面,湖泊是一个复杂的生态系统,富营养化治理需要综合考虑水生植物、微生物、浮游动物等因素,避免进行单一的治理措施。
湖泊蓝藻水华及湖泛监测预警和处置关键技术与应用
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湖泊蓝藻水华是当今世界范围内环境保护的重要问题之一。
太湖富营养化与蓝藻水华引起的饮用水危机原因与对策
太湖富营养化与蓝藻水华引起的饮用水危机原因与对策一、本文概述太湖,作为中国五大淡水湖之一,承载着周边众多城市和乡村的供水、灌溉、渔业等多重功能。
然而,近年来太湖富营养化与蓝藻水华问题的日益严重,不仅破坏了湖泊的生态环境,更引发了饮用水危机,对周边居民的生活质量和健康安全构成了严重威胁。
本文旨在深入分析太湖富营养化与蓝藻水华现象产生的根本原因,探讨其对饮用水安全的影响,并在此基础上提出有效的预防和治理对策。
通过科学的研究和合理的政策引导,期望能够为太湖的生态环境保护及饮用水安全保障提供有力的理论支持和实践指导。
二、太湖富营养化原因分析太湖富营养化的现象并非一蹴而就,其背后是多重因素的交织与叠加。
从自然因素来看,太湖地处江南水乡,气候湿润,降水充沛,这为水生生物的生长提供了良好的环境。
然而,这种湿润的气候也容易导致水体中的营养物质积累,为富营养化提供了物质基础。
人为因素在太湖富营养化过程中起到了不可忽视的作用。
随着经济的快速发展,太湖周边地区的城市化进程不断加快,大量的人口聚集和工业生产活动导致了大量的生活污水和工业废水排入太湖。
这些污水中含有丰富的氮、磷等营养物质,极大地促进了水体中藻类的生长。
农业活动也是太湖富营养化的重要原因之一。
太湖周边地区是我国的重要农业区,大量的化肥和农药使用导致了农田排水中的营养物质含量增加。
这些营养物质随着农田排水进入太湖,进一步加剧了水体的富营养化。
不合理的湖泊管理也是太湖富营养化的一个重要原因。
在过去,由于缺乏有效的湖泊管理机制,太湖周边的水体没有得到有效的保护和治理。
一些企业和个人为了自身的利益,违法排放污水,进一步加剧了太湖的富营养化。
太湖富营养化的原因是多方面的,既有自然因素,也有人为因素。
为了有效地解决太湖的富营养化问题,需要我们从多个方面入手,包括加强水体治理、减少污染排放、提高公众环保意识等。
只有这样,才能确保太湖的生态环境得到有效保护,为人民的生产和生活提供更加清洁、安全的水资源。
湖泊水体富营养化的来源危害及治理研究
湖泊水体富营养化的来源危害及治理研究湖泊水体富营养化是指湖泊水体中营养盐浓度过高,导致水体中富集各种营养物质的现象。
富营养化不仅对水体生态环境造成严重危害,还直接影响人类生活和社会经济发展。
本文将深入探讨湖泊水体富营养化的来源、危害以及治理研究。
一、来源1. 农业面源污染农业生产中使用的化肥和农药会随着雨水或灌溉水进入湖泊水体,导致水体中富集营养物质,从而引发富营养化。
特别是过度施肥和错误施肥导致的氮、磷等营养物质大量输入水体中,是导致湖泊水体富营养化的主要原因之一。
2. 工业和生活污水排放工业生产和居民生活中产生的废水中含有大量有机物、磷、氮等营养物质,直接排放到湖泊水体中,也会加剧湖泊水体的富营养化程度。
3. 湖泊周边开发建设湖泊周边的城市化和工业化发展,带来了大量的污水排放和土地利用变化,导致湖泊水体受到了更多的营养物质的输入,加速了湖泊水体富营养化的进程。
二、危害1. 生态环境破坏湖泊水体富营养化会引发蓝藻大量繁殖,形成水华,导致水质恶化。
水华会阻碍光照,对水生生物生存造成威胁,破坏湖泊的生态平衡。
2. 饮用水安全受威胁湖泊水体受到富营养化影响后,水体中富集的藻类等微生物有可能释放出毒素,严重威胁饮用水的安全,甚至危及人类健康。
3. 河湖景观退化湖泊富营养化后水质变差,水藻过度生长会使湖泊水体呈现绿色或黄褐色,严重影响了河湖的景观价值,对旅游业和当地经济发展造成严重影响。
三、治理研究加强农业生产中的化肥和农药使用管理,推广科学合理的农业生产方式,控制施肥量和施肥时间,合理运用有机肥和生物肥料,减少农业面源污染对湖泊水体的影响。
加大对工业废水和生活污水的处理力度,提高污水处理设施的处理效率,减少城市和工业污水对湖泊水体的直接排放,有效减少湖泊水体的富营养化程度。
3. 湿地保护与恢复湿地对于净化水质、调蓄雨水和保护生物多样性有着重要作用,加强湿地的保护和恢复对于减缓湖泊水体富营养化具有重要意义。
湖泊水体富营养化的来源危害及治理研究
湖泊水体富营养化的来源危害及治理研究湖泊水体富营养化是指湖泊水体中的营养物质(如氮、磷等)积累过多,导致湖泊水质恶化的现象。
主要来源包括工农业废水、生活污水、农田灌溉水、固体废弃物和大气沉降等。
湖泊水体富营养化的危害主要体现在以下几个方面:1. 水体富营养化会导致水中浮游植物大量繁殖,形成水华。
水华覆盖湖泊水面,使得光线难以透过,导致湖泊底栖生物因缺乏光合作用而死亡,破坏湖泊生态系统的平衡。
2. 富营养化会促进藻类生长,特别是蓝藻的增殖。
蓝藻可以产生毒素,对人畜禽的健康造成威胁。
富营养化引起的藻类爆发会消耗大量氧气,导致湖泊水体缺氧,对底层水生生物造成严重危害。
3. 富营养化还会引发湖泊水体的富营养性沉积物。
这些沉积物中富含有机物,容易产生恶臭和有毒气体,对湖泊的景观和生态造成破坏。
为了治理湖泊水体的富营养化问题,需要采取以下措施:1. 加强废水处理。
通过强化农村和城市的污水处理设施,减少农田和工农业废水排放,降低富营养化的源头负荷。
2. 推行农田和养殖业的科学管理,合理利用化肥和饲料,减少磷和氮的使用量。
推广节水灌溉技术,避免过量施肥导致的养分渗漏至湖泊水体。
3. 降低农田和城市固体废弃物的处理不当问题,做到垃圾分类处理和垃圾减量。
4. 禁止或限制湖泊周边的捕捞和伐木活动,减少人为干扰。
5. 加强水体生态修复,恢复湖泊的自净能力。
可以通过引入其他生物如稀脂鲤、河蚌等来改善湖泊水体的富营养化状态。
湖泊水体富营养化对水环境和生态系统产生了很大的危害,需要从源头上减少养分输入,加强废水处理,推行科学管理措施,并进行湖泊的生态修复,以保障湖泊水质的良好状态,维护湖泊生态系统的健康。
国内外富营养化湖泊治理与蓝藻水华控制
国内外富营养化湖泊治理与蓝藻水华控制经验与进展(摘要)中国科学院南京地理与湖泊研究所主任、研究员孔繁翔2007/07/16一、湖泊的构成及其富营养化1、湖泊的构成我国是一个多湖泊的国家,面积在1平方公里以上的天然湖泊有2759个。
2、湖泊的富营养化在自然因素和(或)人类活动影响下,因氮磷等营养物质含量过多,造成水体生产力从低向高营养状态过渡的一种现象或趋势[总氮(TN)达0.2毫克/升,总磷(TP)达0.02毫克/升]。
1991年:122个湖泊中,51%富营养化,2005年:133个湖泊中,88.6%富营养化。
61%国控重点湖(库)水质为Ⅴ类和劣Ⅴ类。
大中型湖泊太湖、巢湖、滇池、洞庭湖、洪泽湖、白洋淀等资源属性受到威胁。
二、蓝藻水华形成原因与危害1、什么是蓝藻?蓝藻(蓝绿藻,蓝细菌),最原始、最古老的藻类植物。
2、蓝藻水华的危害遮光效应,导致沉水植物难以生长;大量生长,死亡腐败后气味难闻,破坏景观;死亡分解耗氧过多,导致其他生物缺氧死亡;局部湖区大量堆积死亡,破坏水源地水质;分泌毒素,直接危害生物生存与人类健康。
3、生态破坏对水生生物及人类健康危害。
(1)肝毒素中毒。
靶器官为肝脏,导致肝脏肿大、充血以至坏死,引起鱼类死亡是由于肝出血和低血容量性休克所致。
(2)神经毒素中毒。
念珠藻毒素、胆碱脂酶抑制剂和钠离子通道阻塞物。
4、蓝藻水华的一般成因内因:蓝藻生物学特性。
对高温、低光强和紫外线的适应,可以过量摄取无机碳和营养物质,低的氮磷比等因素都有利于蓝藻生长。
外因:湖泊中营养盐含量增加,合适水文气象条件。
高温、高光强、合适的小风速-上浮到水面,漂移、合适的风向-湖滨与港湾的静水堆积。
水华形成:大量蓝藻+水文气象条件。
蓝藻生长:蓝藻+光照+温度+合适环境。
危害:影响水质和生态系统结构与功能。
局部湖区蓝藻水华堆积就会影响人的生活环境,水源地蓝藻水华堆积与食物链传递就会危及人健康与生存。
三、湖泊治理与蓝藻水华控制技术1、蓝藻水华控制途径去除外因:改变有利藻生长的环境,限制外源营养盐排入,去除湖内营养盐,生态调水,促进湖泊水体流动,降低湖泊水体温度。
湖泊富营养化
重建水生植被是在已经改变了的湖泊环境条 件基础上根据湖泊生态功能的现实需要,根据系 统生态学和群落生态学理论,重新设计和建设全 新的能够稳定生存的水生植被和以水生植被为核 心的湖泊良性生态。
当然 ,细菌不能降解泥土、岩石、砂子或其 它无机物质, 也不能在起伏不定的极端温度和 pH下或在高浓度金属和杀菌剂下存活,这是生 物清淤的限制条件。
(三)水生植物修复
富营养化湖泊的生物修复,除了微生物修 复作用外,还应包括水生生物的修复作用。
以生态工程形式出现的水生生物对湖泊富 营养化修复有巨大功效;尤其是它们强大的根系 和植株,对磷的摄取和同化有着微生物所无法替 代的作用。据报道,被制成浮床的大榕草、香根 草、水芹、水蕹草、多花黑麦草等对去除水体氮、 磷和抑制藻类孳生均有明显的作用。这些植物发 达的根系及与根系共生或混生的微生物往往共同 对水环境起着净化作用。
(一)富营养化湖泊的微生物修复
2、理论依据 (1)氨氮的脱除 A. 硝化作用: NH4+→NH2OH→NO2-→NO3-
湖泊水体中,使NH4+转化为NO2-(亚硝化阶段) 的菌有欧洲亚硝化单胞菌、亚硝化单胞菌、亚硝化球菌 属等;使NO2-转化为NO3-(硝化阶段)的菌有活跃硝 化杆菌、维氏硝化杆菌、硝化囊菌属等。
(B)水源性湖泊:恢复水生植被的目标是保护水质。应尽可能扩 大水生植被面积,且以沉水植物为主。不影响水面开阔度和风浪 搅拌作用;光合作用释放氧气;与湖水有较大接触面积,可以成 为“生物膜”附着基;直接吸收湖水中营养盐;有饲用价值。
浅谈富营养化水源水藻类及藻毒素处理技术
富营养化水源水藻类及藻毒素处理技术标签:环保微囊藻藻毒素藻类美国杂谈一、富营养化水源水藻类污染的控制及水厂除藻技术藻类生长需要三个条件,即氮磷营养物质、光照和适当的水流。
凡发生富营养化的水体,水中藻类等浮游植物的增殖剧烈,因此消除藻类对城市供水影响,关键要做好两方面的文章,一是限制水体的营养盐含量,维持水体良好生态,防止藻类大量滋生,二是在城市制水系统采取高效的除藻技术,尽量减少藻类对城市供水水质的影响。
按应用地点来划分,可有两种除藻技术,一种是水库湖泊内部治理藻类的技术,另一种是水厂内处理藻类的技术。
1、湖泊水库内部治理藻类的技术大型湖泊中藻类(尤其是蓝藻水华)的控制和治理是世界性的难题,除了降低水体中氮、磷营养盐水平, 在过去数十年中, 许多国家对蓝藻水华的控制和治理尝试了许多方法, 归结起来可分为物理法、化学法和生物法。
物理法除藻耗能较大、且受厂地限制,实施起来难度不小;化学法除藻主要包括使用除草剂、杀藻剂及金属盐来控制水华,比较快速、高效, 但治标不治本,一是氮磷物质未输出水体,化学药剂还能使胞内毒素和嗅味物质释放到水中, 二是杀藻剂本身也容易给水体带来二次污染;生物操纵方法是利用生态系统食物链摄取原理和生物的相生相克关系来控制或抑制藻类水华从而达到控制水华发生的目的,是一种“绿色”除藻方法,但技术难度和管理难度大,且需要大量资金投入。
现就近年来国际国内这方面的主要研究成果进行汇总。
⑴ 物理方法解层技术,即人为地使水体水层混合,消除热分层及由此引起的利于藻类繁殖的条件。
安格里安水务公司在英国的Grafham水库安装了曝气系统,在水面和水面下5米设温度探头,按设定的温差开启曝气系统。
该系统的运行结果表明,虽然间歇曝气不能减少藻类总量,但却明显减少了蓝藻数量,这可能是因为曝气增加了沉积物-水界面的溶解氧的浓度,而蓝藻又对沉积物的氧化还原电位条件很敏感有关。
英国的Thames water公司在一些表面积大于1km2和水深大于10m的水库中应用曝气或推流系统来防止水库水的热分层,但对于水深小于10m的水库,则因水太浅而不能使用曝气系统,但这些水库的藻类增生会引起后继处理工艺的麻烦。
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湖泊富营养化治理与蓝藻水华控制湖泊富营养化治理与蓝藻水华控制■孔繁翔中国科学院南京地理与湖泊研究所摘要:经济的突飞猛进伴随着生态环境的急剧恶化,使得人们的生存经受着强烈的考验.而当今污染体现严重的蓝藻水华中含有大量的微囊藻毒素,对人们构成了极大的危害.本文讨论了蓝藻水华的成因和危害等,并从外源削减与控制,内源削减与控制,湖内水生生态系统恢复与重建等方面阐述了富营养化湖泊治理的途径.关键词:湖泊;富营养化;蓝藻水华;治理;控制湖泊的结构与功能及其富营养化1.湖泊的概述及其结构湖泊是陆地表面具有一定规模的天然洼地的蓄水体系,是湖盆,湖水以及水中物质组合而成的自然综合体.我国是一个多湖泊的国家,湖泊面积在1kmz以上的有2300余个,总面积为71787km,占全国总面积的8%左右.2.湖泊的功能湖泊是重要的国土资源,具有调节河川1径流,发展灌溉,提供工业和饮用的水源,繁衍水生生物,沟通航运,改善区域生态环境以及开发矿产等多种功能,在国民经济的发展中发挥着重要作用.①湖泊能蓄积水量,调节河川1径流.②湖泊能调节气候.③湖泊蕴藏了丰富的水力资源.④湖泊的航运作用.⑤湖泊的物质资源.⑥湖泊的旅游资源.3.湖泊的富营养化湖泊的富营养化问题是由于人类活动造成的,如低水平的制造业产生的工业废水,现代化农业生产中大量流失的农药,化肥,未经处理的城镇生活污水,高密度水产养殖遗留的剩余饵料,以及航运,旅游等水上活动产生的一些污染物,都造成了富营养物质大量输入湖泊.湖泊生态系统本身是有一定的自净能力的,如水草,芦苇,沉水植物,湖畔湿地等都是天然的净化器.而现在由于人类对湖泊的围垦,湖泊沿岸的水利工程等都破坏了湖泊的自净系统.从而造成营养源的输出途径减少,营养物质大量过剩,最终形成富营养化.目前一般认为,富营养化的定义是湖泊在自然因素和(或)人类活动影响下,因氮磷等营养物质含量过多,造成水体生产力从低向高营养状态过渡的一种现象或趋势[总氮(TN)达0.2mg/L,总磷(TP)达0.02mg/L].1991年:122个湖泊中,51%富营养化,2005年: 133个湖泊中,88.6%富营养化.61%国控重点湖(库)水质为V类和劣V类.富营养化最直接的表现就是蓝藻水华的暴发.蓝藻是水中的浮游植物,当水中的氮,磷等营养盐浓度大量增加后,为其快速繁殖提供了有利的条件,加上适度的温度光照等条件,形成蓝藻暴发性生长,漂浮在水面上,从而形成水华.大量的蓝藻水华堆积死亡后,还会分解产生对人体及水体生态系统有害的藻毒素.蓝藻水华的暴发直接危害到滨湖城镇的供水,如带来异味,产生致癌物(质)等.蓝藻水华形成原因及其危害1.什么是蓝藻伴随着富营养化,蓝藻会大量生长与繁殖,形成水华.蓝藻的生命力特别旺盛,它的大小不过4—8m,约相当于一根头发丝的1/20大小.当它们在含量较少时,以个体分散在水中,对水质影响较小,若遇适宜的条件它们将会快速生长,发展到一定程度后就会产生群体效应,聚集在一起,像绿色油漆状地漂浮或覆盖于水面,给水体水质带来严重的危害,轻则影响感官(如腥臭),重则产生毒素,对湖水产生极大影响,若发生于水源,则可对居民生活构成严重威胁.蓝藻又称蓝绿藻,或称蓝细菌,属于原核生物,目前,人们对多数蓝藻种作者简介:孔繁翔,中国科学院南京地理与湖泊研究所研究员;湖泊与环境国家重点实验室主任:湖泊生物与生态研究室主任.September2007镬1蠹耘枯静糌参粤每'孽备^每每每§粤舟格耘类还缺乏基本的研究,对有害有毒蓝藻的研究相对较多.蓝藻是原核生物中最原始,最古老的藻类植物,出现在距今35亿年~33亿年前.作为原核生物,蓝藻没有细胞核,具有真核生物中进行光合作用的主要色素叶绿素a,并在光合作用中释放出氧气.现在已知有1500 多种,分布遍及世界各地,能够适应不同的环境,特别是对高温,高盐有很强的适应性.蓝藻偏好中性和碱性水体, 部分种类具有气囊,总气囊的体积占整个细胞的2%~20%,可自主调节在水体中的垂直位置,这就是它们能够在湖泊产生趋表聚集的最主要的原因.蓝藻形态各异,但是以球形单细胞和丝状藻体为主,多数蓝藻种类以多个细胞被无色透明的胶鞘包裹聚集,形成形态各异的不定形群体.蓝藻的细胞繁殖是简单的无性分裂.微囊藻是我国湖泊最常发生的水华蓝藻种类.其群体常由几十个,数百个甚至上千个单个细胞组成.2.蓝藻水华的危害(1)严重影响水质和生态系统结构与功能.大量蓝藻水华的发生,将会严重影响水质和生态系统结构与功能.局部湖区蓝藻水华堆积就会影响人的生活环境, 水源地蓝藻水华堆积与食物链传递就会危及人的健康与生存.在水体中形成的蓝藻会因人们对发生地点的水体使用功能不同,以及对水体生态系统的影响不同而表现出不同的危害程度.主要有遮光效应,导致沉水植物难以生长; 大量生长,死亡腐败届气味难闻,破坏景观;死亡分解耗氧过多,导致其他生物缺氧死亡;局部湖区大量堆积死亡, 破坏水源地水质;分泌毒素,直接危害生物生存与人类健康.(2)对水生生物及其人类健康的危害.{在发生蓝藻水华的区域,家畜及野September2007生动物饮用了含藻毒素的水后,会出现腹泻,乏力,呕吐,嗜睡等状,甚至死亡, 水体生物多样性急剧降低.鱼类误食蓝藻届,因利用率低,难以消化.有人发现在水华盛期,鲢,鳙,鲤和草鱼的肠道里混有大量藻体,对其前,中,后肠的内含物进行镜检时看到一个个藻团完好无损,显然不易消化.人们在沐浴,游泳及其他水上运动时,接触含藻毒素水体可引起眼睛和皮肤过敏,少量喝水可引起急性肠胃炎, 长期饮用则可能引发肝癌.此外,大量出现的藻体在死亡时会散发恶臭,消耗了大量溶解氧,并严重破坏景观. (3)生物中毒机理.微囊藻毒素是一类主要由铜绿微囊藻产生的单环七肽肝毒素,是蓝藻引起鱼类中毒的主要物质.藻类中毒一般可分为肝毒素中毒和神经毒素中毒两类.①肝毒素中毒.多数藻类肝中毒是由一组结构相似的环状肝毒化合物一微囊藻毒素引起,微囊藻毒素作用的靶器官为肝脏,导致肝脏肿大,充血以至坏死.②神经毒素中毒.目前报道的神经毒素主要分成三类:念珠藻毒素,胆碱脂酶抑制剂和钠离子通道阻塞物和其他神经毒素.3.蓝藻水华的一般成因蓝藻水华多发生在夏季,有明显的季节性,温度,光照,营养物质,气候条件等都有可能成为制约因素.适宜的水温(20℃以上),水体富营养化,较高的pH值,适宜的光照强度和光照时间,以及蓝藻形成气囊使其上浮到水体表面和群体的迅速繁殖,都有利于蓝藻水华的形成.(1)营养盐.在水华形成中,氮,磷等营养盐在水体中含量过高是引起富营养化乃至藻类形成水华的主要因素.藻类生长需要多种营养元素,如氮,磷,碳,硅,铁等,其中碳,硅,铁等在自然水体中一般大量存在,因此,湖泊水体中氮和磷的含量以及它们的存在形态在一定程度上制约着藻类的生长.国际上一般认为湖水中总氮(1'N)达0.2mg/L,总磷(11P)达0.02mg/L是富营养化发生的浓度,因此,人们特别关注湖泊中氮磷的来源.由于磷是大多数水体控制藻类生长的主要元素,因此,通常将磷作为优先考虑的控制因子.只有及时有效的阻断外源营养盐的连续输入才能控制水华的形成.磷和氮的外部途径主要来自于点源和面源,如农田施肥,城乡生活污水,工业废水,畜禽和渔业养殖等, 其入湖的氮磷量一般占湖泊总负荷量的50%~90%;内源则主要是指来自湖体内部的污染来源,如底泥释放,湖内围养,生物死亡残体等,约占湖泊总负荷量的10%~50%.(2)水文与气象等环境因子.影响藻类增殖的主要物理因子有光照,温度,pH值,光辐射等.光照的影响主要表现在藻类光合作用的速率随着光强变化而变化,以及不同种类的藻对不同波长,不同强度的光敏感性不同.温度对藻类生长的影响比较突出.水体增温对浮游藻类的影响与环境温度和增温幅度有关,当环境温度较低时水体增温会促进藻的生长,环境温度较高时则起抑制作用.水体的物化性状包括溶解氧,氧化还原电位,有机质含量,金属螯合作用,颗粒物沉降与再悬浮,吸附与解吸, 沉淀与溶解等,这些因素不仅直接作用于藻体本身,影响藻的各生理阶段,从而对藻类生长起间接作用.其次,湖泊本身的自然地理条件也对水华的形成起着至关重要的作用.若水深浅,换水周期长,水位低等水文因素也有利于水华的发生.另外,湖泊水文过程和气象因子对水华的形成也会有驱动作用.在浅水湖泊中,风浪的搅动间接地导致了营养盐从底泥中释放, 增加了更多的可为蓝藻所利用的营养物质,同时也可使蓝藻细胞从底泥中上浮.直接的作用则是在特定方向的风力作用下,使得已上浮于湖水表面的藻华在封闭性湾区,尤其是在下风带湖滨区聚集,形成厚度可观的蓝藻水华,这一现象往往也被人们误认为是该区域发生"暴发".理解了这点,就可知道在上述区域形成的蓝藻水华,既有来自该湖区原有蓝藻的生长,又有可能是其他湖区的水华蓝藻随风浪作用漂移到该湖区堆积而成.同时由于湖区的特殊地形地貌决定了其他湖区的水华易向该区聚集,因此会加剧这样~些区域的水华发生程度.显然在这样的湖区,水文与气象要素对蓝藻水华的形成作用尤其显着.(3)生物与生态因子.在正常的湖泊中,湖泊初级生产力包括浮游植物,底栖或固着藻类,沉水植物与挺水植物.它们是相互作用和相互制约的,形成一个良性的湖泊初级生产力平衡系统.若湖泊接纳的营养盐主要供给了浮游植物,则蓝藻的生态位在生态系统具有较高的适合度,因而能够占据优势进而形成水华,从而会破坏了这一系统平衡.许多生态学家提出了种群竞争的理论,即在特定环境条件下, 富营养化湖泊中蓝藻在与其他藻类的竞争中获得生长优势.蓝藻成为优势种的机理研究主要集中在蓝藻与其他相近物种对生态空间和营养盐的竞争方面.另外,原生动物的摄食作用也是影响蓝藻细胞消长的主要因素.那么,为什么在同样富营养盐条件下,仅蓝藻在竞争中获得了生长优势呢?蓝藻成为优势种的可能原因可概括为:蓝藻对低温的适应;对低光强和紫外线的适应;蓝藻可以过量摄取无机碳和其他营养物质的能力;蓝藻细胞可以形成气囊,具有调节自身浮力的功能, 通过浮游或下沉来选择其最佳的生长和生存空间;蓝藻可以形成群体胶鞘, 以降低被浮游动物摄食的机率;蓝藻可以分泌他感物质对其他物种产生抑制作用.更新的研究发现蓝藻所产生的藻毒素可以抑制其他物种生长甚至杀死其他生物.总的来说,湖泊富营养化的实质是由于营养物质输入输出的失衡,造成湖泊生态系统中各物种的种间平衡被打破,导致某单一物种的过度生长(如蓝藻的恶性繁殖),从而进一步破坏了系统的物质循环和能量流动,最终致使整个生态系统逐步走向消亡.4.控制蓝藻水华的技术迄今为止,国内外采用的控制蓝藻水华的技术主要可以分为以下几种: (1)化学法.主要是采用在水体中添加杀藻剂(如次氯酸钠,硫酸铜等),絮凝剂(如黏土等),抑藻剂等,来控制水体中的蓝藻,这种方法通常应用在较小的水体中,还是有一定效果的.但是,由于在使用化学药剂除藻时,需要向水中引入新的化学成分,这些化学成分不仅对藻类有抑制性,对其他生物也存在毒性.如治理微囊藻水华时,多用硫酸铜等,但在实践中发现有时并不理想,往往在处理之后,微囊藻水华照样大量出现.此外,现阶段所使用的杀藻剂对藻类并无选择性,在去除微囊藻水华的同时,也杀死了其他藻类其他生物,污染了水体.除用化学药剂除藻外,还可以用臭氧来除藻.臭氧的氧化性极强,能很快杀死藻类.但臭氧极不稳定,极易分解, 在水中停留时间短,且臭氧发生装置庞大,复杂,耗能高.臭氧只能作用于很小范围水体,不能作用于大范围水体. (2)机械清除法.采用动力机械装置(如藻类收集船等)将水体中的蓝藻富集,收获,并使之移出湖泊水体,这种方法一般作为简易的辅助手段,主要用于突发事件的应急处理,对大型湖泊而言,捞藻的速度远远比不上藻类本身的生长速度,耗费大量人力物力,效果甚微.(3)曝气混合法.通过机械混合或曝气破坏湖泊中的垂直分层,增加底层水体的溶解氧, 这种方法也多应用于深水湖泊.实践显示,平均水深超过10m的,使用曝气法控制藻类繁殖和嗅味有良好的效果;平均水深为5~lOm的,蓝藻繁殖及嗅味得到控制,但不能控制绿藻及硅藻,特别硅藻明显繁殖;平均水深<5m的没有控制效果.大约每10万m设置一个装置,投资及成本相当低,但是该法曝气增氧设备要求动力大,耗能高,只对小水体比较有效.(4)水动力学控制法.通过引入干净的水源,一方面通过增加湖水流量,改变湖流等,来改善湖泊水体的流动性,减少滞留时间,另一方面能在短时间内使水体中污染物浓度降低,从而控制蓝藻的生长.但这种做法只是暂时缓解了水体的污染,且浪费了大量的水资源,及转嫁了污染. (5)生物控制法.包括经典,非经典生物操纵法及微生物控藻等,但报道采用这些方法取得成功的大都属于小型水体,而在大型水体中应用时不成功的比例较高.除以上这些方法外,还有一些新的技术正在研究中,如:超声波抑藻杀藻技术,激光辐照杀藻技术等.20世纪90 年代,日本开始进行超声波抑藻杀藻技术的研究,初步结果表明,由于超声波可以破坏细胞壁,气胞,活性酶等,因此,适当频率和强度的超声波处理5 min就可以严重抑制藻类生长(减少50%).由于具有高效,迅速,简单,无二次污染等显着优点,使得超声波抑藻, 杀藻具有很大的吸引力.但超声波除藻也存在一定的缺憾,主要是其作用范围小,作用半径≤300m,作用时间长,有时长达几个月,对于暴发性藻类污染,除September2007藻效果不明显.事实上,上述的各种处理藻类的方法均各有所长,也均具有一些局限性, 因此,靠单一的方法治理一个极其复杂的水生生态系统,往往达不到理想的效果.要解决蓝藻水华的问题,必须首先解决水体的污染治理问题,包括三个方面:一是控制污染源的排人,包括截断污水,去除水中的污染物质和营养物, 降低水体中的营养物质负荷,从而逐步控制藻类的异常繁殖,提高水环境的质量;二是改善湖泊的生态系统结构,包括进行各种类型的生态恢复,生态重建,修复和改善受损的生态系统;三是要有局部应急的除藻措施,以应对突发的蓝藻水华问题.富营养化湖泊治理的途径控制蓝藻水华,从根本上来说,最重要的就是湖泊富营养化的治理.从国内外的成功案例和失败教训看,湖泊水环境综合治理措施主要包括三个主要方面,即外源削减与控制,内源削减与控制,湖内水生生态系统恢复与重建.1.外源削减与控制由于湖泊水环境的恶化通常由外源污染物的过量输入引起,因此,外源污染负荷的削减与控制是解决湖泊富营养化问题的关键问题.而外源控制的问题也是制约我国大多数湖泊水环境成功改善的决定因素.大量国外成功的湖泊治理案例都是建立在外源污染源充分控制与削减的基础上进行的.外源污染包括农业面源污染,工业点源污染和生活污染.从太湖的情况看,这三种污染来源均占据了比较大的份额.因此,从外源控制的层面看,可以通过加强城镇生活污水集中排放设施及兴建污水处理厂控制生活污水的排放;改变湖泊流域内的产业结构,加强工业污水处理厂的兴建来改善工业点源污染;通过改变粗放的农业耕作和施肥灌溉方式,提高生态农业比例,加强集中和分散式面源污染处理设施等方式改善农业面源污染.2.内源削减与控制内源污染的贡献在外源污染得到控制后成为湖泊水环境改善的决定因素,国外研究表明,内源污染的份额在外源污染得到控制后可能占湖泊污染负荷的90%以上.由于湖泊底泥是湖泊流域上污染物的最终汇集场所,因此, 底泥污染记录并反映了流域内污染物的输入.内源的控制一般通过底泥疏浚,底泥覆盖及抑制底泥再悬浮等措施实现.这其中湖泊污染底泥疏浚是应用最多,也是相对见效最快的手段之一, 因此,在国内外都受到了广泛应用.约20世纪60年代末起,由于工业化和城市化发展过快,发生了以湖泊富营养化为代表的水污染问题.受水污染的影响,湖泊底泥也逐渐出现污染物(营养物,重金属和有机物等)累积问题,如日本中部有些流域在1975年前后,就出现了水体和沉积物中}Ig和cd等重金属含量明显偏高等问题,造成了所谓水俣病和痛痛病等地方性疾病.为了改变这种底泥污染现象,美日和西欧等国家就相继在日本的诹访湖,手贺沼和霞浦湖(1969,1975,1991~1995),美国的伊利湖和安大略湖南部,瑞典的Trum—men湖,荷兰的凯特梅尔湖和Geerplas 湖,匈牙利的巴拉顿湖等湖泊开展了以改善湖泊水环境质量为目的的局部或大规模的湖泊底泥疏浚工程.而这其中,日本是将疏浚工程用于湖泊环境改善投入最早和次数最多的国家之一,因此,往往被人们作为研究的对象.因此, 应该说将湖泊疏浚用于环境目的是起自于国外,虽然在近几十年才得到应用,但推行的速度较快.目前不仅在发达国家,而且在发展中国家,如中国,印度,委内瑞拉等国,也纷纷实施了用于环境目的的湖泊疏浚计划.3.湖内水生生态系统恢复与重建在富营养化湖泊中恢复水生植物,可以降低底泥的再悬浮,吸收水体中的营养盐,固定和改善底泥的污染物释放.因此,培植清水型草型生态系统,曾经被认为是治理富营养化湖泊的有效途径.但是,迄今为止,实施湖泊生态修复达到改善水质的成功的事例并不多. 即使有湖泊通过重建水生生态系统得到了成功改善,也是建立在外部和内部污染源得到充分控制的基础上进行的, 或者是在局部受控的水域内,通过围隔隔离和其他水生植物的种植等技术,使得水质得到一定的改善,但是,这样的生态恢复在污染持续输入,水体营养水平维持在很高水平的条件下,从理论和实践上,都难以支持一个健康水生生态系统的持续运行.一般来说,要维持一个清水型的草型湖泊,其水体11P应低于0,1mg/L,TN应低于2.0mg/L,氨氮应低于1.0mg/L.否则,即使一个湖泊通过人工干预暂时恢复了水生植被,其生态系统的稳定性也是非稳态的,随时可能在外部物理条件(如风浪的作用)的干预下崩溃蜕化为藻型湖泊.因此,水生生态系统的稳定重建必须建立在前两个层面的基础上.4.湖泊富营养化治理成功的案例由于湖泊富营养化仍是目前国际上的难题,而我国一些湖泊的富营养化又非常严重,因此,可供借鉴的成功实例并不多.国内外的经验表明,若要对一个湖泊富营养化及水华灾害进行控制与治理,应当采取控源与生态修复相结合的综合技术,这其中内源污染控制与生态修复是十分关键的的内容,是我国浅水湖泊污染控制的急需技术.因此,针对湖泊污染防治所迫切需要解决的底泥环境疏浚与生态重建的技术问题,开展高技术重大专项研究,对全国的类似湖泊具有重要指导意义.近几十年来,由于经济快速增长和人类干扰活动的加剧等导致了世界范围内日趋严重的湖泊污染和富营养化现象,在城市湖泊,大型浅水湖泊的局部区域甚至出现了以"有机污染十分突出,重富营养化,生态系统严重退化"为表征的重污染水域.目前,世界各国十分重视对湖泊污染尤其是重污染水体防治技术的研究.经过多年的研究探索,人们逐渐认识到:对于浅水湖泊的污染防治,必须采取"控源与生态修复(或生态重建)相结合"的治理模式. "控源"就是针对湖泊污染外源(包括点源和面源)和内源(污染底泥,湖内养殖,湖面旅游等),采用治理工程及管理措施削减或清除污染负荷以满足湖泊环境容量的要求;而"生态修复(或生态重建)"是指当湖泊内,外污染源得到有效控制时,应采取生物调控措施重建湖泊优化生态系统.因此,对于大型浅水湖泊的重污染水体而言,当湖泊污染外源(包括点源和面源)得到有效控制后,采取工程措施清除内源污染负荷,并重建疏浚区的优化生态系统,是目前国内外浅水湖泊污染治理的基本模式.湖泊(或水库)的污染与环境退化早在20世纪50和60年代就已经开始出现.联合国经济合作与发展组织(OECD) 对湖泊水体富营养化的成因及污染物来源作了较为全面的总结.经过多年研究,通过外污染负荷的阻断,利用湖泊的自净能力,在深水湖泊富营养化治理方面取得了较好的效果.奥地利的月亮湖(Mondsee),德国的康斯坦士湖(LakeKonstanz)等成功地将富营养湖整治为贫营养湖,富营养化的发展趋势得到有效控制.但是,就目前所知,国际上对仅有的几个浅水湖泊富营养化治理(如美国的Okechobee湖,日本的霞浦湖,匈亚利的Balaton湖)结果看,由于富营养化形成机理缺乏深入研究,因此,尽管上述几个湖泊外源负荷治理已经达到或接近历史最低点,但是,蓝藻。