10水环境修复湖泊水库水环境修复
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水体运动及水环境的变化 ➢ 污染物负荷衡算：主要是氮磷的元素输入输出 ➢ 自净速率 ➢ 水生态系统：生态系统结构的变化，其趋势是最大限度吸
收外部的能量与物质，能量是驱动生态系统中各种物质转 化的动力，物质的转化印象到生态系统的结构组成。
3.湖泊水库的基础知识
理化因子及变化 生物组分与演替规律
3.1 湖泊水库的重要理化因素
➢ 两方面的内容：一是通过一定的修复措施尽可能 抵消或减轻一部分已被证明对环境和人类有害活 动的负面效应，修复生态系统的服务功能，使湖 泊水库能够满足人类的需要；另一方面使受损或 受干扰湖泊水库生态系统在结构和生态功能上恢 复到破坏前的“完美”状态。
1.湖泊水库水环境修复的原则
➢ 生态、社会、经济和文化的需求以及恢复技术的有效性 Important 确定目标：尺度上、规模上、目标上 ➢ 整体性。 由诸多物理化学要素和生物要素组成的复杂生
第八章 污染水环境修复技术2 湖泊水库水环境修复
邓欢欢
目录
湖泊污染概述 湖泊环境修复初论
一、湖泊水库水环境污染
➢ 湖泊和水库都是流域中主要的汇水体，作为流域 中物质的“汇”，自然侵蚀过程和人为排放的污 染物都将进入湖泊水库，导致水环境污染的现象。
➢ 主要污染问题： 水质污染、富营养化、水质酸化、湖泊水库萎缩
• 浮叶植物： 眼子菜、睡莲、莼菜和菱
睡莲
子午莲
➢ 沉水植物：狐尾藻、苦草、黑藻、茨藻、 苴藻、金鱼藻
• 要求水体较清，有较高的透明度，使光线能透射 进水层以供进行光合作用
苦草
马来眼子菜 伊乐藻
➢ 挺水植物：菖蒲、香蒲、芦苇等
• 耐有机污染能力强
香蒲
水菖蒲
➢ 消费者
自身不能合成营养物质，靠捕食其他生物或其碎屑维 持生命活动 原生动物、轮虫、浮游甲壳动物、底栖动物、 鱼类及其他脊椎动物
远离 岸带
滨岸 带
光合 作用
带
深层 带
黑暗 无光
带
温跃 层界
限
光合 作用 界线
表层 水
变温 层
均温 层
光照与温度 的变化趋势 并不一致， 光照较为线 性，而温度 变化存在跃 层现象
表层 水
变温 层
均温 层
正常 贫营 养湖
泊
生产力 很高的 富营养 化湖泊
富营养化开始 爆发的湖泊
含冷且有富氧水系 注入的湖泊
• 水体中的磷主要来自地表径流、生活污水、工业废 水或生物转化
➢ N：P比值
➢ 藻类体内C：N：P原子比为106:16:1， N： P质量比为7.2：1
➢ 水中N：P比值影响藻类生长，也是水体营 养状况的指标ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
➢ N:P＜7:1，N成为限制因子；反之，P成为 限制因子
➢ N:P比值随水体营养水平的增加而下降，N： P＞16:1为贫营养，＜16:1为富营养。P是 水体富营养化的主要影响因素
湖泊水库污染的来源
➢ 外源与内源
污染来源
外源污染
内源污染
污染类型
点源
生活污水、工业废水、养殖污水
面源
农田径流、地表径流、水产养殖、降雨
底泥污染释放
二、湖泊水库水环境修复初论
➢ 定义：通过人为调控，使受污染损害的生态系统 恢复到受干扰前的自然状态，恢复其合理的内部 结构、高效的系统功能和协调的内在关系。
➢ 分解者
包括各种水生细菌和真菌，能将死亡有机体、有机碎 片等分解成碳、氮、磷、硫等简单无机物，使物质得 以循环往复
• 细菌：小球菌、链球菌、杆菌、螺旋菌、球衣菌、 贝氏硫细菌及菌胶团等
• 真菌：枝水霉菌
➢ 群落
概念
• 特定空间或特定生境下生物种群有规律的组合
特征
• 具有一定的物种组成 • 不同物种之间的相互影响 • 具有形成群落环境的功能 • 具有一定的外貌和结构 • 一定的动态特征 • 一定的分布范围 • 群落的边缘特征
➢ 地理地质数据：气温、蒸发量与降水量、汇水面积、土壤 与植被、污染状况
➢ 水文学数据：容积、面积、水量变化、水深剖面、水力停 留时间、水流动力学特征、水体温度分层、底泥
➢ 水体理化参数 ➢ 生物学参数：藻类、植物、动物、底栖生物、微生物等。
2.2 参数计算
➢ 水量动态平衡：得到水体交换时间、水深 变化等 ➢ 热量衡算：太阳辐射引起的水体水温分布不均，从而引起
2.湖泊水库水环境综合评价
➢ 可行性研究内容：调查进入湖泊水库的营养元素、悬浮泥 沙、有机物的定量负荷或者速率；调查湖泊水库的状态和 周期性变化规律；确定适合湖泊水路的最有效的修复技术 以利于湖泊水库的长期保护和修复等。
➢ 目的：水体的基本用途、历史、存在的问题以及修复技术 是否可行。
2.1 基础资料收集
3.2 水域生态系统的生物组分
➢ 包括生产者、消费者和分解者（金字塔）
➢ 生产者
• 藻类和维管束植物，吸收水中碳、氮、磷等生物 营养物质，在阳光的作用下合成复杂的有机物， 把太阳能转化为化学能
• 淡水藻类：蓝藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门、 黄藻门、硅藻门、裸藻门、绿藻门、轮藻门
➢ 水生植物
漂浮植物：凤眼莲、水浮莲、浮萍、紫萍等
➢ 二氧化碳
• 有明显的时空变化
• 湖泊底层由于光合作用减弱或完全没有光合作 用。加上沉积物的分解，二氧化碳含量较高；相 反，溶解氧和pH值则较低。富营养化湖泊这种 差异尤其明显。
➢ 营养盐类
• N、P、Si、Fe、Cu、Zn、Mn、Mo等多种生物 营养元素
• N、P是植物最主要的营养物质，其含量水平决定 水生生物的生产力
➢ 营养盐类(1)
－氮
• 水中氮的主要形式有N2、NH4+、NO2- 、NO3-和 有机氮
• 氮的主要来源是废污水诽放、地表径流、水生生物 的代谢和微生物分解作用
• 水生植物可直接吸收无机氯(NH4+、NO3-)，一部 分细菌和蓝藻可固定N2
➢ 营养盐类(2)
－磷
• 水中的磷主要以正磷酸盐、缩合磷酸盐和有机磷磷 酸形式存在
➢ 群落演替
季节演替
• 藻类的季节演替
底栖动物的季节演替
蜉蝣目、双翅目、毛翅目、膜翅目幼虫等都有这种现 象。不同种类的羽化季节不同，有的在夏季，也有的 在秋季
态系统，修复应具有整体性概念，全面考虑生态系统结构 和功能。 修复技术措施包括湖泊水库主要环境要素（大气、水、沉积 物等）的改善与生物因素（生态系统的结构和功能）的修 复两方面 ➢ 遵守自然法则。 生态学的基本理论是生态恢复的理论基 础：限制因子理论、生态适应性、生态位、自然演替、集 合规则、自我设计和人为设计、生物多样性及恢复阀值理 论等
收外部的能量与物质，能量是驱动生态系统中各种物质转 化的动力，物质的转化印象到生态系统的结构组成。
3.湖泊水库的基础知识
理化因子及变化 生物组分与演替规律
3.1 湖泊水库的重要理化因素
➢ 两方面的内容：一是通过一定的修复措施尽可能 抵消或减轻一部分已被证明对环境和人类有害活 动的负面效应，修复生态系统的服务功能，使湖 泊水库能够满足人类的需要；另一方面使受损或 受干扰湖泊水库生态系统在结构和生态功能上恢 复到破坏前的“完美”状态。
1.湖泊水库水环境修复的原则
➢ 生态、社会、经济和文化的需求以及恢复技术的有效性 Important 确定目标：尺度上、规模上、目标上 ➢ 整体性。 由诸多物理化学要素和生物要素组成的复杂生
第八章 污染水环境修复技术2 湖泊水库水环境修复
邓欢欢
目录
湖泊污染概述 湖泊环境修复初论
一、湖泊水库水环境污染
➢ 湖泊和水库都是流域中主要的汇水体，作为流域 中物质的“汇”，自然侵蚀过程和人为排放的污 染物都将进入湖泊水库，导致水环境污染的现象。
➢ 主要污染问题： 水质污染、富营养化、水质酸化、湖泊水库萎缩
• 浮叶植物： 眼子菜、睡莲、莼菜和菱
睡莲
子午莲
➢ 沉水植物：狐尾藻、苦草、黑藻、茨藻、 苴藻、金鱼藻
• 要求水体较清，有较高的透明度，使光线能透射 进水层以供进行光合作用
苦草
马来眼子菜 伊乐藻
➢ 挺水植物：菖蒲、香蒲、芦苇等
• 耐有机污染能力强
香蒲
水菖蒲
➢ 消费者
自身不能合成营养物质，靠捕食其他生物或其碎屑维 持生命活动 原生动物、轮虫、浮游甲壳动物、底栖动物、 鱼类及其他脊椎动物
远离 岸带
滨岸 带
光合 作用
带
深层 带
黑暗 无光
带
温跃 层界
限
光合 作用 界线
表层 水
变温 层
均温 层
光照与温度 的变化趋势 并不一致， 光照较为线 性，而温度 变化存在跃 层现象
表层 水
变温 层
均温 层
正常 贫营 养湖
泊
生产力 很高的 富营养 化湖泊
富营养化开始 爆发的湖泊
含冷且有富氧水系 注入的湖泊
• 水体中的磷主要来自地表径流、生活污水、工业废 水或生物转化
➢ N：P比值
➢ 藻类体内C：N：P原子比为106:16:1， N： P质量比为7.2：1
➢ 水中N：P比值影响藻类生长，也是水体营 养状况的指标ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
➢ N:P＜7:1，N成为限制因子；反之，P成为 限制因子
➢ N:P比值随水体营养水平的增加而下降，N： P＞16:1为贫营养，＜16:1为富营养。P是 水体富营养化的主要影响因素
湖泊水库污染的来源
➢ 外源与内源
污染来源
外源污染
内源污染
污染类型
点源
生活污水、工业废水、养殖污水
面源
农田径流、地表径流、水产养殖、降雨
底泥污染释放
二、湖泊水库水环境修复初论
➢ 定义：通过人为调控，使受污染损害的生态系统 恢复到受干扰前的自然状态，恢复其合理的内部 结构、高效的系统功能和协调的内在关系。
➢ 分解者
包括各种水生细菌和真菌，能将死亡有机体、有机碎 片等分解成碳、氮、磷、硫等简单无机物，使物质得 以循环往复
• 细菌：小球菌、链球菌、杆菌、螺旋菌、球衣菌、 贝氏硫细菌及菌胶团等
• 真菌：枝水霉菌
➢ 群落
概念
• 特定空间或特定生境下生物种群有规律的组合
特征
• 具有一定的物种组成 • 不同物种之间的相互影响 • 具有形成群落环境的功能 • 具有一定的外貌和结构 • 一定的动态特征 • 一定的分布范围 • 群落的边缘特征
➢ 地理地质数据：气温、蒸发量与降水量、汇水面积、土壤 与植被、污染状况
➢ 水文学数据：容积、面积、水量变化、水深剖面、水力停 留时间、水流动力学特征、水体温度分层、底泥
➢ 水体理化参数 ➢ 生物学参数：藻类、植物、动物、底栖生物、微生物等。
2.2 参数计算
➢ 水量动态平衡：得到水体交换时间、水深 变化等 ➢ 热量衡算：太阳辐射引起的水体水温分布不均，从而引起
2.湖泊水库水环境综合评价
➢ 可行性研究内容：调查进入湖泊水库的营养元素、悬浮泥 沙、有机物的定量负荷或者速率；调查湖泊水库的状态和 周期性变化规律；确定适合湖泊水路的最有效的修复技术 以利于湖泊水库的长期保护和修复等。
➢ 目的：水体的基本用途、历史、存在的问题以及修复技术 是否可行。
2.1 基础资料收集
3.2 水域生态系统的生物组分
➢ 包括生产者、消费者和分解者（金字塔）
➢ 生产者
• 藻类和维管束植物，吸收水中碳、氮、磷等生物 营养物质，在阳光的作用下合成复杂的有机物， 把太阳能转化为化学能
• 淡水藻类：蓝藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门、 黄藻门、硅藻门、裸藻门、绿藻门、轮藻门
➢ 水生植物
漂浮植物：凤眼莲、水浮莲、浮萍、紫萍等
➢ 二氧化碳
• 有明显的时空变化
• 湖泊底层由于光合作用减弱或完全没有光合作 用。加上沉积物的分解，二氧化碳含量较高；相 反，溶解氧和pH值则较低。富营养化湖泊这种 差异尤其明显。
➢ 营养盐类
• N、P、Si、Fe、Cu、Zn、Mn、Mo等多种生物 营养元素
• N、P是植物最主要的营养物质，其含量水平决定 水生生物的生产力
➢ 营养盐类(1)
－氮
• 水中氮的主要形式有N2、NH4+、NO2- 、NO3-和 有机氮
• 氮的主要来源是废污水诽放、地表径流、水生生物 的代谢和微生物分解作用
• 水生植物可直接吸收无机氯(NH4+、NO3-)，一部 分细菌和蓝藻可固定N2
➢ 营养盐类(2)
－磷
• 水中的磷主要以正磷酸盐、缩合磷酸盐和有机磷磷 酸形式存在
➢ 群落演替
季节演替
• 藻类的季节演替
底栖动物的季节演替
蜉蝣目、双翅目、毛翅目、膜翅目幼虫等都有这种现 象。不同种类的羽化季节不同，有的在夏季，也有的 在秋季
态系统，修复应具有整体性概念，全面考虑生态系统结构 和功能。 修复技术措施包括湖泊水库主要环境要素（大气、水、沉积 物等）的改善与生物因素（生态系统的结构和功能）的修 复两方面 ➢ 遵守自然法则。 生态学的基本理论是生态恢复的理论基 础：限制因子理论、生态适应性、生态位、自然演替、集 合规则、自我设计和人为设计、生物多样性及恢复阀值理 论等