湖泊水体富营养化及其防治对策研究

大量营养盐输入
2 营养增加阶段 3 生产力上升阶段 4 沉水植物消亡阶段 5 藻华严重发生阶段
水化学平衡变化 pH值升高 DO降低 CO2降低
生态系统失调 藻类异常增殖 初级生产力失衡 生态系统结构破坏
6 黑臭阶段
湖泊生态系统功能丧失 6
来源 湖泊富营养化是在特定的化学、生物和物理因素都具 备的条件下发生的。总的来说，以下几方面是造成水体富 营养化的具体来源： 1. 农田化肥 2 .牲畜粪便 3 .污水灌溉 4 .工业废水排入水体 5 .水体人工养殖
湖泊水体富营养化及其防治对策研究
费磊 2013年11月
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定义及机理
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富营养化现状
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危害性
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治理的思路和方法
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参考文献
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定义
水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动影响 下，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 体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的 现象。
湖泊水体富营养化现状
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滇池草海水葫芦 巢湖
滇池 太湖梅梁湾
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危害性
1 使水味变得腥臭难闻
在富营养状态的水体中生长着很多藻类，其中有一些藻类能够散 发出腥味异臭。藻类散发出这种腥臭，向湖泊四周的空气扩散，直接 影响、烦扰人们的正常生活，给人以不舒适感觉，同时，这种腥臭味 也使水味难闻，大大降低了水质质量。
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控制外源性营养物质输入
（2）根据水环境功能制订排放浓度标准
确定某一湖泊水体的主要功能后，应根据此功能的要求制订N和P 的允许排放浓度标准，限制可能排入水体的物质种类和数量。
（3）去除污水中的营养物
2 降低水体的透明度
在富营养水体中，生长着以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻。 这些水藻浮在湖水表面，形成一层 “绿色浮渣”，使水质变得浑浊 ，透明度明显降低。
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危害性
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，光合作用放出氧 气，因此表层水体有充足的溶解氧，富营养化水体表面形成氧饱和溶 液。但富营养湖泊深层情况不同，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，溶解氧减少；湖泊藻类死亡 后不断向湖底沉积，腐烂分解也会消耗深层水体大量的溶解氧，严重 时可使深层水体的溶解氧消耗殆尽而呈厌氧状态，需氧生物难以生存 。这种厌氧状态，可以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。
治理思路和方法
绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养物质在水体中富集造 成的。如果减少或截断外部输入的营养物质，就使水体失去了营养物质富 集的可能性。从长远观点来看，要想从根本上控制湖泊水体富营养化，首 先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入。
（1）实施截污工程
截断向河湖水体排放营养物的污染源，是控制水体富营养化的关键措 施。一次性投资较高，但此后可从根本上消除水体富营化的主要人为外源 性污染源，为水质改善提供基本条件。在长远看来，这种投资是必须的。
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湖泊富营养化评价指标及其分级 一般采用水体中营养物质氮，磷浓度，COD，SD和叶绿
素a等指标对湖泊，水库生态环境质量进行评价。下表左为中国 环境监测总站推荐的湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技 术规范。国外的富营养化分级标准详见下表右[2]。
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我国主要湖泊富营养化状态
湖泊水体富营养化现状
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湖泊水体富营养化现状
发生在海域时叫赤潮
发生在湖泊时叫水华
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要注意的几点
1：自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这 种自然过程非常缓慢，有时长达数千年。
2：人类活动所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。
3：一般的污染大多导致生物生产力的降低，而富营养化却是营养物 质的增加，往往提高了初级生产力。
4：利贝格最小值定律：植物生长取决于外界供给它所需要的养料中 数量最少的那一种。富营养化水体中藻类的生长繁殖主要决定于氮 和磷，特别是磷。其含量决定着藻类繁殖速度和富营养化的程度。
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危害性 4 向水体释放有毒物质
富营养对水质的另一个影响是某些藻类能够分泌、释放有毒性 的物质，有毒物质进入水体后，若被牲畜饮入体内，可引起牲畜肠胃 道炎症，人若饮用也会发生消化道炎症，有害人体健康。
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治理思路和方法
富营养化的防治是水污染治理中十分棘手而 又代价昂贵的困难问题——原因有三：
⑴ 导致水质富营养化的氮、磷营养物质既有天然源，又有人为 源；既有外源性，又有内源性；既有点源，又有非点源，这给控制污 染源带来了显而易见的困难。
⑵ 营养物质去除难度高。至今还没有任何单一的生物学、化学 和物理措施能够彻底去除废水中的氮、磷营养物质。通常的二级生化 处理方法，只能去除 30%～50%的氮和磷。
⑶ 某些处理措施在理论上或者在一定的条件下是可行的，但在 实际上或者在大范围内，则往往达不到预期效果。
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1、维持水的自然循环，保证上游清水来源
山体
云与水汽
水汽输送
2、规范水的社会循环，减少人为污染
降水
地表径流
植物蒸腾
蒸发
下渗
小水体 林地、湿地
地下径流
3、恢复或保育湖泊生态系统，平衡系 统结构，发挥系统功能
湖泊
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1：控制外源性营养物质输入 2：控制内源性营养物质输入 3：去除污水中的营养物质
治理思路和方法
措施
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控制外源性营养物质输入
2007年
2007年重点湖库营养状态指数
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右表为我国淡水湖泊最集中 的长江中下游地区湖泊富营养 化状况[3-4].可以看出,绝大多 数湖泊已经富营养化,少量的尚 未富营养化的湖泊,也已经非常 接近富营养化的水平,随着经济 的发展,这些湖泊也会逐渐富营 养化.因此,可以说湖泊富营养 化已成为我国淡水湖泊面临ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 最主要生态环境问题.
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机理
温度，光照，无机盐，CO2等都是藻类繁殖必需的，藻类利用光 能通过光合作用制造有机物以满足自身生长繁殖所需。光合作用中所 需要的叶绿素，藻蓝素等光合色素及许多酶需要氮磷等元素。氮磷等 含量增多时会提高这些物质的含量进而提高光合效率制造较多有机物 ，繁殖也更快一些[4]。
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湖泊富营养化过程
1 健康阶段