（环境工程专业论文）利用滤食性鱼类改善富营养化景观水体的研究.pdf

摘要 摘要 水体富营养化发生的主要原因是由于水体的氮磷负荷过高，超出水体自净 的能力，引起藻类的大量生长，使得水体稳定的物质能量循环遭到破坏，也损 失了生物资源的多样性，降低了水资源的使用价值。城市中的景观水体会因富 营养化污染而丧失旅游和城市休闲等娱乐功用，而日，藻类对水体的微污染影 响到周围生活居民的饮水安全，对人的健康存在着潜在的威胁。为了更好的保 护利用水资源，世界各国的专家学者积极展开了对富营养化的研究工作，目前 对富营养化的生物调控的研究已成为一个研究的前沿。 。些城市的景观水面临的问题是水体中浮游藻类大量生长，常常爆发“绿 漆”状蓝绿藻水华。本研究选择广州市黄埔区的某社区内的两个人工湖( 东塘、 西塘) 作为供试水体，这两个人工湖是典型的浅水半封闭的小型静水人工湖。 2 0 0 4 年5 月份开始先后对人工湖展开污染源、水环境特征、水生生物及底质情 况的调查，以丰水期( 5 月) 和枯水期( 9 月) 的数据为基础评价了两个人工湖的富 营养化程度。2 0 0 4 年9 月初于两个人工湖中开展为期5 个月的围隔试验，通过 放养滤食性鱼( 鲢鱼和罗非鱼) 调控围隔内的水生生态系统，净化水质，这是 非经典的生物操纵治理湖泊富营养化的一个途径，实验研究了滤食性鱼类对水 质的净化作用，现场监测结合室内监测分析各项指标在围隔实验期间的动态变 化，现场监测为：水温、透明度、p h 值。室内分析总氮、总磷、氨氮和叶绿 素a 浓度( 按大于3 0pm 和小于3 0u m 两个粒级分析) 。在围隔实验结束后进 行室内营养添加实验，对各围隔的营养限制因子进行了初步探索。研究结果表 明： l 、东塘、两塘的c o d e r 、b o d 5 、t p 、t n 及透明度等主要水质指标均超出 国家遮表水环境质量标准( g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) ) ) 的v 类标攥。表明潮水己受到严重 的有机污染，氮、磷营养物质丰富。 2 、用修正的卡尔森指数对两个人工湖的水质进行寓营养化评价，结果表 筑东臻疆螗均为富营器纯永体，西塘警营养程嶷高于东塘。穰嚣求俸窝营养谱 分j 分级标准，氮磷负荷达到敷富营养状态。水生生物的初步评价与此结果基 本一致。 3 、围隔实验中鲢锈和罗非鱼都能在一定程度上降低营养盐( t n 、t p 、氨 氮) 竣受蕊，鲢鱼的效暴比罗繇鱼的效果更好。 4 、鲢鱼对透明度的改善有一定的效果，罗非鱼对透明度淑善不显著。 5 、d h 和透明度与浮游藻类的生物爨显著棚关，前者与藻类生物量正相关， 华南理工大学硕士学位论文 透明度与生物量负相关。 6 、东塘对照中在围隔试验期，主要是较大型的浮游植物占绝对优势( 如 微囊藻) 。鲢鱼明显滤食了较大部分的较大型藻类，使得小型藻类的比例升高。 东塘的鲢鱼、罗非鱼均能降低水中较大型浮游藻类的生物量。高密度的罗非鱼 陶隔中的小型藻类比例高丁低密度罗非鱼网隔。 7 、西塘中自鲢与罗非鱼抑制藻类的效果不如东塘的明显。西塘鲢鱼嗣隔 中的较大型藻类相对对照水体中降低幅度较小，比例稍高于较小型藻类。鲢鱼 列冈隔中的浮游植物的群落结构影响不大。西塘罗非鱼围隔中的大型藻类比例 明显的高于对照，罗非鱼对小型藻类的抑制较鲢鱼明显，对大型藻类抑制较弱。 8 、两个人工湖在实验期间的优势种主要是蓝藻、绿藻和硅藻。其变化没 有固定的规律。 9 、围隔实验结束后，采集各围隔及对照的水样进行室内营养添加实验，结 果表明，东塘对照水体中总氮可能是浮游藻类生长的营养限制因子，东塘的各 个养鱼围隔中的浮游藻类不受总氮和总磷的限制。 1 0 、西塘对照中总氮和总磷营养盐不是浮游藻类生长的限制因子，西塘鲢 鱼围隔内总氮和总磷可能成为浮游藻类的生长限制因子。西塘罗非鱼围隔中总 磷可能是浮游藻类生长的限制因子。 关键词：富营养化：藻类；围隔实验；限制因子 i i a b s t r a c t a b s tr a c t 1 、h em a i nr e a s o no fe u t r o p h i c a t i o nt a k i n gp l a c ei nt h ew a t e rb o d yi s t h a t n u t r i e n ll o a d ( n i t r o g e na n dp h o s p h o r u s ) i nw a t e ra r ev e r yh i g h ，w h i c he x c e e d st i l e s e l f 乙p u r i n c a t i o no fw a t e r ，t h ea l g ab l o o mi st r i g g e r e d ，t h eb a l a n c eo fs y s t e mi s b r o k e n ，t h es t e a d ym a t e r i a le n e r g yc i r c u l a t i o ni sd e s t r o y e d ，t h ev a r i e t yo ft h e b i o l o g yw i l lr e d u c et o o ，s ot h ev a l u eo fw a t e rr e s o u r c ed e c r e a s e s u r b a nl a n d s c a p e w a l e rw i l ll o s ea m u s e m e n tf u n c t i o n so ft r a v e l i n g ，m o r e o v e r ，d r i n k i n gw a t e rm i g h t b ep o l l u t e db ya l g aa n dp e o p l e sh e a l t hw i l tb et h r e a t e d 。f o rb e t t e rp r o t e c t i n ga n d u s i n gw a t e rr e s o u r c e ，e x p e r t sa n ds c h o l a r sf r o ma l lo v e rt h ew o r l dh a v el a u n c h e d t h er e s e a r c hw o r kt o s t u d ye u t r o p h i c a t i o n a tp r e s e n t ，e c o l o g i c a le n g i n e e r i n g b e c o m eaf o r e l a n di nt h i sa r e a s o m eu r b a nl a n d s c a p ew a t e rf a c et h ep r o b l e m s ：t h ep h y t o p l a n k t o nb o o mi n w a t e r ，a n dw a t e rb l o o m ss e e m e dl i k e “g r e e nl a c q u e r ”i so f t e nf o r m e d t w o a r t i f i c i a ll a k e s ( c a l l e da se a s t ：p o o l ，w e s tp 0 0 1 ) i no n ec o m m u n i t yo fh u a n g p u d i s t r i c to fg u a n g z h o uw e r ec h o o s e da st h ee x p e r i m e n tp o o l si nt h i sr e s e a r c h ；t h e s e t w op o n d sa r et y p i c a ls e m i c l o s e ds h a l l o ws t i l ls m a l la r t i f i c i a ll a k e + f r o ma p r i l 2 0 0 4 ，t h ei n v e s t i g a t i o no f p o l l u t i o ns o u r c e s ，w a t e re n v i r o n m e n t a lc h a r a c t e r i s t i c s ， s i t u a t i o no fa q u a t i cb i o l o g ，w a t e r q u a l i t ya n db o t t o ms l u d g eo f t h ea r t i f i c i a ll a k e s w a sl a u n c h e d ；o nt h eb a s i so fw e ts e a s o n ( m a y ) a n dd r ys e a s o n ( s e p t e m b e r ) d a t a s ，t h ee u t r o p h i c a t i o ne x t e n tw a se v a l u a t e d a tt h eb e g i n n i n go fs e p t e m b e r 2 0 0 4 ，a5 - m o n t he n c l o s u r ee x p e r i m e n tw a ss t a r t e d p u tf e e d i n gf i l t e r a b l e f i s h ( s i l v e rc a r pa n do r e o c h r i m i sn i l o t i c u s ) i n t ot h ee n c l o s u r e st oc o n t r o lt h ea q u a t i c e c o s y s t e ma n dw a t e rq u a l i t y 。t h i si san o n - c l a s s i c a lm a n i p u l a t i o n tw a yt oc o n t r o l e u t r o p h i c a t i o ni nl a k e s d u r i n gt h ep e r i o do fe x p e r i m e n t s ，i no r d e rt os t u d yt h e p u r i f i c a t i o n f u n c t i o n so ft h ef i l t e r a b l ef i s hi nw a t e r 。d u n le n c l o s u r e sa r e i n v e s t i g a t e d 。v a r i a t i o no fs o m ep h y s i c a lc h e m i c a la n db i o m a s sp a r a m e t e r sd u r i n g t h ee x p e r i m e n t sw h i c hw a sm o n i t o r e di n s i t ua n di nt h ei a b t h er e s u l t ss h o w e dt h a t t o t a ln i t r o g e nc o n c e n t r a t i o n s ，t o t a lp h o s p h o r u sc o n c e n t r a t i o n s ，a m m o n i an i t r o g e n a n dc h l o r o p h y l l - a ( i sa n a l y z e da tt h el e v e lo ft w os i z e s ：a b o v e3 0 # ma n d3 0hm t h e r e i n a f t e r ) a r ea n a l y z e di nt h el a b a tt h ee n do fe n c l o s u r ee x p e r i m e n t s ，w e n u t r i t i o na d d i t i o ne x p e r i m e n tw a sl a u n c h e di nt h el a bt oe x p l o r et h en u t r i t i o n l i m i t a t i o nf a c t o r so fe a c h e n c i o s u r e + t h er e s u l ts h o w sa sf o l l o w ： i i i 华南理工大学硕士学位论文 1 、t h er e s u l to fw a t e rq u a l i t yi n v e s t i g a t i o ni n d i c a t e dt h a tt h em a i nw a t e r q u a l i t yi n d e x e s ( c o d c r ，b o d 5 ， t p ，a n dt n ) o ft h et w op o n d se x c e e dt h ev t h s l a n d a r do f “e n v i r o n m e n t a lq u a l i t yl e v e lf g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) o f s u r f a e ew a t e r ”i tw a s c l e a rt h a tt h el a k ew a t e rh a sb e e ns e r i o u s l yp o l l u t e db yo r g a n i cm a t t e r ，a n dt h en 、 p i sv e r yh i g h 2 、t h ew a t e rq u a l i t yo ft w op o n d sw a se s t i m a t e db ym o d i f i e dc a r l s o ni n d e x ， t h er e s u l ti n d i c a t e st h a tt h ew e s ta n de a s tp o o la r ee u t r o p h i c a t i o nw a t e rb o d y ， t h ee u t r o p h i c a t i o nd e g r e eo fw e s tp o o li sh i g h e rt h a nt h ee a s tp 0 0 1 i tf o u n dt h a t n i t r o g e na n dp h o s p h o r u sl o a do ft h et w op o n dr e a c hs e r i o u se u t r o p h i c a t i o ns t a t e ； t h ep r e l i m i n a r ye v a l u a t i o no fa q u a t i cb i o l o g yi su n a n i m o u sw i t ht h i sr e s u l t 3 、i nt h ee n c l o s u r ee x p e r i m e n ts t a g e ， s i l v e rc a r pa n do r e o c h r i m i sn i l o t i c u s c a nr e d u c et h el o a do fn u t r i t i o ns a l t ( t n ，t p ，a m m o n i an i t r o g e n ) i nac e r t a i n d e g r e e ， s i l v e rc a r ph a df i n e re f f e c tt h a no r e o c h r i m i sn i l o t i c u s 4 、s i l v e r c a r p c a ni m p r o v et h e t r a n s p a r e n c y i nt h ee n c l o s u r e ，s od o o r e o c h r i m i sn i l o t i c u s ，b u ti ti s n ts or e m a r k a b l ec o m p a r e dt ot h et r a n s p a r e n c y 5 、p hv a l u ea n dt r a n s p a r e n c ya r el i n e a rc o r r e l a t i o nw i t ht h eb i o m a s so fa l g a e s i g n i f i c a n t l y t h ef o r m e rw a sp o s i t i v el i n e a rc o r r e l a t i o nw i t ha l g a ea n dt h el a t t e r i sn e g a t i v ec o r r e l a t i o nw i t ht h eb i o m a s s 6 、s i l v e rc a r pa n do r e o c h r i m i sn i t o t i c u si nt h ee a s tp o o lc a nr e d u c eb i o m a s so f l a r g e s c a l ep e l a g i ca l g a ei nt h ew a t e r ，t h ee f f e c to fw e s tp o o li s n ts og o o da s e a s tp 0 0 1 t h ec o n t r o lf u n c t i o n so ff i s h so na l g a ea r ed i f f e r e n ti nt h e s et w op o o l 。 7 、i nt h ec o n t r o le n c l o s u r ei ne a s tp o o l ，l a r g ep h y o p l a n 釜t o n ( s u c ha s m i c r o e y s t i n s ) w e r ec o m p a r a t i v ea d v a n t a g ei ne a s tp 0 0 1 s i l v e rc a r po b v i o u s l ye a t m o s to fl a r g e - s c a l eb l u e g r e e na l g a e ，w h i c hm a d et h ep e r c e n t a g eo fs m a l l - s c a l e a l g a er i s e t h es t r u c t u r eo f p h y t o p l a n k t o nc h a n g e d ，s od i d ，i nt h ed i f f e r e n td e n s i t y o l - o r e o c h r i m i sn i t o t i c u se n c l o s u r e ，i ts h o w e ds i m i l a r i no r e o c h r i m i sn i l o t i c u s e n c l o s u r et h ee f f e c tc o u l dn o tk e e ps t e a d y i nt h ew e s tp o o l ， s i l v e rc a r pa n d o r e o c h r i m i sn i l o t i c u sd i d n tc h a n g e dt h es t r u c t u r eo ft h ep h y t o p l a n k t o n 8 、t h ed o m i n a n ts p e c i e sw e r em a i n l yb l u e g r e e na l g a e ， g r e e na l g a ea n d d i a t o mi nt h et w op o n d s c o m m u n i t y sc h a n g ei sn o tv e r yv i o l e n t 9 、w h e nt h ee n c l o s u r ee x p e r i m e n te n d ，t h en u t r i t i o na d d i n ge x p e r i m e n tw a s l a u n c h e di nt h el a b t h er e s u l ti n d i c a t e dt h a tt h en u t r i t i o ns a l tm i g h tb et h e l i m i t i n gf a c t o ri nt h ec o n t r o lo fe a s tp o o l ，a n dpm i g h tn o tb e i nt h es i l v e rc a r p e n c l o s u r e ，b o t hn i t r o g e na n dp h o s p h o r u sw e r en o tg r o w t hl i m i t i n gf a c t o ro n p e l a g i ca l g a ea tt h ee n do fe n c l o s u r ee x p e r i m e n t + i v a b s t r a c t 10 、l nt h ew e s tp o o l ，t h er e s u l ts h o w e dt h e r ew e r en os a l tl i m i t a t i o nf a c t o r si n t h ec o n t r o l ；b o t hna n dps h o w e dt ob et h el i m i t a t i o mf a c t o r st ot h eg r o w t no f p h yt o p l a n k t o ni nt h es i l v e rc a r pa n do r e o c h r i m i sn i l o t i c u se n c l o s u r e 。 l1 、p h o s p h o r u sm i g h tb et h el i m i t i n gf a c t o ri nt h ew e s tp o o la tt h ee n do f o r e o c h r i m i sn i l o t i c u se n c l o s u r ee x p e r i m e n t k e y w o r d s ： e u t r o p h i c a t i o n ；a l g a e ；e n c l o s u r ee x p e r i m e n t ；l i m i t a t i o nf a c t o r v 华南理工大学 学位论文原创性声明 本入酃霆声明：所呈交的论文是本人在导师的指鼯下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 夺包含任何其德个人栽集钵已经发表或撰写豹藏采作燕。对本文游磅 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：翰矾日期：渺r 年刍, e lf re l 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者宪全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 阏意学校缣鬻荠蠢鋈家有关黎门藏祝稳送交论文豹复鞠传和电子敝， 允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入露关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 籀等复裁手羧保存窝汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密藩。 ( 请在以上相应方框内打“v ”) 侔者签名：莎够p 如 目期：巧年6 月臼 导师签名：? 露伟耐 日期：洲f 年6 月心日 第一章绪论 1 1 富营养化概述 第一章绪论 1 1 1 富营养化定义 富营养化f e u t r o p h i c a t i o n ) - - 词原用于描述植物营养物质浓度增加对水生态 系统的生物学效应，意味着水生植物大量繁殖，藻类种类数减少，是水体生态 系统衰老的一种表现。水体富营养化是指由于人类的活动，水体中营养盐浓度 增加，引起浮游植物过量生长和整个水体生态平衡的改变，因而造成的一种污 染现象 i i 。 l i n d e m a n 认为富营养化是湖泊发展过程中的自然过程。到2 0 世纪中后期， 当富营养化及其影响成为人们关注的问题时，富营养化所指的是人为富营养化 ( a r “f i c j a l e u t f o p h i c a t i o n ) ，即由社会的城市化、植物营养物的工农业利用及其废 弃物的排放等所引起的。目前，湖泊富营养化是专家学者研究的热点。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。受到人 为活动的干扰，大量氮磷营养盐排入湖泊、河流、水库、海湾等封闭或半封闭 的水体在其中积累，碰到合适的条件，藻类大量生长繁殖，水华爆发，初级生 产力提高，藻类自身的呼吸作用以及藻类死亡后沉入水体分解过程需消耗大量 的氧气，导致水体缺氧，透明度下降，水质恶化，其他的水生生物大量死亡。 1 1 2 富营养化成因 具体可以有以下几个方面： ( 】) 自然因素：水体自身的特征，如湖泊的面积、水体的深度，浅水湖泊的 阳光穿透性好，水体涵养丰富，温度适宜，可以满足藻类的生长繁殖；水体的 循环周期太长；水体周围的地质环境；适宜的气候条件等都可能成为水体富营 养化的条件，一般来说静水体的城市浅层湖泊比较容易生长水华m 。 ( 2 ) 人为因素：地理特征的人为改变，可能为富营养化的产生创造条件， 如湖泊周围构筑物，如水库、闸、堤岸的修砌及周边环境改变会切断湖泊与周 围环境的天然联系，或者改变水体的水体流态，直接或间接地破坏了水体的自 净能力和生态系统的完整性；营养盐负荷来源，a 、生活污水：以洗涤污水、 厕所用水为主，前者多含磷洗涤剂，我国人均含磷洗衣粉用量呈逐年上升趋势。 后者主要是粪尿，据测算，每人每天排出的粪便中的约含氮l8 6 克，含磷1 7 4 华蠢溪一j + 夫学硕士学位论文 觅，如不加处理会污染1 0 吨水体，这些营养物将导致水生植物的过度繁殖。 随着社会城市佬进展舶速，人日剧蛾，生活污水静营养负蘅r 盏增加，生活污 隶在藏市的殛理率不嬲3 0 t 一，瑟，l 、藏市翻农村鹩生活污承几予不经始理藏近 排入河道。所造成的熊害甚至大于工业污染源；b 、农业生产：农业生产对寓 营养化的影响日益受到关注，沿水体的周围农田地表径流、融雪和降阿冲刷产 生瓣纯学爨糕、夔畜粪便、农药、除草裁等汇入水钵。在发震中阂家锭弱筵糕 过程的泄漏是富营养化的一个熏要原因；c 、底泥中含有大量的营养热，且逐 年积累。在风浪作用下，水流速度的增加，底泥受搅拌而燃浮，营养物质极易 褥到释放，为藻类生妖、繁殖提供有效鲍内源供给。 1 1 3 世界富营养化及我国现状 表1 1 世界湖泊和水库豫养化状况 t a b l e l 一1e u t r o p h i cs t a t u so fw o r l d w i d el a k e sa n dr e s e r v o i r s 溃滔与承窿来自联合国环凌翘粥署静一顼永体富营游纯调查结槊表鞠f 觅 表1 1 ) ：在全球范围内3 0 4 0 的湖泊和水库遭受不同程魔影响，各地区受 澎确麓籍况鞠差惫豫。在气候于潦遣嚣，永 本鬻落莽纯精况鞠对严羹，如西班 楚：瓣8 0 0 蹙承鹰中，熏少毒t 3 怒处予重枣营养纯状态，程露美、蠢棼、墨嚣 蝌及其它毖地方都有水库严重裔营养化的报道，加拿大湖泊众多，发生富营 雾化的湖泊则主要集中在魍拿大赢部人口薅寮地薮。近些年激毽雾各囤罄遮重 视湖治环境的演变，目前欧洲湖泊酗穗的最大闯题是湖泊富鬻养化勰题，在统 拜的9 6 个潮灞中有8 0 豹潮溺不潜猩度氇鼗鞠氮、磷静污染，呈现& 窬营养 2 第一章缝论 化状态。亚洲湖泊水质南北燕舜较大，北部湖泊水蕨较好，而南部湖泊水质较 差；弧洲湖泊水质的主要特点魁水中氮、磷含量偏高( 污染分担率多数占3 0 ) 。 亚洲巅部大部分湖泊富营养化嗣题突出，运宜的叠然条件和溺中赣养盐容易弓 起求学。此外，亚澜大部分城市湖泊接受生活污东较多，商锰酸盐撩数( c o d m n ) 和生化需氧量( b o d ) 均超标严整”。 l 国幅员辽阏，江河、湖泊和水库众多，这些不同类型的水体支持着各种 生活鞠耋产臻承麓戆。寨绞嚣，嚣获大予l k m 2 兹潮滚有2 3 0 5 个f 不舍穗令灞) ， 湖泊总面积为7 1 7 8 7k m 2 ，总鬻水量7 0 8 8 m 3 。江河、湖泊与水库窝营养化现状 2 0 世纪8 0 年代对湖泊( 水库) 水体富营养化调查结果淡：在中国求部地区，调 查湖灏大多数已进入富营养他状态( 如巢湖、太潮、洪泽潮、鬻嚣湖等) ，少数 东蓐鲶予富营养能边缘，众多的城市潮滚已达严重富营养纯( 如南京玄武濒、 杭州西湖、九江甘棠湖、广州的东山湖、武汉的墨水湖等) ，形成一个宽带状 分布，洞庭湖和鄱阳湖已具备了发生富营莽他的营养热条件；云南高原地区的 灏滚一毅滞整曩孪鹈长，瘩交羧戆力弱，一璧入潮营莽簸受蔫趣标，翅喜营养纯 发展谯度快，是中国湖泊富营莽化的易发区和敏感区，如滇池、异龙湖、杞麓 湖的臀养状态相当高，特别是滇池富营养化问题更为严重；东北、蒙新、青藏 地区的潮泊富营养羧态相对较低，一觳她予中营养状态。近2 0 冬米，我国潮 演富蓊养讫发展滤度裙当侠。多年戬来的调查结采表明，富营养化湖泊个数f 写 调查湖泊的比例由2 0 世纪7 0 年代末至8 0 年代后期4 l 发展到8 0 年代后期 6 1 ，歪2 0 世纪9 0 年代后期又上丹到7 7 ，我国湖泊富营养化的发展趋势十 分严竣。在2 6 令滋控菱煮瀑溶孛，隶矮一般较差，鬣予蘧蘸窳嚣壤矮鬟椽 准( g b 3 8 3 8 - 3 8 3 8 ) v 类标准，氮、磷污染较高，相当部分湖泊遥发生了“水 华”灾害“，。水库寓营养化的问题也较严整，根据对全国3 9 个大、中、小型水 痒的瀵奁结果表明霓表1 2 ：在辑调查豹承疼中，憝予富营券状态魏承瘴全 数鞍辩容分别占掰调查水库的3 0 8 和1 1 2 ，签予中营养状态的水库个数和 库容分别占所调焱水库的4 3 6 和8 3 1 。总体而言，水库水质飓良好的，假 是濒临城市和作为水源的水库也有不少出现了向富蒋菸化演变的趋势，特别是 邻逛簸镇静零疼富罄养耽程度鞍毫。 华南理_ 上大学硪 ：学位论文 表1 2 我国大中小型湖泊营养状况调查 t a b l e1 2s t a t uo fe u t r o p h i c a t i o no ft h el a k e si nc h i n a 髓蔷城市化逃程的热快，娥观承体的鲷题已慢慢进入我们的生活。景聪水“池 承、流永、跌求、喷农帮灞承”等大多为静止或瀛碗往差的封闭缓流承体，显 一一般水域面积相对小，所以水环境容量小、水体自净能力低。景观水的水源有 些采用自来水，使得水体中缺少一个完蹩的生物链，从而自净能力极低；谢些 豢瘸承采爱天然游遭或潮濑号l 承，鑫予瑷在藏枣瘩深污染严重，氮磷含量镳麓， 使樽水体从一开始就有很商的污染负荷，并不断富集。再加上雨水冲刷和浇灌 水的渗透，会将植物中的各种氮、磷、碳、钾等营养物和肥料、农药以及树叶、 撼蘩等“绿佬疲物”大量汇嶷到地势较低的景璐水中。此外管理不完善，还会 健承髂成为詹民生活污永及缓圾酶受缩体，觚焉导致水俸不同糕度的污染。入 选淤观水给城市带来美丽的同时也给城市带来了不小的问题，严重时会引觏水 体寓营养化，致使水中藻类大量繁殖，水体变黑变奥，严重影响周围的自然环 装秘避民魏生溪舔凌，因魏，强爨改骜爨甓零豹瘩袋e 袋为逡甥霉要我粕簸决 的一个难题。 综上所述，水体富营养化现象在江河、湖、库、池等淡水水体中均有可能 发生，各类水体以相当惊入的速度由贫营养肉窘营养方嚣发展，其中湖酒秘水 疼醚类承藩交抉麓力不及滔流，加上适露浆营养麓祭俘，发生承俸富营养他的 现稼较多，但对河流发生水体富营养化的问题不可轻视，因为一旦河流发生寓 营辨化现象，其对人类生产与生活造成的危害可能会踅大。i 司时，随着人类对 承资滋开发列弼疆度不叛壤强鞋及隶环凌污染熬蘩翻，隶塔富罄养纯存在蘩澄 在的发展趋势。可见，水体富营养化及“东华”灾密已成为国内外汀河湖库水 环境保护中重大环境问题，旦水体发生富营养化，其治理极其棘手，不仅要 花赞大量的人力、旗力去遴行治理，更麓要麴是其鞠对也造成宝爨的东资源豹 大鬣浪费，使嚣域资源懿永续稻露，缀济、社会的可持续发震受至i 严重毹约。 1 1 4 富营养化危害 ( i ) 承俸豹透馥壤下降 4 繁章绪论 富营养水体中，生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，这些水藻浮在 水露上像一鼷“绿色油漆”，承质变褥浑浊，透明度下降，熬塞营养他 | ! ： 透明 浚只有o ，2 m ，经褥东髂熊麓往获大大下降“。 ( 2 ) 影响水体溶解氧 富营养化水体的表屡因为藻类的光合作用，溶解氧很高，甚至高达过饱和 状态。毽是在湖涟豹承终豹澡层，国予表爱藻类瓣密集成震，镬缮强光滚以穿 逐袭层到达深处，阳光在透射的过程中，衰减率很大，水中的浮游藻类没有充 足的阳光，进行微弱的光合作用，产生的氧气量少，同时藻类研亡下沉到水中， 藻类的腐烂分解过程会耗损大量的滚解氧。在藻类大量死亡沉积靛时候，使褥 深层东体严鬟缺氧，这劐厌氧袄态，逶丽健逶斌厦中静营养搦震向水体释放， 增加水体中的营养负荷，形成水体肖营养化的恶性循环。因藻类覆盖水丽瓶降 低，水体中水生生物常会缺氧窒息致死u ，导致水产养殖减产，甚至完全破产。 ( 3 ) 影确镞寒衣矮磺麴式整理成本 富营养化的水库、湖泊由于藻类大量繁殖引超的水质恶化，会给水的净化 处理带来许多困难，进而严重影响饮用水水质寓营养化给饮用水处理及饮用 水农质带来的问题有：窳孛大量藻类露水生徽缴物的孳生繁殖便滤池壤塞， 皴环正常运幸亍丽置徽生物还会穿透滤淹，在配永系统中繁戆造成配东系统不 畅戚阻塞1 9 】而且藻类产生的微量有机物使水带有强烈异味，常规净水工艺很难 去除水中大量藻类、褥机物和氨氮的存在，使得混凝剂和消毒剂用擞大大 璨臻：捷鼷窳戒本嶷裹，整漤妻羹了承孛滂毒裂产镌懿含量，释低了竣永安全篷 藻类分泌出的有机物经分解生成难以降解的腐殖酸即“三卤甲烷前聪物” ( t h m 的前驱物) 若用氯消毒即生成具有致癌、披畸和致突变作用的总三卤甲 烧( t t h m ) n ”，健本质更加恶纯，不畿饮震。 秘) 对永生生态系绞豹恁害 原有种群结构被破坏，优势种群发生更替，生态系统的结构和性质发 生最著变化这釉现象是非嚣普遍的，取而代之的怒浮游植物，特别是易影成东 肇、楚害极大瓣皴囊藻( m i c r o e y s t i s s p p ) 已成为绝瓣豹撬势耱m ：。 生物多样性程度降低导致生态系统不稳定性增加，翁发生个别种群的 暴发。生物多样性的降低导致生态系统稳定性大大降低，个别种群可以在特定 黔逶寰条 牛下大量暴发，甚至反复暴发m 、一。这裂t 食物链或食物网静改变瞧是 鬻营养耽潮濑承华泛滥豹穰本原因之，造成繇性循环。 ( 5 ) 危害人类健康 植物营养索氨氮，转化成亚硝酸赫是“三敦物”亚硝酸胺的前体。藻类可 释羧窭尉毒秘葳，露锾囊藻毒素。这类秘震毒害窳生生兹，澎絷铰瑶承逶入食 物链造成人类中毒甚至死亡。 华南理大学颤：i 二学位论文 ( 6 ) 水体价值下降 富营养化的水体爆发的赤潮和水花使得水而浮h “层漆，水体变浑变奥 养绶承 事失去癸魑功耗，旅游景腮| 目j 承失去了棒闽观赏的价值，游入减少。： 1 2 富营养化防治技术 1 2 常规的物化处理方法和存在的问题 l 、簸、磷营养盐削减 在氯磷扩散污染汇入水体之前，可以采用湿地、人工塘、河滩缓冲区、缓 冲帮沙层或蔬菜地过滤、多池塘系统竣投加硫酸镪加以治理，尽可能地碱少 流a 淫漉、农簿、涓滔或海湾鼢氮磷量”。美鞫的研究表鞠，作为江河、 湖泊、水库或海湾的入流的湿地可以显著地去除氮，河滩缓冲医能有效地减少 来自丘陵地区的氮“。河边的森林缓冲匿能去除总氯矛玎泥沙负荷的5 0 9 0 ， 但妇果馥找溺侉边豹森穗，燎会搬捌餐磷的流失，蓑新造林磊氮磷豹流失会明 疆减少。 2 、底泥对策 主要有疏浚、覆沙、人工循环曝气法、添加石吠等。寓禽瑟养物瓶的底泥 程定条 孛下会释救出氨磷，藏为水体豹内滚性污染源，巯浚碱淀可鞋削减内 污染源而作为治理富营养化湖泊的一种煎要措施。然而底泥挖掘工程巨太，底 泥的列收及施1 二赞用较大，挖出的底泥的处置场地难以进一步处理，从经济卜 来说，这可能跫最昂贵豹接施。底泥是添还是汇，簌滋营莽盐的释救活动，以 及疏浚的深度和方法都是疏浚能否其有环境效栗的熏要酬素”。而且大规模疏 没底泥使湖泊原有的沉水播物和底栖动物大量毁灭，生态系统遭到破坏，水体 自挣能力降低。同时水深增大，还将增加湖水滞留时间，水体循环变慢，铃浮 游羧锈生酶繁臻带来有利条件，导致一些生态系统的受蘧影响。 3 、 直接净化 主要有过滤、接触滤庶法等，目前已应用的有砂过滤，长毛型过滤机等， 能够在去险藻娄选匏嗣对去除箭分l ：每8 s 避有机锈，其局限往在丁滤料、滤泡 难消珲。即导水稀释、人工循环等物理辅助措施，垒层曝气人工循环，能破坏 水体成层，在有光层浅的湖泊，溶解氧增加后，铁、锰、氢氧化物能吸刚磷而 飘酶。美国v e s u v i u s 湖利用该方法，每天循环水量5 2 0 0 0 m 3 8 d 内成层消失。 美毽w o h l f b r d 潮，在距潞痰15 m 处用噩综橇戳6 。0 m3 m in 既速率逢天空气， 6 d 后湖油的全体成层破坏，溶解氧增加。但a j 列也使得底层水温上升、营养弈! = ： 溶出速度的加快，促使藻类生长n “。 4 、泵藻 第一章绪论 如投加杀藻剂，生物膜法等。浙江桥墩水库曾利用改性明矾殿急杀藻，能 起到短期非常好的除藻效果1 ，优势除藻黼如( e m ) 并h 光合细菌，镣菌群的实验 室研究能对藻类商一定豹去豫效巢，但效浆不曼著，曼时闼维持簸，一些化学 杀藻裁翔絮凝裁，预氯和遭氯佬裁氧纯酴藻在给隶中长应雳，毽稻子叁然承铬 成本_ f | 违高，且有削代谢产物，有的甚至具“三致”作用，造成二次污染。 巍接采用物域、化学的方法除藻。物理的方法是机械除藻，懿有快速地去 蒎藻类葶彗瘩孥熬蛰患，整是= l = 馋塞太。露麓佬学除藻雾l 有凌氯酸镶、渡氯、漂 白粉、臭氧、异嚷唑啉酮1 、硫酸铜、炱辅等。化学药品可快速杀死藻类，并 进一步氧化藻细胞损伤释放的代谢物质和有毒有害物质，效果显藩。但是这熬 药荆价格较贵，嚣盥死亡藻类灏产生的二次污染及纯学药晶豹生物謇集终塌对 整个生态系统酶熊西影响较大，长期使用低浓度静纯学药物会使藻类产生撬药 性。 1 ，2 。2 生物调控 寓营养化防治走过了从控制营养盐、粪接除藻，剿生物调控、生态工程及 生态恢复等艰难历程，富营养化依然是垒球性重大水环境问题】。 生穆调控( m a n i p u l a t i o n ) 是鞋翦磅究的热点，怒种最具静途的防治塞 营养纯肖害汞华纳途径m ，。捕食毪鱼类避入东生生态系统，在食物链发挥下行 的调控作用，浮游生物食性馥类减少，进而促进大型浮游动物发臌，浮游动物 是生物操纵的关键因子之一，黼大型浮游动物则是最壤要豹、最可能压低浮游 接魏数鼙熬毽素( p a c e ，1 9 9 4 ) 瓣其氆浮游动戆数簿潮藻类瓣发生，楚经典豹叟 物操纵途径，。 鱼类的调节作用 1 、圆猿鱼类 淘食健凶猛垒类的谲节枫铺因潮漓的生态系类黧的不同露不同，有颤下 几个作用途径：通过捕食浮游生物食性鱼，使浮游动物向大型化演替。而大型 浮游动物对藻类村较高的滤食效率和较宽的摄食范围，进而压制藻类数量； 在诲多溪溺中占谯势戆食浮澎臻妨鱼粪燕疯辐动耪蠢鬻鬻导致滤泼在惫浮，遴 而增加浊度、减少到达底部的光照，能增加水生高等植物从而间接地降低浮游 植物的丰度，并可能触发湖泊生态系统从浑浊的浮游植物占优势的状态转变为 清承的大型檀物占线势的状态。凶猛鱼类降低了食浮游动物鱼类摄食底栖动 耱掰引超的营养盐服底泥至i 承柱的输送，这其中的能黧可占到5 0 9 0 。 尉前，主要研究的捕食性魉类有河鲈( p e r c a ，7 u v i a t i l i s ) 、北方狗鱼( e s o x l u c i u s ) 、虹鹏( s a l m o g a i r d n e r i ) 和大嘴黑鲈( s a l m o i d e s ) 等，b e n n d o r f f l 9 8 4 ) 在承壤中放养浮擎、蛭鳟，发溪轮虫衣小餐浮游动耪象癸蚤减少，透鞫蚤鞠镶 华南理j 二人学硕士学位论文 帽蚤等大型水蚤增加，水质变清【26 1 。c a r p e n t e r 在t u e s d a y 湖引入凶猛鱼( 河 鲈) 使浮游动物生物量由1 4 5 9 m 2 增至2 4 8 9 m 2 ，并由桡足类和轮虫为主转化 为k 肢秀体蚤和蚤状蚤，同时初级生产力由1 4 6 m g ( m 3 d ) 降至2 9 m g ( m 3 d ) ， 其中大型藻类明显减少c 27 3 。 2 、滤食性性鱼类 浮游生物食性鱼