湖泊富营养化与氮磷等营养盐之间的关系
湖泊营养级划分
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湖泊营养级划分全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:湖泊营养级划分是指根据湖泊中的营养物质含量和生物组成,将湖泊分为不同的营养级别。
营养级别反映了湖泊中的生态系统的健康状况,同时也是湖泊管理和保护的重要依据。
目前,湖泊的营养级别划分主要包括富营养化、中营养化和贫营养化三个级别。
富营养化是指湖泊中的营养物质含量过高,导致水体中浮游植物和藻类大量繁殖,形成大面积的水华。
水华不仅会影响湖泊水质,还会消耗水中的氧气,造成水体缺氧。
水华还会释放毒素,危害湖泊周边的生态系统和人类健康。
富营养化的湖泊通常表现为水体呈现绿色或蓝绿色,水质混浊,浮游植物和藻类密集分布。
中营养化是指湖泊中的营养物质含量适中,水质较为清澈,生物多样性较高,水生植物和鱼类数量适中。
中营养化的湖泊通常是一个相对平衡的生态系统,水中浮游植物和藻类的数量处于一个正常范围内,水体中的氧气和有机物质的含量也较为稳定。
这种营养级别的湖泊通常是人类进行生产活动的重要水源地,需要进行合理管理和保护。
贫营养化是指湖泊中的营养物质含量过低,水质清澈透明,但水体中的营养物质和有机物质不足,导致水生生物的生长受限。
贫营养化的湖泊通常缺乏浮游植物和藻类,水生植物和鱼类数量较少,生物多样性低下。
贫营养化的湖泊还可能出现水体富氧、富硅和低硝态氮等问题,影响湖泊生态系统的平衡。
对于不同营养级别的湖泊,需要采取相应的管理和保护措施。
对于富营养化的湖泊,需要减少施肥和化肥的使用,控制污水排放,加强水体净化措施,避免过度捕捞和过度开采水资源。
对于中营养化的湖泊,需要加强水资源管理和监测,适时采取调控措施,保持水质稳定。
对于贫营养化的湖泊,需要适度增加营养物质的输入,促进水生生物的生长,加强生态修复和保护措施。
湖泊营养级别划分能够为湖泊管理和保护提供科学依据,有助于维护湖泊生态系统的平衡和稳定。
我们每个人也应该意识到自己的行为对湖泊的影响,积极参与湖泊保护工作,共同守护我们的水域环境。
水体富营养化
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化学法
1.化学除磷技术:化学除磷常用的化学药剂有3类:石灰、铝盐、铁盐。投加石灰与磷酸盐 反应生成羟基磷酸盐沉淀。投加的铝盐主要为硫酸铝,与磷酸盐反应形成磷酸铝沉淀。铁 盐主要为三氯化铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁等,与磷酸盐反应形成不溶性的磷酸铁 沉淀。化学除磷去除磷效率较高,去除率达到85%以上。使氮磷比例失调,营造不适宜藻 类繁殖的的水体营养环境。但由于该法成本较高,同时有二次污染的可能性,在饮用水源 地应禁止使用。
水体富营养化机理
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。
奥 运 森 林 公 园 水 环 境 生 态 工 程
治理案例
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4.紫外线法。藻类等微生物在受到 紫外线照射时, 藻细胞内的 DNA 螺旋体被紫外线的电磁能所破坏, 导致细胞无法增殖,达到灭活效应。 紫外线法除藻工艺的运行成本低, 不会生成有害消毒副产物,但该技 术目前在生产上的应用还不成熟, 推广应用有限。
5.机械法除藻 /除草。机械法适用于藻类和水 草严重泛滥的富营养化水体,是一种应急处理 方式,但不能从根本上控制水体的富营养化。 6.曝气技术。曝气的作用是增加水中的溶解氧, 使溶解氧与水体充分混合,供应微生物呼吸之 需,使其生长繁殖,已达到净化水体的目的。 该技术适用于溶解氧含量较低(一般低于 4mg/L)的封闭或缓流水体。
6.噬藻体。噬藻体( Cyanophage) 是以蓝藻为寄主的浮游病毒类群 ( 也称蓝藻病毒) ,因其能特异性 地感染蓝藻并导致其死亡,是蓝藻 “水华”潜在的控制因子。
目前湖泊等水体富营养化的原因主要是由排放的大量氮和磷所造成
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目前湖泊等水体富营养化的原因主要是由排放的大量氮和磷所造成近年来,湖泊等水体富营养化现象日益严重,给生态环境和人类健康带来了重大影响。
富营养化是指水体中的氮、磷等营养物浓度过高,导致水体中的植物和藻类生长过盛,甚至形成大规模的藻华。
这一现象主要是由排放的大量氮和磷所造成的,以下是造成水体富营养化的主要原因。
首先,农业活动是水体富营养化的主要原因之一、农业活动中广泛使用化肥和农药,这些化学品中的氮、磷等营养物质在农田中往往过量施用。
随着降雨和灌溉的作用,这些营养物质被冲刷到附近的河流和湖泊中,导致水体富营养化的发生。
此外,农田排水、农作物残渣的堆肥和农业环境的变化等因素也会导致氮、磷等营养物质进入水体。
其次,工业排放也是导致水体富营养化的重要原因。
工业生产中大量使用化学试剂和工业原料,会产生大量含氮、磷的废水和废气。
如果这些废物没有经过充分处理,就会直接排放到河流、湖泊等水体中,导致水体富营养化的发生。
工业排放对水体造成的污染通常更为严重,因为其中的氮、磷等营养物质浓度更高,污染程度更严重。
此外,城市化进程中的快速发展也是导致水体富营养化的原因之一、随着城镇的扩大和人口的增加,建设用地的扩大和水泥化程度的提高,导致了大量的土地表面裸露、城市排水体系的完善和城市污水的集中处理。
这些城市发展的过程中,排放的大量污水中含有高浓度的氮、磷等营养物质,如果不能得到充分的处理,就会直接排放入水体中,造成水体富营养化。
最后,生活污水排放也是导致水体富营养化的重要原因。
随着人们生活水平的提高和城市化的进程,生活污水产生量也大幅增加。
生活污水中含有大量的氮、磷等营养物质,如果没有经过充分处理,就会直接排放到水体中,导致水体富营养化的发生。
综上所述,当前水体富营养化的主要原因包括农业活动、工业排放、城市化进程和生活污水排放等。
为了解决水体富营养化问题,应采取相应的措施,包括加强农田管理,合理使用化肥和农药,加强工业废水的处理和排放控制,推进城市污水处理设施的建设,加强生活污水的处理和回用等。
鄱阳湖富营养化问题
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简述鄱阳湖富营养化的相关问题一、富营养化的基本概念1、富营养化是指生物所需的氮、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,水体溶氧量下降,鱼类及其它生物大量死亡的现象。
湖泊富营养化是目前水环境中一个主要问题,也是危害最大的环境问题之一。
水体中过量的营养物质是引起富营养化的根本原因,其中氮和磷是主要的影响因素。
2、水体富营养化的基本过程从上图可以看出,水体富营养化的原因主要是由于外源性营养物质(主要是氮和磷)的过量输入,造成水生生物大量繁殖,引起水生生态系统失衡。
进入水体的营养物质根据其来源可分为点源和非点源两种,点源污染主要是集中从排污口排入水体的工业废水和生活污水;非点源污染则是由大范围污染造成的,主要包括农业非点源污染、林地和草地的养分流失、城市径流和固体废弃物的淋溶污染等。
二、富营养化的影响因素(一)氮1、基本概念氮是水生植物生长不可缺少的部分,氮气约占大气的78%,只有少量的生命形态(如蓝-绿藻)能直接固定大气中的氮气,大多数藻类物种都是利用无机或者溶解状态的氮。
氮是一种非常活跃的元素,它存在于多种化学形态,分为无机和有机两种,无机形态有更高的的流动性和生物可利用性。
有机形态在藻类可利用之前需要矿化。
2、氮的集中形态和转变过程3、氮在水体中浓度的变化过程(1)藻类吸收,藻类通过光合作用消耗NH4和NO3用于生长这两种形式是藻类摄取氮的首选形式;(2)矿化和分解:颗粒有机氮通过水解降解为DON,进而DON通过矿化作用转变为NH4;(3)硝化作用:氨通过硝化作用氧化为亚硝酸盐和硝酸盐;(4)反硝化作用:在厌氧状态下,硝酸盐还原为氮气并离开水生系统;(5)固氮:一些蓝-绿藻直接从大气中固氮。
4、氮对湖泊富营养化的影响鄱阳湖水体中主要的氮素形式是硝酸盐氮,赣江是其主要的贡献者。
鄱阳湖湖体上游河道氮含量明显低于滞留区和下游,主河道氮含量变化受滞留区及赣江修水补给的影响,从上游至下游呈总体上升趋势。
湖泊富营养化与氮磷循环的相关性研究
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湖泊富营养化与氮磷循环的相关性研究湖泊富营养化是指湖泊中营养物质过剩的现象,特别是氮磷元素。
这一现象会导致水体中生物生长的过度,进而破坏湖泊生物多样性和水生态系统的平衡。
为了深入了解湖泊富营养化的原因以及氮磷元素在其循环中的作用,科学家们进行了一系列研究。
湖泊富营养化主要是由人类活动引起的,如农业、工业和城市污水排放。
氮磷元素是植物和微生物生长所需的基本元素,它们在肥料和污水中含量较高。
当这些污染物进入湖泊时,它们会加速湖泊中藻类和植物的生长,形成藻华。
藻华会消耗水体中的氧气,导致水中生物无法存活,最终引发湖泊富营养化。
氮磷循环是湖泊富营养化中一个重要的过程。
氮循环包括氮化、硝化和脱氮过程。
氮化指的是将氨氮转化为氨基酸,而硝化则是将氨氮转化为硝酸盐。
这两个过程可以提供藻类和植物所需的氮源。
然而,氮化和硝化过程也会产生过量的氮,进而造成水体中氮的积累。
脱氮过程则是将水体中的氮还原为气体形式,从而减少氮的含量。
与氮循环不同,磷循环主要涉及到磷的吸附和释放过程。
磷是湖泊中限制生物生长的关键营养物质之一。
它主要通过沉积物进入湖泊,并与悬浮颗粒结合形成不溶性的磷酸盐。
然而,湖泊底部的缺氧环境能够导致这些不溶性磷酸盐释放,进而使水体中的磷含量增加。
此外,沉水植物和藻类的落叶也会导致磷释放,从而加剧湖泊富营养化。
在湖泊富营养化研究中,科学家们发现了一些控制因子,可以在一定程度上预测湖泊富营养化的发展趋势。
其中一个重要的控制因子是氮磷比。
研究表明,当水体中的氮磷比小于16∶1时,湖泊更容易出现富营养化现象。
这是因为氮磷比低于这个阈值时,氮成为限制生物生长的营养物质,从而刺激过度的藻类生长。
此外,湖泊富营养化还会对水质产生一系列影响。
高浓度的藻类和悬浮颗粒会降低水质的透明度,影响浮游植物和浮游动物的生存。
湖泊水体中的富营养化还会导致水生生物的死亡,进而干扰水生态系统的平衡。
因此,控制湖泊富营养化对恢复湖泊生态系统至关重要。
中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展
![中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/42916878366baf1ffc4ffe4733687e21af45ffcf.png)
中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展湖泊富营养化是指湖泊中营养盐的浓度过高而导致水质恶化的现象。
随着工业化和城市化的发展,湖泊富营养化问题在中国逐渐加剧,对环境和人类健康造成了严重影响。
湖泊富营养化生态治理技术的研究成为了当前亟待解决的重大问题。
湖泊富营养化主要是由于氮、磷等营养盐的过量输入,导致水体中藻类繁殖过盛。
湖泊富营养化生态治理技术主要包括物理、化学和生物方法。
物理方法主要是利用人工手段调节湖泊水体的营养盐浓度,减少富营养化程度。
常用的物理方法包括水量控制、人工漂浮物清理、湖底泥沉积清理等。
这些方法可以有效地降低湖泊水体中营养盐的浓度,阻断富营养化的发展。
化学方法主要是利用化学物质来调节湖泊水体的营养盐含量。
常用的化学方法包括草鱼放养、溶解性氧化物喷施等。
通过添加草鱼等消耗藻类生长所需的营养盐和浮游生物,可以有效地降低湖泊水体中的营养盐含量。
生物方法主要是通过调节湖泊生态系统结构和功能,降低湖泊水体富营养化程度。
常用的生物方法包括湖泊生态修复、生态调控等。
湖泊生态修复是指通过人工手段恢复湖泊的生态系统,提高湖泊生态功能,减少湖泊富营养化程度。
生态调控是指利用生物相互作用调控湖泊水体中的富营养化现象,常用的生态调控方法包括种植水生植物、鱼虾饲养等。
综合利用上述物理、化学和生物方法,可以取得较好的湖泊富营养化生态治理效果。
目前,中国在湖泊富营养化生态治理技术方面取得了一系列研究进展。
在物理方法方面,研究人员通过人工增加湖泊出流水量,减少湖泊水体中营养盐的积累。
对湖底泥沉积进行清理,降低湖泊富营养化程度。
这些方法在实际应用中取得了较好的效果。
在化学方法方面,研究人员通过溶解性氧化物喷施、草鱼放养等方式,降低湖泊水体中的富营养化程度。
这些方法可以有效地减少湖泊水体中藻类的繁殖,改善水质。
中国在湖泊富营养化生态治理技术研究方面取得了一些进展,但仍然存在一些问题。
湖泊富营养化治理技术的操作和管理仍然需要进一步优化和完善,湖泊富营养化治理的效果需要长期观察和评估。
湖泊富营养化
![湖泊富营养化](https://img.taocdn.com/s3/m/ed059e3649d7c1c708a1284ac850ad02de8007e0.png)
5、有些产生毒素:甲藻产生石房毒素、进入 食物链
湖泊富营养化
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七、湖泊富营养化防治
1、加强生态管理:预防含N、P及生活污水未经 处理直接排入河流;
2、污水深度处理:彻底去除有机污染物;
3、化学杀藻:漂白粉、CuSO4 (0.1~0.5mg/L)撒 入产生赤潮河流或海洋;
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六、富营养化危害
1、水体外观呈色、变浊、影响景观:
内陆湖:水华(水花 Water bloom);
海洋:赤潮(红潮 Red tide)
2、水体散发不良气味:土腥素(geosmin), 硫醇、吲哚、胺类、酮类等;
3、溶解氧下降:分解有机物及藻类残体造成 细菌大量繁殖,消耗掉水中氧气。
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五、富营养化类型及判别标准
因为影响富营养化现象原因很复杂,在不一 样生态环境条件下,水体之间富营养化程度存在 很大差异。同一水体在不一样阶段也可能相差十 分悬殊。为了研究富营养化演替规律,普通将富 营养化现象分为贫营养型、中营养型及富营养型 三种基础类型。其间又可细分出几个亚型,如特 贫营养型、贫—中营养型、中—富营养型等
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伴随时间推移,自外部进入湖中营养盐类逐 步积聚,湖水中营养物质增多,湖泊生物生产能 力提升,生物量增加,水中溶解氧含量下降,水 色发暗,透明度降低,水生生物种群组成逐步由 适合富营养状态下种群所代替,湖泊对应由贫营 养型发展为中营养型,进而演变为富营养型。
湖泊富营养化
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三、主要表现
富营养化现象发展到一定阶段,表现为浮游 藻类异常增殖。以蓝绿藻类为主水藻泛浮水面, 严重时形成“水花”或“湖靛”。在迎风湖岸或 湖湾处,糜集水面藻类可成糊状薄膜,湖面呈暗 绿色,透明度极低,可散发出腥臭味。而且还会 分泌出大量藻类毒素,抑制鱼类和其它生物生长, 对人畜造成危害,并严重污染环境。
湖泊富营养化与氮磷等营养盐之间的关系
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湖泊富营养化与氮磷等营养盐之间的关系第一篇:湖泊富营养化与氮磷等营养盐之间的关系湖泊富营养化与氮磷等营养盐之间的关系姓名:冯涛学号:5802112013 班级:环工121 摘要:本文主要通过对湖泊氮磷的时空特征和富营养化的关系进行分析。
主要包括氮磷的时间动态和空间动态,并且对氮磷等营养盐的来源进行详细的分析,探讨富营养化水体中氮磷的去除机理。
关键字: 富营养化氮磷来源和去除时空特征湖泊富营养化是一个缓慢的自然过程,但人类活动加速了这一过程。
人类活动被认为是富营养化频发的诱发主因。
湖泊富营养化过程复杂,影响湖泊富营养化的因素很多, LauandLane(2002)认为水体富营养化是非生物和生物相互作用的复杂过程。
湖泊富营养化不仅与氮磷含量有关, 而且氮磷比也是一个重要的影响因子, 氮磷比可影响藻类等浮游植物的生长。
有关研究发现不同的营养盐比例可以控制藻类的生长, 生物量以及种群结构。
因此, 本文将对我国湖泊氮磷的时空特征和湖泊富营养化的关系进行综合分析。
一般说来,当天然水体中总磷大于20毫克每立方米,无机氮大于300毫克每立方米时,就可认为水体处于富营养化状态。
富营养化水体中的氮、磷促使水中的藻类急剧生长,大量藻类的生长消耗了水中的氧, 使鱼类、浮游生物因缺氧而死亡,他们的尸体腐烂造成了水质污染。
因此去除水体中大量的氮磷是治理富营养化污水的根本。
我们通过对氮磷的来源的分析来更好的控制源头,对氮磷的去除机理的探讨来缓解富营养化严重的现状。
一、氮磷等营养盐来源分析1.营养盐来源按进入途径可分为外源和内源。
外源污染又可分为两大类:点源,来自流域的城镇生活污水和工业污染源排放;面源,来自流域的农田径流、畜禽养殖、水产养殖及其他面源。
随着点源污染排放的不断达标, 面源污染日益成为水体富营养化的主要来源。
内源污染是由于湖底沉积物中液态营养盐向上覆水中释放, 在动力作用下营养盐再悬浮造成的, 在这种因素影响下, 即使大幅度削减外源污染负荷, 在特定条件下(高温少雨), 仍可能引起藻类暴发, 所以内源污染成为湖体藻类暴发的关键因素。
土壤磷、氮与水体富营养化
![土壤磷、氮与水体富营养化](https://img.taocdn.com/s3/m/c2029398b84ae45c3a358c09.png)
2020.01“富营养化”问题成为当前的重大环境问题之一,它是一种由于磷、氮等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。
主要表现为水中的营养物质氮、磷超过湖体的自净能力,进而引起藻类过量生长、繁殖。
1 水体富营养化水体富营养化分为两种类型:一是天然富营养化,二是人为富营养化。
天然富营养化是湖泊水体生长、发育、消亡整个生命史中必经的天然过程,这个过程极其漫长。
人为富营养化演变的速度非常快,可以在短期内使水体由贫营养化状态变为高营养状态。
随着工农业生产大规模的迅速发展,人为富营养化越来越严重。
人口密集的城市排放出大量含磷、氮营养物质的生活污水排人湖泊、河流、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类便逐年增加,经过雨水冲刷和渗透,以面源的形式使一定数量的植物营养物质最终输送到水体中。
氮和磷是富营养化水体中的特征污染物,是植物和微生物的主要营养元素。
国际上一致认为湖水中总磷浓度0.02mg(P)/L、总氮浓度0.2mg(N)/L是水体富营养化的发生浓度。
由于水体中所含氮磷的影响,特别是封闭水体中的氮磷,导致水体中的藻类大量繁,藻类的繁殖又会吸收水体中部分的氮和磷,藻类的死亡和解体又将所吸收的氮和磷释放到水体中去,造成水体中藻类的恶性繁殖。
一方面影响水体的水质,会造成水的透明度降低,使得阳光难以穿透水层,从而影响水中植物的光合作用,可能造成溶解氧的过饱和状态。
溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少,都对水生动物有害,造成鱼虾大量死亡。
同时,藻类本身有藻腥味会引起水质恶化产生腥臭难闻的气味。
另一方面富营养化水体中所含的硝酸盐和亚硝酸数以及藻类所含的蛋白质毒素会富集在水产物体内,人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水,也会中毒致病。
2 土壤磷素与水体中的含磷化合物水体中的磷是以多种形态存在的,所有的无机磷几乎完全以磷酸盐形态存在,也就是磷的完全氧化态。
天然水中的磷是由矿石风化、侵蚀,淋溶、细菌作用、农业肥料、污水和洗涤剂排入等构成,其中可溶性磷化合物包括正磷酸盐、聚合磷酸物、有机磷酸物,此外还有呈胶体和颗粒态的有机磷化合物存在。
湖泊营养级划分-概述说明以及解释
![湖泊营养级划分-概述说明以及解释](https://img.taocdn.com/s3/m/a79e1e42773231126edb6f1aff00bed5b9f373cb.png)
湖泊营养级划分-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下角度展开:湖泊是地球上广泛存在的水体之一,是由江河流入的水在地形低洼处所形成的一种天然水文地形。
湖泊往往是生态系统的重要组成部分,不仅为众多生物提供了生存的场所,还在地球的水循环过程中发挥重要作用。
然而,随着人类活动的不断增加,湖泊的营养级问题日益突出。
营养级是指水体中的营养物质含量和其比例的等级划分。
湖泊的营养级划分是确定水体富营养化程度的一种方法,也是评估湖泊水质和生态系统健康状况的重要指标之一。
营养级的划分主要依据水中的氮、磷等化学物质含量以及水体中悬浮、溶解的有机物质的浓度等参数,通过对这些指标的测量和分析,可以判断湖泊水质的优劣,并采取相应的管理和保护措施。
湖泊营养级的划分方法主要有两种:一种是根据水体中总氮和总磷的浓度进行划分,另一种是根据叶绿素a的浓度进行划分。
前者通常采用氮磷比值法,通过计算氮磷比值的大小来评估湖泊的富营养化程度。
氮磷比值小于10被认为是富营养化状态,而大于10则表示湖泊水体相对较为清洁。
后者则是通过叶绿素a的浓度来判断湖泊水体中藻类的生长状况,从而评估水质的优劣。
湖泊营养级的划分对于湖泊管理和保护具有重要的意义。
一方面,它可以为湖泊的环境评估和监测提供科学的依据,帮助我们了解湖泊富营养化的原因和特点,及时采取相应的措施进行调控。
另一方面,它也可以为湖泊生态系统的保护提供指导,促进湖泊的生态恢复和生物多样性的维护。
综上所述,湖泊营养级的划分是评估湖泊水质和生态系统健康状况的重要手段,对于湖泊管理和保护具有重要的意义。
通过对湖泊营养级的划分,我们可以更好地了解和掌握湖泊富营养化的情况,并采取适当的措施进行治理,以保护湖泊的生态环境。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:2. 正文2.1 营养级的定义和意义在讨论湖泊营养级划分之前,我们首先需要明确营养级的定义和其在生态系统中的意义。
富营养化
![富营养化](https://img.taocdn.com/s3/m/c8a711846529647d272852be.png)
水体的富营养化富营养化是指水流缓慢和更新期长的地表水中,由于接纳大量的生物所需要的氮磷等营养物引起藻类等浮游生物迅速繁殖,最终可能导致鱼类和其他生物大量死亡的水体污染现象。
水体富营养化的原因: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。
污染物氮磷的主要来源:水体中的氮磷来源很多,其中有外源性负荷和内源性负荷。
外源性的氮磷有面源污染和点源污染。
面源污染主要来源于农业,点源污染主要来源于生活污水和工业废水。
内源性负荷有沉积物中氮和磷的释放、水生动植物新陈代谢分解等。
1)从农业土壤中流失农业土壤中施入的肥料中氮和磷的量,往往要超过农产品中氮磷输出量,每年土壤中施入的肥料,很大部分都在作物吸收之前流失到水体。
人类的活动使得水土流失的程度提高了2~3倍。
磷元素与水体富营养化的关系
![磷元素与水体富营养化的关系](https://img.taocdn.com/s3/m/dcf0e1c108a1284ac8504328.png)
磷元素与水体富营养化的关系摘要水是人类赖以生存最重要的资源,但是在全世界,现在所有国家都面临一系列的水环境危机,我国也不例外。
而水体富营养化更是其中受到关注最多的问题之一。
在查阅相关综述和实验,发现磷元素是水体富营养化现象最重要的制约因子。
为了具体的阐述这一论点,先介绍了磷元素的生物地球化学以及在水体中的循环特征,接下来对富营养化水体中除磷的技术进行了详细的说明,包括传统生化技术和新型生态修复技术。
最后借用太湖为例子,以湖流域水环境监测中心发布的水质数据,对其进行初步的分析,结果表明太湖污染物主要为高锰酸盐和氮、磷,太湖富营养化是流域内各种直接和间接的污染源的综合效应。
得到最终的结论,在治理包括太湖在内的湖泊富营养化现象时应该注意使用多种技术综合应用,达到利益和效益的最大化。
关键词:富营养化、水质、除磷、总磷Abstract目录摘要 (IV)Abstract .......................................................... 错误!未定义书签。
一、水体富营养化与水环境危机 (VII)(一)、水环境危机 (VII)(二)、水体富营养化现象 (X)(三)、水体富营养化的危害 (XI)1、对人体健康的危害 (XI)2、对渔业养殖的危害 (XII)3、对水体生态环境的危害 (XII)4、对水体的利用.............................................XII二、磷循环与水体富营养化 (XII)(一)、磷的生物地球化学循环 (XIII)(二)、磷元素与水体富营养化 (XV)1、水体中的磷循环 (XV)2、磷循环特征与水体富营养化的关系 (XVI)3、水体富营养化磷污染对水质的危害和影响 (XVII)(二)、富营养化水体中除磷的技术 (XVIII)1、传统除磷技术 (XVIII)2、强化除磷的生态修复技术 (XXI)(三)、磷含量过高的水体富营养化现象的防治 (XXIII)1、控制外源性磷的输入 (XXIII)2、控制内源性磷的有效性 (XXIV)三、太湖水体富营养化现状与磷元素的关系 (XXV)(一)、背景材料 (XXV)(二)、数据来源与分析 (XXVI)(三)、总结 (XXIX)第四部分结论与建议 (XXX)参考文献 (XXXI)致谢 (33)一、水体富营养化与水环境危机水作为人类赖以生存的最重要资源之一,其作用不言而喻。
湖泊富营养化治理及生物操纵原理
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湖泊富营养化治理的思路是什么?说明生物操纵的原理和类型、在湖泊富营养化治理中的作用,以及如何实施。
Ⅰ湖泊富营养化治理的思路富营养化即营养过剩,水体由于接纳过多的氮、磷等营养性物质,导致水生生态系统初级生产力和藻类生物的异常繁殖。
水体富营养化可以是由诸多物理因素(温度和光)、化学因素(氮、磷、有机质、钙、铁、pH、溶解氧和二氧化碳等)和生物变量共同作用的结果,而氮磷营养盐通常被认为是最重要的因素。
调控湖泊富营养化根本上是要解决水体的氮、磷等营养盐含量过高的问题,通常可采取以下措施:首先对湖泊的外源污染进行控制,主要任务是控制排人湖泊中的污染物浓度,减少或截断外部输人的营养物质;其次是对湖泊内源污染负荷的治理,治理的方法和措施主要有物理方法、化学方法和生物方法等。
物理方法包括机械除藻,底泥疏浚、人工曝气等方法.物理方法由于不会带来污染物也不会导致生物人侵,因而是相对较为安全的方法,但也普遍存在能耗较大、运行成本高等缺点。
化学方法包括添加化学药剂杀藻和凝聚沉降等。
使用化学药剂杀藻收效快,但持续时间短且易造成二次污染,可能会给生态环境带来负面影响,所以只作为一种应急措施使用。
利用生物净化技术具有经济方便、能耗低的特点,且收效显著、环保效益好,因此越来越受到人们的重视。
Ⅱ生物操纵的原理和类型1975年,Shapiro等提出了新的恢复方法——生物操纵,即通过去除食浮游生物者或添加食鱼动物降低浮游生物食性鱼的数量,使浮游动物的生物量增加和体型增大,从而提高浮游动物对浮游植物的摄食效率,降低浮游植物的数量。
这种方法也被称作食物网操纵。
此后,生物操纵理论有了新的发展。
1985年,一种综合了生态系统是由营养物质和高级捕食者共同调节的观点产生了,这就是Carpenter等提出的营养级联反应。
其主要观点是某一营养级的生产力由其捕食者的生物量限定;食物网顶端生物种群的变化,通过体型大小的选择性捕食,在营养级中自上向下传递,对初级生产力产生较大影响。
氮磷输入与沿岸海域富营养化的关系
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氮磷输入与沿岸海域富营养化的关系关键词:氮、磷富营养化富营养化是指氮、磷等植物所需的营养物质大量进入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体,引起藻类大量繁殖、水体透明度和溶解氧含量下降、水质恶化的污染现象。
在过去的30年间,近岸海域的富营养化现象越来越严重,已导致了许多海湾和河口缺氧区的出项、海草床和珊瑚礁的减少、赤潮的频繁爆发和由大型绿藻引起的藻华事件等,人们逐渐认识到营养盐污染和营养化是对沿海环境的主要威胁。
邹景忠等(1983)根据我国颁布的渔业水质标准和海水水质标准,参考国外有关文献,提出无机氮0.2~0.3mg/L,无机磷0.045mg/L,叶绿素a 1~10mg/m³,初级生产力1~10mgC/(L·h)作为海水富营养化的阈值。
一谈到水体的富营养化,使人们常常想到氮、磷含量超标。
诚然,总氮、总磷等营养盐是发生富营养化的必要条件。
如果水体中总氮、总磷浓度很低,不可能发生富营养化。
反之则易然,水体中总氮、总磷浓度的升高并不一定发生富营养化。
富营养化的发生和发展是水体的整个环境系统出现失衡,导致某种优势藻类大量生长繁殖的过程。
因此要研究富营养化的发生机理和发生条件,实质上需了解藻类生诸多差异,会出现不同的富营养化表现症状,即出现不同的优势藻类种群,并连带出现各种不同类型的水生生物种类的失衡。
但富营养化发生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缓慢的水流流态,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”,发生富营养化现象。
现只介绍氮磷含量与富营养化的关系。
众所周知,富营养化的一个重要标志是某些浮游生物爆发性增殖或聚集,而氮、磷等营养元素与藻类的生长繁殖关系极为密切。
氮、磷是生物体必须的营养元素,是每个活细胞的组成成分。
水域生态系统中富营养化与氮磷循环关系
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水域生态系统中富营养化与氮磷循环关系水域生态系统是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一,其中,富营养化和氮磷循环是相互关联的重要过程。
本文将探讨水域生态系统中富营养化与氮磷循环之间的关系。
一. 富营养化的概念与原因富营养化是指水域中营养物质的过量积聚,尤其是氮和磷元素。
富营养化的原因主要包括人类活动和自然因素。
人类的农业、工业和生活废弃物排放等活动释放了大量的氮磷化合物进入水体,导致水体中的营养物质浓度急剧上升。
同时,陆地径流和气候变化也会带来自然因素的富营养化。
二. 富营养化对水域生态系统的影响1. 水体生物多样性下降:富营养化会导致水体中某些物种的过度生长,形成藻华和水华,进而抑制其他生物的生长和繁殖,导致水体生物多样性下降。
2. 氧气消耗增加:富营养化会促进大量藻类和植物的生长,当这些生物死亡和分解时,会消耗大量的氧气,导致水体中的溶解氧浓度下降,对水生生物造成威胁。
3. 水质恶化:过高的氮磷营养物浓度会引发水体的混浊和腐臭,严重影响水质,不仅对人类活动造成负面影响,也破坏了水生生物的栖息环境。
三. 水域生态系统中富营养化与氮磷循环的关系水域生态系统中的氮和磷元素的循环与富营养化密切相关。
正常的氮磷循环能够维持水体中的营养物质平衡,而富营养化会扰乱这种平衡。
1. 氮循环:水体中的氮元素主要以溶解态和悬浮颗粒形态存在。
氮的主要转化途径包括氨氧化、硝化和反硝化等过程。
在富营养化的水域中,过量的氮源会促进藻类的生长,形成大量的水华,破坏氮的平衡循环。
2. 磷循环:水体中的磷元素主要以无机磷和有机磷形态存在。
磷的转化过程包括沉积和释放,其中细菌和藻类起着重要的作用。
富营养化的水体中,过量的磷源会刺激藻类的繁殖,形成藻华,进而抑制磷的正常循环。
四. 预防和治理水域富营养化的措施为了预防和治理水域富营养化,人类需要采取一系列的措施,包括:1. 控制排放:减少人类活动引发的氮磷化合物的排放,如限制农业化肥的使用、加强污水处理等。
磷元素与水体富营养化的关系
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磷元素与水体富营养化的关系摘要水是人类赖以生存最重要的资源,但是在全世界,现在所有国家都面临一系列的水环境危机,我国也不例外。
而水体富营养化更是其中受到关注最多的问题之一。
在查阅相关综述和实验,发现磷元素是水体富营养化现象最重要的制约因子。
为了具体的阐述这一论点,先介绍了磷元素的生物地球化学以及在水体中的循环特征,接下来对富营养化水体中除磷的技术进行了详细的说明,包括传统生化技术和新型生态修复技术。
最后借用太湖为例子,以湖流域水环境监测中心发布的水质数据,对其进行初步的分析,结果表明太湖污染物主要为高锰酸盐和氮、磷,太湖富营养化是流域内各种直接和间接的污染源的综合效应。
得到最终的结论,在治理包括太湖在内的湖泊富营养化现象时应该注意使用多种技术综合应用,达到利益和效益的最大化。
关键词:富营养化、水质、除磷、总磷Abstract目录摘要 (IV)Abstract .......................................................... 错误!未定义书签。
一、水体富营养化与水环境危机 (VII)(一)、水环境危机 (VII)(二)、水体富营养化现象 (X)(三)、水体富营养化的危害 (XI)1、对人体健康的危害 (XI)2、对渔业养殖的危害 (XII)3、对水体生态环境的危害 (XII)4、对水体的利用.............................................XII二、磷循环与水体富营养化 (XII)(一)、磷的生物地球化学循环 (XIII)(二)、磷元素与水体富营养化 (XV)1、水体中的磷循环 (XV)2、磷循环特征与水体富营养化的关系 (XVI)3、水体富营养化磷污染对水质的危害和影响 (XVII)(二)、富营养化水体中除磷的技术 (XVIII)1、传统除磷技术 (XVIII)2、强化除磷的生态修复技术 (XXI)(三)、磷含量过高的水体富营养化现象的防治 (XXIII)1、控制外源性磷的输入 (XXIII)2、控制内源性磷的有效性 (XXIV)三、太湖水体富营养化现状与磷元素的关系 (XXV)(一)、背景材料 (XXV)(二)、数据来源与分析 (XXVI)(三)、总结 (XXIX)第四部分结论与建议 (XXX)参考文献 (XXXI)致谢 (33)一、水体富营养化与水环境危机水作为人类赖以生存的最重要资源之一,其作用不言而喻。
水体富营养化
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3 化学方法 这类方法包括凝聚沉降和用化学药剂杀 藻等。对那些溶解性营养物质如正磷酸盐 等,采用往湖中投加化学物质使其生成沉 淀而沉降。而使用杀藻剂可杀死藻类,这 适合于水华盈湖的水体。藻类被杀死后, 水藻腐烂分解仍旧会释放出磷,因此,死 藻应及时捞出,或者再投加适当的化学药 品,将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。
定义及成因 产生的污染源 危害性 案例分析
水体富营养化是指氮、磷等植物性营养物大 量进入湖泊、海湾等相对封闭,水流缓慢的水 体, 引起藻类和其它水生植物大量繁殖,导致水 体透明度和溶解氧下降,水质恶化,其它水生生 物大量死亡,水体生态系统和水功能受到阻碍 和破坏的现象。
发生在湖泊时叫水华 发生在海域时叫赤潮
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:
事实上,除此之外,贡湖湾和梅梁湾流场 的改变也可能对水华的形成有贡献。由于 梅梁湾北部疏浚工程等影响,2007年上半 年梅梁湾北部与河道的交换量下降,而东 部贡湖湾底部望虞河调水也因水流顶托作 用而降低了梅梁湾的水量交换,相对安静 的水动力条件更加有利于水华的产生.
从近几年的监测结果看,太湖的富营养化仍呈恶化趋 势.尤其是2005—2006年,太湖的蓝藻水华暴发持续 时间加长,面积扩大,暴发频率也在加快,2007年又 暴发了饮用水危机事件.另一方面,太湖东部的水草 区面积则在退缩,水草的种群结构在恶化,因此太湖 的富营养化治理难度不容乐观. 从太湖的水质监测情况看,2002—2006年夏季太湖的 营养盐浓度明显高于20世纪90年代,透明度下降, 2005—2006年太湖湖心区所呈现的水质特点比以前更 加适宜微囊藻水华的发生.藻型生态系统在梅梁湾似 乎已经进入稳定期,在湖心区、西南湖区及贡湖湾的 部分湖区还在不断发展.近几年夏季相对更加干旱、 少雨、高温的气候条件也可能加剧了太湖的蓝藻水 华.太湖的富营养化治理亟待更多和更加有效的治理 投入.
学术论坛:(一)湖泊富营养化治理——控磷?还是控氮?
![学术论坛:(一)湖泊富营养化治理——控磷?还是控氮?](https://img.taocdn.com/s3/m/c14b5aa8c67da26925c52cc58bd63186bceb92f2.png)
学术论坛:(一)湖泊富营养化治理——控磷?还是控氮?全文共5814字,阅读大约需要18分钟。
许博士课堂 | Algae-Hub 制作编者按湖泊富营养化是一个全球性的问题,其中氮磷控制是治理的重要手段。
然而氮磷控制策略不仅在学界一直争论不休,在实践中也往往“胜负难料”。
因此,我们选择这一话题作为Algae–Hub学术论坛的开篇之作。
一方面,该话题是当前的热点,被多篇文章和报道热议,为了厘清理论的来龙去脉,同时将各种代表性的观点收集整理,以飨读者。
另一方面,恰闻许海博士最近在整理这方面的文献资料,所以这里请他主笔此文,供大家鉴赏。
Algae–Hub学术论坛将推出系列文章,敬请关注和期待。
1控磷控氮之争控氮控磷之争 | Algae-Hub 制作观点一:湖泊富营养化治理只需控磷,无需控氮。
基于37年的全湖实验结果,加拿大学者发现,单独控磷即可以显著抑制藻类生长,而单独控氮则会诱导固氮蓝藻的产生,固氮蓝藻可以通过固氮满足自身的氮需求,不能有效降低藻类生物量,由此提出湖泊富营养化治理只需控磷,无需控氮的观点。
控磷观点观点二:富营养化治理需要氮磷同时控制控磷观点在国际上引起了很大争议,很多学者对此持反对态度,他们在科学杂志上展开了激烈的争论。
以Conley 为代表的一批学者提出湖泊富营养化的治理需要靠两条腿走路,氮磷同时控制更有效果。
他们认为很多湖泊发生富营养化后,水体磷在底泥和水相之间快速循环,同时很多湖泊藻类往往以非固氮蓝藻为优势,同时控制氮磷可以显著降低藻类生物量,只控磷的策略不仅无法在一些富营养化湖泊中发挥作用,还会导致大量的氮进入海湾和海洋。
“Controlling eutrophication: nitrogen and phosphorus”Conley et al. Science 322: 1014-1015, Feb, 2009控氮控磷观点Shindler 等人立即回应,认为控氮还需要更多事例支持!质疑控氮:控氮还需要更多的案例支持!Shindler 等人认为通过控磷成功的案例有很多,控氮还需要更多的案例支持!Reply of Conley et al.'Eutrophication: More Nitrogen Data Needed'W. Schindler and R.E. Hecky. Science 2009, 24: 721-722.质疑控氮然而,水生态系统固氮并不是总能实现的,而且控磷措施在很多浅水富营化湖泊都没有成功。
湖泊富营养化名词解释
![湖泊富营养化名词解释](https://img.taocdn.com/s3/m/a4848a50a88271fe910ef12d2af90242a895ab96.png)
湖泊富营养化1. 引言湖泊富营养化是指湖泊中水体富含营养物质,特别是氮、磷等,导致湖泊生态系统发生变化的一种现象。
这种现象通常是由于人类活动引起的,如农业、工业和城市化的发展。
湖泊富营养化对水质、生物多样性和人类健康都有重要影响。
2. 营养物质与湖泊富营养化湖泊中的营养物质主要包括氮和磷。
它们是植物生长所必需的元素,但过量的营养物质会导致湖泊富营养化。
氮和磷通常来自于农业排放、城市污水、工业废水等人类活动。
•氮:氮在水体中以无机形式(如硝酸盐和铵盐)存在,并被藻类等浮游植物吸收利用。
过量的氮会促进藻类生长,导致水体浑浊。
•磷:磷在水体中主要以无机形式(如磷酸盐)存在,也被藻类等浮游植物吸收利用。
过量的磷会导致藻类大量繁殖,形成藻华,使水体呈现绿色或蓝绿色。
3. 湖泊富营养化的影响湖泊富营养化对水质、生物多样性和人类健康都产生重要影响。
3.1 水质问题湖泊富营养化使水体中的溶解氧减少,导致水体缺氧。
这会对鱼类和其他水生动物造成危害,甚至导致大量死亡。
湖泊富营养化还会导致水体变浑浊,降低透明度,影响观赏价值和水上运动等活动。
3.2 生物多样性问题湖泊富营养化促进了藻类的大量繁殖,形成藻华。
这些藻类会遮挡阳光进入水体,抑制其他植物的生长。
当藻华死亡时,细菌分解它们会消耗大量氧气,加剧水体缺氧。
这些因素都会对湖泊中的生物多样性产生负面影响。
3.3 人类健康问题湖泊富营养化还会对人类健康造成影响。
藻华中的某些藻类产生毒素,称为蓝藻毒素。
当人们接触到含有蓝藻毒素的水体时,可能出现皮肤刺激、呕吐、腹泻等症状。
如果人们饮用了含有高浓度蓝藻毒素的水,可能会导致中毒甚至死亡。
4. 防治湖泊富营养化为了减轻湖泊富营养化带来的负面影响,需要采取一系列防治措施。
4.1 农业管理措施农业是主要的氮和磷源之一,因此改善农业管理是防治湖泊富营养化的关键。
合理施肥、减少农药使用、建立植物带等措施可以减少农业排放到水体中的营养物质。
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湖泊富营养化与氮磷等营养盐之间的关系姓名:冯涛学号:5802112013 班级:环工121摘要:本文主要通过对湖泊氮磷的时空特征和富营养化的关系进行分析。
主要包括氮磷的时间动态和空间动态,并且对氮磷等营养盐的来源进行详细的分析,探讨富营养化水体中氮磷的去除机理。
关键字: 富营养化氮磷来源和去除时空特征湖泊富营养化是一个缓慢的自然过程,但人类活动加速了这一过程。
人类活动被认为是富营养化频发的诱发主因。
湖泊富营养化过程复杂,影响湖泊富营养化的因素很多, LauandLane(2002)认为水体富营养化是非生物和生物相互作用的复杂过程。
湖泊富营养化不仅与氮磷含量有关, 而且氮磷比也是一个重要的影响因子, 氮磷比可影响藻类等浮游植物的生长。
有关研究发现不同的营养盐比例可以控制藻类的生长, 生物量以及种群结构。
因此, 本文将对我国湖泊氮磷的时空特征和湖泊富营养化的关系进行综合分析。
一般说来,当天然水体中总磷大于20毫克每立方米,无机氮大于300毫克每立方米时,就可认为水体处于富营养化状态。
富营养化水体中的氮、磷促使水中的藻类急剧生长,大量藻类的生长消耗了水中的氧, 使鱼类、浮游生物因缺氧而死亡,他们的尸体腐烂造成了水质污染。
因此去除水体中大量的氮磷是治理富营养化污水的根本。
我们通过对氮磷的来源的分析来更好的控制源头,对氮磷的去除机理的探讨来缓解富营养化严重的现状。
一、氮磷等营养盐来源分析1. 营养盐来源按进入途径可分为外源和内源。
外源污染又可分为两大类: 点源,来自流域的城镇生活污水和工业污染源排放;面源,来自流域的农田径流、畜禽养殖、水产养殖及其他面源。
随着点源污染排放的不断达标, 面源污染日益成为水体富营养化的主要来源。
内源污染是由于湖底沉积物中液态营养盐向上覆水中释放, 在动力作用下营养盐再悬浮造成的, 在这种因素影响下, 即使大幅度削减外源污染负荷, 在特定条件下( 高温少雨) , 仍可能引起藻类暴发, 所以内源污染成为湖体藻类暴发的关键因素。
下面就两类主要的营养盐来源—— 面源和内源分别加以论述。
(1)面源污染面源污染是继城镇生活污水、工业废水之后的第三大污染源, 而且治理难度比点源治理要复杂得多。
我国农业大多数地区还是粗放型管理, 没有达到测土施肥、施药和科学管理的程度。
特别是为了取得连续稳定的高产, 耕地的复种指数提高, 化肥施用量激增。
另外, 集约化的畜禽养殖和水产养殖, 使大量的动物粪便与饵料残渣进入湖体, 加剧了湖泊的富营养化程度。
不断的土地开垦使森林覆盖率下降、湿地面积减少, 水土流失严重。
例如巢湖非点源入湖TN, TP 总量占全湖输入量超过68% 和74%。
在诸多面源污染中, 降雨径流污染成为最主要的营养盐来源。
大量营养盐在暴雨的冲刷下, 从地表向湖区迁移, 导致径流中的污染物浓度远远超过非暴雨期。
以滇池为例, 滇池流域的大清河, 暴雨期悬浮物浓度比平时均值高22 倍, NO-2-N 高达163倍; 宝象河暴雨期最大悬浮物浓度是非暴雨期的106倍。
研究者们在这方面做了大量工作,试图找到降雨径流中的营养盐浓度和负荷率与径流过程的关系, 贺宝根等利用径流单位线和径流过程与氮素流失浓度的关系, 建立了新的农田降雨径流模型, 改变了以往从氮素浓度最大值开始模拟, 缺失上升段过程, 包括了从径流开始到氮素浓度最大值的上升过程。
单保庆等用人工降雨实验模拟方法,对巢湖六汊河小流域非点源污染物P 的输出进行了动态研究, 发现村庄是各种P 污染物的最大输出者,蔬菜地次之; 输出方式以悬浮态TP为主, 占P输出总量的78.5% ~ 94.9% 。
此外,大气降水也是引起富营养化的面污染源之一.在人口稠密、经济发达的地区,由于大气污染加剧,雨水中的硝酸根离子和铵根离子浓度上升;另外在农田施肥初期,化肥中的NH 3-N 挥发引起的湿沉降也是导致雨水中铵根离子浓度上升的主要原因。
据统计,1998 年和1999 年上半年, 因降雨带入太湖的TI N ,磷酸根-P和CODMn污染物总量占太湖同期入湖T N , T P和CODMn的9.8 %~15.5 % , 1.9 %~2.2 %和3.5 %~6.0 %。
(2)内源污染以太湖为例,太湖表层底泥中TN的质量分数为0.092 % , TP的质量分数为0.060 %。
底泥中营养盐的大量释放会在湖湾区引发“湖泛”污染。
在枯水期、高温少雨天气晴好之际,太阳辐射引起水温升高,底泥发生强烈生化反应, 营养盐释放速度加快,伴有甲烷和硫化氢气体逸出,水质变劣且产生恶臭,藻类大量繁殖,污染水源地,破坏旅游景观和自然资源。
所以有关营养盐释放规律的研究, 日益成为人们关注的焦点。
秦伯强等在太湖北部梅梁湾野外调查发现,当风速达到一定强度时,底部的泥沙将大幅度的发生悬浮, TN , TP浓度呈现随深度下降的趋势;提出大型浅水湖泊内源营养盐释放的概念性模式。
同时国外学者研究也发现, 水土界面处的氧化条件不利于P和N的降解与释放。
胡雪峰等进行的底泥通气和厌氧试验表明:厌氧条件下,铵根-N释放速率和释放量高于通气条件;水溶态P的释放量远远高于通气条件,释放的磷酸根-P大部分源自Fe—P的还原解吸。
2.水体富营养化是一种有机污染类型,由于过多的氮、磷等营养物质进入天然水体而恶化水质。
施入农田的化肥,一般情况下约有一半氮肥未被利用,流入地下水或池塘湖泊,大量生活污水也常使水体过肥。
过多的营养物质促使水域中的浮游植物,如蓝藻、硅藻以及水草的大量繁殖,有时整个水面被藻类覆盖而形成“水花”,藻类死亡后沉积于水底,微生物分解消耗大量溶解氧,导致鱼类因缺氧而大批死亡。
(1)工业废水排放富营养化的水体中含有较多的氮和磷,它们首先来自工业废水。
钢铁、化工、制药、造纸、印染等行业的废水中氮和磷的含量都相当高。
近年来,工业排放的废水逐年递增。
据报道,2001年全国工业废水排放量达201亿t 。
但由于技术与资金的原因,大部分工业废水只经简单处理甚至未经任何处理就直接排入江河等水体中,许多废水中所含的氮、磷等物质也就不断地在水体中累积了下来。
(2)生活污水排放人们在日常生活中也产生了大量的生活污水,2001年全国生活污水排放达227亿t ,超过工业废水排放量。
生活污水中含有大量富含氮、磷的有机物。
其中的磷主要来自洗涤剂。
据统计,2001 年全年排放废水中化学需氧量(COD)排放总量为140615万t,比上年减少2.7%。
其中工业废水中COD 排放量607.5万t,比上年减少13.8%;生活污水中COD 排放量799万t,比上年增加8.0%。
可见,生活污水已逐渐取代工业废水而成为水体富营养化的最大污染源。
(3)化肥、农药的使用现代农业生产中大量使用化肥、农药,人类在享受它们带来农业丰收的同时,在很大程度上污染了环境。
农药、化肥在土壤中残留,同时不断地被淋溶到周围环境,特别是水体中,其中所含的氮、磷就导致了水体富营养化。
此外,屠宰场和畜牧场也会有含有较多氮磷的废水进入水体等。
二、湖泊氮磷的时空变化(1)氮磷空间特征我国湖泊氮磷具有较强的空间变异性。
在不同的时期, 湖泊氮磷的输入和输出可能会发生很大变化, 因此我们甄选不同湖泊同一时期的监测数值进行氮磷空间特征分析。
结果如下: T N 与纬度存在极显著的相关关系( p <0.01) ,随着纬度的升高, T N 含量极显著地减少。
但TN与经度的相关关系比较( p =0.126) ,这可能与经度上氮肥施用量空间变异性大有关。
TP与纬度和经度的相关性分别达到极显著水平和显著水平( p < 0. 01, p < 0. 05) ,随着经纬度的升高, TP显著地减少。
T N /T P 与经纬度分别存在极显著和显著的相关性( p <0. 0 1, p < 0. 0 5)。
这说明随经度和纬度的升高,我国湖泊水体的TN / TP升高。
研究表明湖泊等水体富营养化与人类活动存在密切的联系。
据张四代( 2 008 )关于我国化肥供需区域特征的研究表明, 我国南方氮磷施用过量, 北方氮肥施用不足, 但西北地区肥施用过量。
我国氮肥和磷肥施用的空间分布特征与我国湖泊氮磷的空间分布特点是基本吻合的。
西北地区虽然氮肥输入不足,但是西北严重的水土流失状况可能是造成西北地区湖泊氮含量较高的重要原因。
陈敏鹏和陈吉宁( 20 07) 对我国区域土壤氮磷平衡的研究也表明, 我国南方土壤氮磷盈余要比北方大。
陈同斌( 20 02)等研究还指出, 我国化肥利用率低, 且地区差异大, 大多集中在15 % ~ 35%。
此外, 我国农业废弃物如畜禽粪便、作物秸秆等, 也造成了严重的环境污染, 超过工业废水和生活废水排放带来的影响。
因此, 农业非点源污染可能是我国湖泊氮磷污染的主要来源。
TP在空间上的分布特点表现为在南部地区磷含量比较大, 特别是西南地区。
根据上述我国湖泊系统氮磷的统计特征的分析, 可知磷素是我国湖泊富营养化的一个主要限制因子。
因此, 可以推测南方地区湖泊富营养化比较严重, 尤其是西南地区。
据研究我国东南地区湖泊大多数已进入富营养化状态, 如巢湖、太湖、洪泽湖、东湖等, 西南地区湖泊富营养状态相当高, 如滇池、异龙湖、杞麓湖,但东北地区湖泊富营养状态相对较低。
这与根据氮磷空间特征得出的推断结果是基本一致的。
但我国南方湖泊TN / TP比北方低, 低TN / TP可能是造成南方湖泊的富营养化程度高的重要原因,导致南方湖泊 水华 现象频发。
我国湖泊富营养化的这种空间分布特性可能与我国磷素和TN / TP在空间上的变化趋势存在密切的关系。
(2)氮磷时间动态采用不同时期湖泊富营养化水平的有效氮磷数据分析我国湖泊系统氮磷的时间动态。
统计分析结果显示, 自上个世纪90年代至今, 我国湖泊TN / TP存在显著下降趋势( p < 0 . 05)。
这表明近20年来, 我国湖泊磷素增幅较氮素显著。
其中我国湖泊磷素存在极显著上升( p <0. 0 1) ,但氮素变化不大( p = 0. 27 5)。
我国湖泊磷素的快速增加可能与近些年来我国磷肥使用量的增幅大存在密切的联系。
据研究1987~ 2002年我国磷肥的产量年平均增长率9%以上,是世界上发展速度最快的国家之一。
2005年我国磷肥产量已超过美国, 成为世界第一生产大国。
林忠辉(1998 ) 等人分析了我国198 0 ~1995不同区域的年化肥使用情况, 发现我国磷肥施用量在不断上升。
Sh eldr i ck ( 2 003 ) 等研究表明,我国磷肥的施用量在不断增加。
Gao( 2 006) 等人研究也发现, 我国平均施用的氮肥和磷肥比例从1989的1 3. 7 1下降至199 9 年的9. 8 1( 以纯N 、纯P 计)。