水体富营养化过程20090522

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
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)
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
下 面 是 美 文阅 读网小 编为大 家整理 的学校 实习日 记，欢 迎大家 阅读。 更多学 校 实 习 日 记 请关注 美文阅 读网实 习日记 栏目。 学 校 实 习 日记【 一】 明 年 即 将 开 始 我 的中学 物理老 师实习 ，这难 免会让 我十分 紧张， 以至于 从昨晚 开始就 辗 转 难 眠 了 。 一 切 都 是 未知 数，一 切都是 陌生的 。作为 一个工 科男， 实习教 师 ， 我 还 有 很多东 西要学 ! 还 好 ， 在 晚上的 时候， 要带我 的任课 老师很负责任
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
正反馈（左）和负反馈（右）
污染↑ ↑ ↑ 污染↑ ↑ 污染↑
鱼死亡↑ 鱼死亡↑ ↑ 鱼死亡↑ ↑ ↑
狼狼 饿吃 死饱
兔兔 吃饿 饱死
狼↑ 狼↓
吃了 吃了 较少 较多 兔子 兔子
兔↑ 兔↓
植物↓ 植物↑
吃了 大量 的草
吃了 较少 的草
Shelford 耐受性定律
生
不能生存
命
活
最
动
或
适
数 量
亚 适
范
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。
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)
的 来 了 一 趟 我的家 ，交代 了诸如 作息时 间、着 装一类 的事项 。这让 我心情 平静了 不 少 。 今 晚 早 睡 ，争 取明天 能够有 一个好 的开端 ! 学 校 实 习 日记【 二】
今 天 老 师 比 较有空 ，特意 给我上 了一下 课，讲 了一些 关于他 自己的 故事， 还有就 是 他 想 传 授 给我的 学习经 验。让 我进一 步加深 了对老 师的认 识。 我 问 他 为什 么 会 想 到 走 上教师 这条路 ，他说 他那个 年代很 穷，没 有钱读 书，好 不容易 考上个 大 学 ， 当 时 听人家 说读师 范最好 ，然后 他就报 了师范 大学， 渐渐的 就喜欢 上这个 行 业 ， 由 于 性格比 较内向 又来自 农村， 所以当 人家都 去搞革 命时， 他就自 己默默 在 图 书 馆 中 看书， 这点在 现在看 来真的 很难得 ，也许 正是这 段经历 才造就 了他后 来 的 辉 煌 和 今天的 成绩。 学 校 实 习 日记【 三】 今 天 带 我的 这个老 师开始
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
P、N元素含量过多 藻类大量繁殖，水体变浑浊呈黄、绿色 藻类死亡，（需氧微生物繁殖）溶解氧
急剧降低 鱼类等水生生物死亡，厌氧微生物繁殖 水变黑发臭。
3.2湖泊富营养化水华暴发机理
营养盐限制
光限制
挺水植物
底栖固 相
对
着藻类
初
级
生
产
力
浮游植物
沉水植物
增加营养
湖泊生态系统中初级生产力在营养盐增加时的相互关系
营养状态指数
90
80
重度富营养状态：>70
70
中度富营养状态：>60 60
轻度富营养状态：>50 50
40 1991年 1992年 1993年 1994年 1995年 1996年 1997年 1998年 1999年 2000年
巢湖
滇池
太湖
“三湖”水质变化趋势
2002年：
➢ “三湖” 湖体水质均为劣Ⅴ 类。主要污染指标为总氮、总磷。 ➢ 太湖、巢湖处于轻度富营养状态，滇池处于重度富营养状态。
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
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。
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)
微 生
鱼腥藻属(Anabaena) 螺旋鱼腥藻(Anabaena spiroides) 束丝藻属(Aphanizomenon)
长江 中下 游湖 泊富 营养 化过 程中 沉水 植被 演替 模式
滇池原生沉水植物
海菜花 Ottelia
金鱼藻 Ceratophyllum
acuminata. 沉水植物.喜 demersum. 沉水植物，无
Biblioteka Baidu
光，耐阴。要求水体清澈 根，密集成簇，漂浮于水面
见底,抗污能力差。
下，对藻类有抑制作用。
(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。
锥囊藻属(Dinobryon)
物
颤藻科(Oscillatoriaceae)
的 比
颤藻属(Oscillatoria) 等片硅藻科(Deatomaceae) 直链藻属(Melosira)
较
脆杆藻属(Fragilaria)
冠盘藻属(Stephanodescus)
星杆藻属(Astericoolla)
2.3 我国湖泊的富营养化状况
Liebig 最小值原理
• 植物生长需要基本元素 • 只要基本元素足够，植物生长是自动的 • 影响植物发展的是某一短缺元素 • 增加这个短缺元素能引发植物的生长，
缺少它即使再多增加其它元素也无效 • 短缺元素永远在变化之中
• 几克短缺元素的增加，其功效比增加 几吨的肥料都大
4 氮、磷在水体中的转化
素→
C106H263O110N16P1 + 138O2
藻类的“经验分子式”
3.3 藻类的“经验分子式”与利贝 格最小值定律
利贝格最小值定律：植物生长取决于外界 提供给它的所需养料中数量最小的一种。
调查结果显示：80％的富营养化是受磷元 素的制约，大约10％的富营养化与氮元素 有关，余下的10％与其它因素有关。
中营养69％
贫营养4％ 中营养35％ 贫营养0％ 中营养15％
贫营养4％ 富营养27％ 富营养61％
70年代后期
80年代后期
富营养85％
90年代后期
滇池在80年代初期还处于三类水体，90年代后期全湖范围 已急剧恶化到劣五类水体，陷入重富营养状态。
1991-2000年“三湖”营养状态指数年际变化比 较
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
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
营 85 养 80
状 75
态 指
70
数 65
60
55
50
中度富营养化
1998年 1999年
重度富营养化
太湖
巢湖
滇池
2000年 2001年 2002年
3 氮、磷对富营养化影响的机理
3.1 水体富营养化污染过程 3.2 水体富营养化水华暴发机理 3.3 藻类的“经验分子式”与利贝格最小
值 定律
3.1 水体富营养化污染过程
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
单位 mg/l Ug/l m %
4.1 含氮化合物在水体中的转化 4.2 含磷化合物在水体中的转化
4.1 含氮化合物在水体中的转化 (1) 氮的生物地化循环
4.1 含氮化合物在水体中的转化
③硝酸 盐同化 作用
NH4+
生物体 有机氮
①生物固氮
④氨化作用 ⑤铵盐同化作用
NO3②硝化作用
⑥异化性硝 酸盐还原作 用
大气N2
⑦ 反
N2O
• 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。
给我讲授课方
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
水中溶解氧不足，鱼类及其他生 物大量死亡
加速水域的消亡过程
1.3 富营养水体中的产毒藻类与毒性
(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
亚 适
不 适 范
范 围
围
范 围
不 适 范
围
围
因子梯度 渐增
生物对环境因子的耐受曲线
3.3 藻类的“经验分子式”与利贝 格最小值定律
在适宜光照、温度、PH和充分营养物质的 前提下，藻类进行光和作用并合成自身的 原生质的基本反应式为：
106CO2 + 16NO3- + HPO42- + 122H2O + 18H+ + 能量 + 微量元