中国富营养化控制进行及战略

1、表水层温和好氧混合好变温层下水层冷厌氧混合差l秋天温度降低， 表水层开始冷却，当它的密度比下水层大时，表水开始下沉，造成表水与下水层的混合，于是发生翻腾作用。下水层的水因升至表面，被冷却后下沉，此时湖泊中发生完全混合作用，当温度达到4C时翻腾现象即停止，因为此时水的密度最大。表水进一步被冷冻而产生冬天的分层现象。l富营养化是一个自然过程。由于营养物质的引入与循环，湖泊逐渐变浅且生产力提高。因此贫营养湖逐渐经过中营养、富营养及老化阶段而最终被完全填平。l当人类活动使沉积物和营养物质进入湖泊的速率增加时，天然富营养化过程会加速而形成人为富营养化过程。因此湖泊污染是一种天然过程被加速的作用。l对湖泊

2、进行水质管理就是要将富营养化速率至少减缓到天然过程的速率。首先了解影响藻类生长的因素。l藻类的碳源是溶于水中的CO2。由于CO2处于碳酸盐平衡缓冲体系中，可获得碳的量由水中碱度来确定。l当水中二氧化碳被消耗时，空气中二氧化碳随即补充进来。当藻类被较高等生物耗用或死亡后分解时，有机碳被氧化为二氧化碳，重新回到水或大气中而完成循环。l湖泊中的氮通常以硝酸盐形式存在，多来源于河流或地下水。在藻类摄取后氮被还原为氨基氮（NH2-）并转变成有机氮。当藻类死亡分解时，有机氮在水中释放出氨氮，再经硝化过程被氧化为硝酸盐(氮越多氮越多,硝酸盐越多硝酸盐越多,形成的藻类就越多形成的藻类就越多,造成富集造成富集)

3、。 。l只要水中维持好氧，就会形成由硝酸盐有机氮氨氮再回到硝酸盐的循环过程。在厌氧沉积物中和富营养湖的下水层，反硝化降低了氮在湖泊系统的停留时间。反硝化反应如下： 2NO3-+有机碳N2+CO2+H2O（3 3）磷）磷l湖泊的磷来自外部，经藻类以无机形式（湖泊的磷来自外部，经藻类以无机形式（POPO4 43-3-）摄取后）摄取后转变为有机化合物。藻类分解时，磷又转化成为无机形转变为有机化合物。藻类分解时，磷又转化成为无机形式。磷以未分解有机物的形式与铁、铝、钙等形成沉淀，式。磷以未分解有机物的形式与铁、铝、钙等形成沉淀，或与粘土颗粒结合进入沉积物中。或与粘土颗粒结合进入沉积物中。 ( ( 藻类

4、的死亡速度藻类的死亡速度大于分解速度大于分解速度, ,就造成湖中藻类的聚集就造成湖中藻类的聚集, ,富集富集) )。（4 4）微量元素）微量元素l藻类生长所需要的微量元素的量非常少。一般清水中已藻类生长所需要的微量元素的量非常少。一般清水中已经含有藻类生长所需的足够的微量元素。经含有藻类生长所需的足够的微量元素。5 5 限制性营养元素限制性营养元素l植物的生长依赖于存在量最少的营养物质植物的生长依赖于存在量最少的营养物质liebigliebig最最小定律。即藻类的生长受限于最不容易获得的营养物质。小定律。即藻类的生长受限于最不容易获得的营养物质。磷的含量控制着藻类生长和湖泊的生产能力。据估计，

5、磷的含量控制着藻类生长和湖泊的生产能力。据估计，磷的含量小于磷的含量小于0.0100.015mg/L0.0100.015mg/L时可限制藻类过量繁殖。时可限制藻类过量繁殖。l磷为限制性营养物质。控制人为富营养化需要降低排入湖泊中的磷量。其它策略：加铝盐将磷沉淀，或挖出。但是如果排入量不减少，富营养化过程仍会继续下去。因此化学沉淀法或挖出淤泥仅能改善水质。l为减少磷的排入必须了解磷的来源和减少排入的各种可能方法。磷的天然来源是岩石的风化。就大部分湖泊而言，磷主要来自人类的活动：城市与工业废水；化粪池渗出以及农业径流是主要的磷源。70年代：年代：全国重点调查的全国重点调查的34个湖泊中，富营养化的

6、占调个湖泊中，富营养化的占调 查面积查面积5；80年代年代1984年：年：全国重点调查的全国重点调查的34个湖泊中，富营养化的占调个湖泊中，富营养化的占调 查面积查面积26.5；1988年：年：全国重点调查的全国重点调查的34个湖泊中，富营养化的占调个湖泊中，富营养化的占调 查面积查面积61.5；90年代年代1996年：年：全国全国26个国控湖泊水库中，总体富营养化的高个国控湖泊水库中，总体富营养化的高 达达 85 。 我国东部的湖泊几乎全部处于富营养化状态，成为我国东部的湖泊几乎全部处于富营养化状态，成为世界上湖泊富营养化最严重的国家之一。世界上湖泊富营养化最严重的国家之一。根据国外的湖泊富

7、营养化防治经验，类似于我根据国外的湖泊富营养化防治经验，类似于我国的太湖、巢湖、滇池等的大型湖泊的日本霞国的太湖、巢湖、滇池等的大型湖泊的日本霞浦湖浦湖(220(220kmkm2 2) )、琵琶湖琵琶湖(2000(2000kmkm2 2) )，从从19721972年开年开始，经过十多年的努力，分别投入始，经过十多年的努力，分别投入13001300亿元和亿元和15001500亿元治理资金。亿元治理资金。 湖周城市污水处理率达到湖周城市污水处理率达到90以上，流域污水以上，流域污水处理率达到处理率达到70以上的情况下，现在未达到甚至不以上的情况下，现在未达到甚至不能确定十年后能否达到日本的环境标准

8、。能确定十年后能否达到日本的环境标准。 而我国的上述严重富营养化的三湖尚处在急剧而我国的上述严重富营养化的三湖尚处在急剧恶化的状态中，其治理工作不可能恶化的状态中，其治理工作不可能“急功近取急功近取”，势必是数十年为单位的长期的，投入数亿为单位治势必是数十年为单位的长期的，投入数亿为单位治理资金的工作。另一方面，治理工作又是控源（点理资金的工作。另一方面，治理工作又是控源（点源、面源、内源），生态恢复工程建设和流域产业源、面源、内源），生态恢复工程建设和流域产业结构调整的缺一不可的综合配套措施。结构调整的缺一不可的综合配套措施。l在在“十五十五”期间，于桥、淀山湖、大伙房水库、深圳东升期间，于

9、桥、淀山湖、大伙房水库、深圳东升水库、武汉东湖等水库、武汉东湖等5个城市水源地湖泊（水库）地治理有所突破，个城市水源地湖泊（水库）地治理有所突破，10年内达到饮用水源地水质标准。年内达到饮用水源地水质标准。l经过经过30年的努力，太湖、巢湖、滇池、南四湖、梁子湖、年的努力，太湖、巢湖、滇池、南四湖、梁子湖、武昌湖、南湖、洱海等武昌湖、南湖、洱海等8个严重富营养化湖泊的水质恢复到三类个严重富营养化湖泊的水质恢复到三类水体。水体。l经过经过50年的努力，我国所有大于年的努力，我国所有大于50平方公里的近平方公里的近100个湖泊个湖泊（水库）基本达到二三类水体。（水库）基本达到二三类水体。 遵循可持

10、续发展湖泊的基本原则，正确调整人类经济活动遵循可持续发展湖泊的基本原则，正确调整人类经济活动与湖泊环境的协调发展的相互关系，克服与湖泊环境的协调发展的相互关系，克服“急功近取急功近取” 情绪清情绪清醒认识湖泊富营养化防治工作的长期性、艰巨性、复杂性。在醒认识湖泊富营养化防治工作的长期性、艰巨性、复杂性。在充分肯定前期的成绩和工作的基础上，统筹规划制定国家湖泊充分肯定前期的成绩和工作的基础上，统筹规划制定国家湖泊富营养化防治方案，改善政出多头，相互牵制的管理体制，强富营养化防治方案，改善政出多头，相互牵制的管理体制，强化湖泊管理和法规建设，按照提出重点，分步骤治理方案的原化湖泊管理和法规建设，按

11、照提出重点，分步骤治理方案的原则和标本兼治，综合治理的方法，制定近期、中远期富营养化则和标本兼治，综合治理的方法，制定近期、中远期富营养化治理计划。认真按治理计划要求投入资金、人员，坚持不懈，治理计划。认真按治理计划要求投入资金、人员，坚持不懈，50年内实现全国湖泊进入生态环境良性循环，可持续发展的总年内实现全国湖泊进入生态环境良性循环，可持续发展的总体目标。体目标。一、天津于桥水库等一、天津于桥水库等5个城市水源地湖泊（水库）项目个城市水源地湖泊（水库）项目 水域总面积约为水域总面积约为310km2，按照按照0.5亿元亿元/km2估算，投资为估算，投资为157亿元左右，其中亿元左右，其中20

12、012005年计划年计划94亿元（约占亿元（约占60%)；20062010年计划年计划63亿元（约占亿元（约占40）。）。二、江苏太湖等二、江苏太湖等8个严重富营养化湖泊（水库）项目个严重富营养化湖泊（水库）项目 水域总面积为水域总面积为5462km2，按照按照0.5亿元亿元/km2估算，投资为估算，投资为2731亿元左右，其中亿元左右，其中20012010年计划年计划1092亿元（约占亿元（约占40%)；20112020年计划年计划820亿元（约占亿元（约占30）；）； 20212030年计划年计划819亿元（约占亿元（约占30）。）。三、大于三、大于50km2的近的近100个富营养化湖泊（

13、水库）项目个富营养化湖泊（水库）项目 水域总面积约为水域总面积约为16309km2，按照按照0.1亿元亿元/km2估算，投资为估算，投资为1631亿元左右，其中亿元左右，其中20012010年计划年计划408亿元（约占亿元（约占25%)；20112030年计划年计划408亿元（约占亿元（约占25） ；20312050年计划年计划816亿元（约占亿元（约占50） 。按年度的投资估算按年度的投资估算20012005年年 约约844亿元；亿元；20062010年年 约约813亿元亿元20112020年年 约约1024亿元；亿元；20212030年年 约约1023亿元亿元20312050年年 约约81

14、6亿元；亿元；50年总投资为年总投资为4520亿元亿元l第一阶段：第一阶段：20012005年年 （1）5个城市水源地湖泊（水库）富营养化防治项目个城市水源地湖泊（水库）富营养化防治项目点、面、内源污染同时综合治理点、面、内源污染同时综合治理 管理体制和管理政策示范管理体制和管理政策示范 生态工程建设与生态保护示范生态工程建设与生态保护示范（2）8个严重污染湖泊（水库）富营养化防治项目个严重污染湖泊（水库）富营养化防治项目湖泊流域工业污染源全部达标湖泊流域工业污染源全部达标湖周城市污水处理率达到湖周城市污水处理率达到50湖泊的湖滨带生态建设示范研究湖泊的湖滨带生态建设示范研究湖泊流域管理政策法

15、规与管理体制研究湖泊流域管理政策法规与管理体制研究建立我国湖泊（水库）富营养化监测及预警系统建立我国湖泊（水库）富营养化监测及预警系统l第二阶段：第二阶段：20052010年年 （1）5个城市水源地湖泊（水库）富营养化防治项目个城市水源地湖泊（水库）富营养化防治项目湖泊流域实施产业结构调整湖泊流域实施产业结构调整 推广生态工程建设及保护推广生态工程建设及保护（2）全国湖泊环境质量标准的研究及实施）全国湖泊环境质量标准的研究及实施（3）8个严重污染湖泊富营养化防治项目个严重污染湖泊富营养化防治项目推广湖泊湖滨带生态工程建设和保护推广湖泊湖滨带生态工程建设和保护湖区产业结构调整湖区产业结构调整（4

16、）100个个50km2以上湖泊富营养化防治项目以上湖泊富营养化防治项目湖周城市污水处理率达到湖周城市污水处理率达到50湖周工业污染源全部达标湖周工业污染源全部达标流域面源污染控制取得初步成效流域面源污染控制取得初步成效预期目标：预期目标：在富营养化频发期内，对数个重点湖泊进行实验在富营养化频发期内，对数个重点湖泊进行实验室或现场试验模拟，提前室或现场试验模拟，提前35日发出预警，为环境管理，饮日发出预警，为环境管理，饮用水，渔业部门防灾、减灾服务。用水，渔业部门防灾、减灾服务。项目内容及概算项目内容及概算 湖泊模拟装置湖泊模拟装置 100万元万元 蓝藻分类计数装置蓝藻分类计数装置 约约50万元

17、万元 藻毒素测试装置藻毒素测试装置 约约40万元万元 湖水运送灌车湖水运送灌车 约约10万元万元 运转费运转费20万万/年年5年年100万元万元 合计：合计： 600万元万元实施期间实施期间 20012002年年 建立建立 20022005年年 试运行试运行 预期目标：预期目标：建立全国主要湖泊的富营养化及蓝藻灾害发生过建立全国主要湖泊的富营养化及蓝藻灾害发生过程及实况的卫星照片监视解读系统，及时为各级环境管理部程及实况的卫星照片监视解读系统，及时为各级环境管理部门提供有关信息。门提供有关信息。项目内容及概算项目内容及概算 遥感卫星照片读解计算机遥感卫星照片读解计算机 约约200万元万元 读解

18、软件开发费用读解软件开发费用 约约100万元万元 湖泊现场实测点建设费用湖泊现场实测点建设费用 10万万/点点3点点 60万元万元 运转费运转费 30万万/年年5年年150万元万元 合计：合计： 410万元万元实施期间实施期间 20012002年年 建立建立 20022005年年 试运行试运行 预期目标：预期目标：建立全国富营养化湖泊（水库）流域自然、地质、建立全国富营养化湖泊（水库）流域自然、地质、气象、环境、生态、人口、经济等有关信息的数据库，并建气象、环境、生态、人口、经济等有关信息的数据库，并建立为国家对湖泊管理决策提供解析支持系统，为环境管理部立为国家对湖泊管理决策提供解析支持系统，

19、为环境管理部门服务。门服务。项目内容及概算项目内容及概算 数据库及决策支持系统数据库及决策支持系统 约约400万元万元 软件开发费用软件开发费用 约约200万元万元 运转费运转费 50万万/年年5年年250万元万元 合计：合计： 850万元万元实施期间实施期间 20012002年年 建立建立 20022005年年 试运行试运行 1、湖泊环境质量标准制定、湖泊环境质量标准制定 中国湖泊水质、底质及湖泊生物标准制定中国湖泊水质、底质及湖泊生物标准制定2、湖泊富营养化防治重大政策研究、湖泊富营养化防治重大政策研究 城市水源地湖泊城市水源地湖泊(水库水库)保护政策、湖泊流域保护上保护政策、湖泊流域保护

20、上 下游补偿机制政策、湖滨带保护政策、退田还湖政下游补偿机制政策、湖滨带保护政策、退田还湖政策、含磷洗涤用品取代政策等研究策、含磷洗涤用品取代政策等研究3、湖泊流域综合管理体制研究湖泊流域综合管理体制研究 现行流域管理体制和运动机制国内外调查研究、跨现行流域管理体制和运动机制国内外调查研究、跨省市湖泊流域管理体系研究、湖泊流域管理研究、省市湖泊流域管理体系研究、湖泊流域管理研究、流域管理的执法监督机制等研究流域管理的执法监督机制等研究 l污水脱氮除磷深度处理技术研究和工程设备开发污水脱氮除磷深度处理技术研究和工程设备开发l入湖河流氮磷去除技术及湖内微生物降解技术入湖河流氮磷去除技术及湖内微生物

21、降解技术l种植业和养殖业污染控制转化技术研究及湖周生种植业和养殖业污染控制转化技术研究及湖周生 l 态农业建设示范态农业建设示范l底泥固化和减量技术底泥固化和减量技术l流域农田营养盐的输送过程及其控制过程流域农田营养盐的输送过程及其控制过程l湖泊流域侵蚀面源污染物防治技术湖泊流域侵蚀面源污染物防治技术l湖泊湖泊(水库水库)生态系统综合评价指标体系与方法生态系统综合评价指标体系与方法l富营养化湖泊植被优化恢复技术富营养化湖泊植被优化恢复技术l湖泊生态系统由藻型向草型转化的优化调控技湖泊生态系统由藻型向草型转化的优化调控技术术l湖滨带保护区的确定和营养阻断系统工程技术湖滨带保护区的确定和营养阻断系

22、统工程技术研究研究l湖泊面源污染控制的植被类型及其恢复技术与湖泊面源污染控制的植被类型及其恢复技术与示范工程示范工程饮用含藻毒素的水死亡的牛饮用含藻毒素的水死亡的牛藻毒素结构藻毒素结构l我国湖泊中水华藻类组成与时空分布的我国湖泊中水华藻类组成与时空分布的调查研究调查研究l富营养化湖泊蓝藻灾害突发性诱因研究富营养化湖泊蓝藻灾害突发性诱因研究l产毒藻类及其毒性研究、饮用水源脱毒产毒藻类及其毒性研究、饮用水源脱毒技术与工程设备开发技术与工程设备开发l各类湖泊富营养化限制因素与蓝藻灾害各类湖泊富营养化限制因素与蓝藻灾害发生研究发生研究l抑藻、除藻的物理化学和生物学技术研抑藻、除藻的物理化学和生物学技术研究和工程设备开发究和工程设备开发l高效、安全、经济除藻剂研制和市场化高效、安全、经济除藻剂研制和市场