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湖泊富营养化及综合治理方法
2021-05-18 | 阅:  转:  |  分享 
  

营养盐增加沉水植物浮游植物挺水植物底栖固着藻类相对初级生产力营养盐限制光限制富营养湖泊中
初级生产力失衡与异常增殖几十万个/L几千万个/L浮游动植物群落波动规律生物量营养盐小型浮游动物大型浮游动物浮游植
物清水期浮游动物小型化PEG-模型的分析湖泊生态系统失调藻类生成和分解是水体中进行光合作用(P)和呼吸
作用(R)的一典型过程,可用简单化学计量关系来表征:106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+
18H+(+痕量元素和能量)PR
C106H263O110N16P+138O2水生态系统中,腐屑链
的能流大于牧食链。据Newell(1984)的估算,初级生产量有80%被直接利用,仍然有10%(沉淀)+10%(分解)+40%(Λ
2的粪)=60%能量进入腐屑链,湖泊富营养化程度越高,进入腐屑链的能量越多。(ModifiedfromScheffere
tal.1993)正效应负效应底泥再悬浮透明度藻类大型水生植物营养盐水深鱼类风浪化感物质浮游动物浅水
湖泊的稳定机制1)大型水生植物能起到净化水质的作用,它的消失直接削弱了水体自净的能力2)大型水生植物是与浮游植物竞争养料的,前
者的消失使后者能独享养料资源,导致浮游藻类的大量孳生,反过来通过在养料和光照方面的竞争优势,进一步压制水草的恢复3)大型水生植物
能够分泌化感物质,抑制藻类生长4)水草是好几种产粘性卵的鱼类、螺类以及水生昆虫卵粒附着的基质,产出的鱼卵、虫卵、和螺的卵囊没有水
草可资附着,卵的孵化率大大降低5)水草也是许多幼鱼和水生无脊椎动物躲避敌害的隐蔽场所,少了这样的避难所,这类动物死亡的机率大增,
进而影响到生态系统的生物多样性。大型水生植物消失的影响综合治理的思路与方法3水的性质基本不变湖泊流域水自然循环特
征抽提处理河流、湖泊生产、生活水的性质不断变化水的社会循环自然降水山体云与水汽降水水汽输送蒸发植
物蒸腾湖泊小水体地下径流下渗地表径流林地、湿地1、维持水的自然循环,保证上游清水来源2、规范水的社会循环,减少
人为污染3、恢复或保育湖泊生态系统,平衡系统结构,发挥系统功能流域综合治理思路人口与分布
经济发展模式循环经济清洁生产乡镇污水工业废水村落污水农田径流其它面源污染源
监控管理治理湖泊低污染水入流湖河湖
泊流域湖泊污染综合治理思路COD0.02.04.06.08.010.00200400600800
1000人口密度(人/km2)COD(mg/l)人口人口+农田人口+农田+牲畜环境限值150P/km2环境限值
800P/km2若按降雨1500mm/a,形成径流70%用水量500?/人/d若每年流出P70%,COD70%,N
50%.流域污染综合治理思路怎样解决这个问题呢?●改变生活方式●研发新的技术
●采取新的对策0.13.00.21.51.00.30.0…Ⅲ类IV类V类(Ⅲ类0.2)
(IV类0.3)(V类0.4)河流水环境质量标准值(ⅠA:1.0(前)/0.5(后))(Ⅱ级3.0)城镇生活污
水排放标准(1B:1.5/1.0)(Ⅲ类0.05)(IV类0.1)(V类0.2)湖库水环境质量标准值生活污水排放与湖
库、河流水质标准的比较(单位:mg/L)湖泊富营养化综合治理思路2006年1月1日200mg/L20mg/L5m
g/L<1mg/L城镇污水达标处理排水入湖排水湖水污水处理措施:污水处理厂、净化槽等生态处理工程:碎石接触氧化床
、人工湿地、强化净化等生态修复技术:湖滨带生态、沉水植物修复、固着藻类修复等BOD综合治理技术体系④溶解氧控制②光强控
制⑥湖滨带生态控制⑤鱼类群落控制①入湖河流营养盐源控制③垂直混合控制湖泊生态修复中六个主要控制原
理湖泊生态修复技术?湖滨带生态修复技术多自然型植被净化技术生态景观设计技术植物优化配置技术基底修复技术?湖泊水体
修复技术水流控制技术光控制技术控制致臭与有害微生物技术渔业生态控制技术.?污染底泥控制技术环保疏浚技术安全复盖技
术安全固化技术湖泊生态修复技术?河流生态修复技术砾石接触氧化技术旁侧式湿地净化技术河床生态修复技术生态堤岸技术自
然型河床曝气技术?河口生态修复技术河口净化技术生态浮岛技术河口藻类控制技术河口生物栖息地恢复技术?蓝藻控制技术
生物控藻技术机械除藻技术化学/菌剂控藻技术扬水筒控藻技术霞浦湖(LakeKasumigaura)淡水湖(汽水湖)湖面
积220km2,平均水深4m流域面积2156.7km2容积8.5亿m3滞留時间200天
生物丰富筑波山高浜入土浦市日本霞浦湖?1300亿元(折算成人民币)?治理近37年?污水处理率达80
%现在相当于四类水富营养状态湖库生态安全评估方法简介4项目目标建立湖库生态安全调查与生态安全评估方法。开
展重点湖库生态安全调查与生态安全评估提出各重点湖库生态安全监控与预警方案制定生态安全保障综合方案和筛选关键技术全国重点湖泊水
库生态安全调查与评估生态安全的概念生态安全生态风险生态健康生态安全:一个从人体健康、族群生存、社区生产与生活、区域经济
发展与可持续发展能力、国家安全乃至全球格局的极其复杂、深厚而又不可回避的保障体系生态健康:指生态系统没有病痛反应、稳定且可持续发
展,即生态系统随着时间的进程有活力并且能维持其组织及自主性,在外界胁迫下容易恢复。生态风险:指生态系统中所发生的非期望事件的概率
与后果。湖库生态灾变水华暴发水源地水质恶化湖库生态安全的设计考虑湖库生态安全水生态健康生态服务功能人类活动影响
①驱动力/压力②状态③影响③风险③风险生态安全调查水环境变化水生态变化湖泊生态安全评估的技术路线水质底质人类
活动的影响生态服务功能损失生态服务功能评估人类活动影响评估生态健康评估生态灾变评估生态安全综合评估历史资料
现状调查浮游植物浮游动物底栖生物大型水生植物大型水生动物湖库生态安全4+1评估方法框架很安全>100安全75
-100一般55-75不安全40-55很不安全<40湖泊富营养化及综合治理方法湖
泊生态报告内容我国湖泊富营养化现状1湖泊富营养化发生机制2综合治理的思路与方法3湖泊生态安全评价方法
简介4我国湖泊富营养化现状1东部平原湖区东北平原与山地湖区青藏高原湖区蒙新高原湖区云贵高原湖区1.我国湖泊富
营养化现状我国湖泊概况湖泊数:2742(>1km2)总面积:91020km2重富营养区富营养区中营养区
贫营养区贫营养区磷浓度(mg/L)0.0191.00.4130.065巢湖太湖洪泽湖洞庭湖鄱阳湖东山湖
磁湖西湖麓湖甘棠湖长春南湖流花湖荔湾湖蘑菇湖草海.玄武湖南太子湖墨水湖东湖东钱湖什刹海南宁南湖瘦西
湖南四湖呼伦湖.镜泊湖邛海淀山湖固城湖乌梁素海滇池五大莲池白洋淀岱海哈素海千岛湖抚仙湖
洱海兴凯湖松花湖纳木错青海湖博斯腾湖柴窝堡湖长白天池我国主要湖泊富营养化的状态0.2
350.76510总氮浓度4.50(mg/L)0中营养69%富营养27%贫营养4%70年代
后期贫营养0%富营养85%中营养15%90年代后期中营养35%贫营养4%富营养61%80
年代后期据调查的26个湖泊,在70年代末富营养化湖泊只占27%,80年代末达61%,90年代末高达85%,2000年以后发展更
为迅速。我国已成为国际上湖泊富营养化严重国家之一。湖泊富营养化发展速度迅速1.我国湖泊富营养化现状2007年重点湖库营养
状态指数富营养化的趋势指标2006年2010年预测值富营养化面积(km2)50006700具备发生富营养化
的湖泊面积(km2)14000西部中部东部4515%3013.429.956.7富营养化湖泊分布情况滇池
巢湖太湖梅梁湾滇池草海水葫芦太湖湖体水质年际变化太湖湖体水质年际变化太湖环湖河流水质年际变化随营养盐浓度
的增加,太湖水体中蓝藻水华发生的频率、程度、面积也呈逐渐增加的趋势。1950’s1970’s1980198719942
0002006太湖蓝藻水华发生面积的变化滇池湖体水质年际变化滇池环湖河流水质年际变化巢湖湖体水质年际变化巢湖环湖河流水
质年际变化湖泊富营养化发生机制2营养状态与富营养化营养状态是水体对营养盐的响应。富营养化是指氮、磷等营养物质大
量进入封闭性、半封闭性水体,或某些滞留(流速<1m/min)河流水体中,导致水体初级生产力异常增殖,致使水体透明度下降,溶解氧降低
,水生生物随之大批死亡,水味变得腥臭难闻。湖泊富营养是一个状态,而富营养化指的是一个过程。富营养化是自然演变过程,但不能忽视人
类活动对富营养的促进作用。湖泊富营养化是人类社会活动对湖泊的影响导致的湖泊自然演变过程的浓缩。营养状态与富营养化湖泊富营养化评
价方法及分级⑴TLI(chla)=10(2.5+1.086lnchl)⑵TLI(TP)=10(9.436+
1.624lnTP)⑶TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN)⑷TLI(SD)=10(5.118
-1.94lnSD)⑸TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCOD)单位:chla:m
g/m3,SD:m;其它为mg/L。010070605030贫营养中营养富营养轻度中度重度营养状态TL
I(∑)我国湖泊营养状态评价方法分级标准参数项目单位贫营养中营养富营养总磷浓度mg/L<0.010.01~0
.02>0.02叶绿素浓度μg/L<44~10>10赛克板透明度m>3.72.0~3.7<2.0溶解氧饱和
度%>80 10~80<10吉克斯塔特划分水质营养状态的主要参数和标准评价水体的营养状态,需要综合考虑水体中、
浮游植物和水生高等植物中的氮、磷总量。2营养增加阶段34生产力上升阶段56沉水植物消亡阶段藻华严重发生阶段黑臭
阶段健康阶段1湖泊富营养化过程大量营养盐输入水化学平衡变化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湖泊生态系统功能丧失水化学平衡变化湖水pH上升。pH上升有利于水华藻类的生长,而大量藻类的异常增殖又进一步提高湖水的pH值,进而为水华藻类入微囊藻的大量增殖提供了适宜的生长环境。DO下降。DO下降有利于蓝藻的生长,而对其他藻类生长不利,这样蓝藻能够很快形成竞争优势。CO2降低。CO2在水中溶解度随水温升高而降低,当湖水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下,碳也有可能成为限制因子,此时增加碳有利于水华藻类生长。湖泊生态系统中的生物结构
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