水体富营养化的防治综述

水体富营养化防治综述水体富营养化的防治综述第1页Starting….水体富营养化的防治综述第2页

1971年某一天早晨，日本濑户内海渔民正要出海打鱼，突然发觉了一个奇妙景象：海水在一夜之间由蔚蓝色变成了赤红色，好像是在海湾上铺了一块硕大无比红地毯，一时间，消息不胫而走，附近人们都来观看这闻所未闻奇景，有人还赞不绝口，为自己大开眼界而高兴。水体富营养化的防治综述第3页殊不知，这并不是什么奇景，而是一场灾难。没过多久，海风带来阵阵难闻恶臭，死鱼大批漂向岸边，这时，渔民们才恍然大悟：啊呀，我们生计完了！

(参考图)凶恶赤潮“劫”走4万鲍鱼水体富营养化的防治综述第4页这就是赤潮──海洋灾难

世界海域富营养化分布图水体富营养化的防治综述第5页而在中国赤潮情况是我国有害赤潮发生频率增加,规模扩大,新赤潮藻种不停出现,有毒赤潮藻种百分比上升,有害赤潮危害程度日益增加。水体富营养化的防治综述第6页OUTLINE预防和控制各种办法各种办法成效分析32水体富营养化危害1水体富营养化的防治综述第7页营养对环境影响破坏水生生态系统富营养化总磷、总氮等营养物质超标迟缓水流状态适宜温度水味腥臭难闻，

透明度下降，溶解度下降水体有毒物积累藻类大量繁殖，产生水华赤潮现象一.水体富营养化危害水体富营养化的防治综述第8页二.预防和控制各种办法水华与赤潮防治是一个系统综合作用，在近几十年来，全球纷纷致力于此。主要过程以下：水质监测与分析详细原因调查与研究综合处理控制办法物理方法工程限制人为营养物质流入水体政策生态学方法︾︾水体富营养化的防治综述第9页水质监测与分析监测水平提升使赤潮水华和毒素产生能够预测:1.遥感原位监测一些主要变量如颜色，温度，盐度、叶绿素、浊度、溶解氧及PH为管理提供实时数据。利用卫星上遥感器对于水色改变监测，来探测水质改变，预防水华，赤潮。2.原位营养传感器对一些无机或是有机形式营养都能监测，使得营养输入波动和因为降雨造成盐度改变之间关系现在有可能建立。3.分子探针分析检测全细胞或细胞匀浆中专一性标识结合物质,将标识转换为光信号,用于目标赤潮生物定性和定量分析。4.建模评定水体富营养化的防治综述第10页①水色遥感监控对比与分析藻类大量繁殖生物色素光吸收和散射水域水色改变本底对比和异常水色区域判别对赤潮，水华发生周期及扩散面积进行预测。1.遥感原位监测卫星图谱水体富营养化的防治综述第11页卫星监测原理水体富营养化的防治综述第12页环境一号卫星(HJ-1)CCD数据

水体富营养化的防治综述第13页②实时水质理化监测水体富营养化的防治综述第14页国家环境保护部在各大湖泊，河流建立了水质自动监测站，监测八项指标（水温、pH、浊度、溶解氧、电导率、高锰酸盐指数、氨氮和总有机碳）

能够经过各种改变来预测和分析评价水体富营养化程度和水华发生情况。水体富营养化的防治综述第15页详细原因调研（以太湖水华为例）太湖暴发水华是蓝藻水华，原因是湖泊中氮磷比都很高，氮供给充分，使得无固氮能力微囊藻成为优势种，形成过程是蓝藻本身特点及温度、光照、营养盐和其它生物等很多原因共同作用结果。简而言之，引发蓝藻水华形成原因有两个：一.内因（湖泊富营养化）1.工业点源、生活污水、农业面源:周围人口密度大，工业和农业污染严重。面源污染面积大，不好控制2.太湖本身内源污染：太湖水深浅，面积大。营养负荷高磷沉淀加紧底泥磷释放加紧。3.大气沉降太湖N，P都很丰富，为双控制型湖泊水体富营养化的防治综述第16页二。外因，即（气象因子）：T：气候亚热带季风气候，夏季气温在24~30°C，且近年来气候变暖，蓝藻暴发频次加密。水流：水流慢，蓝藻暴发时主要吹偏南风，微风条件下，水面没有显著波浪产生，降雨量：降雨量和降雨日数偏少，日照时数偏多时有利于蓝藻生长发育和暴发详细原因调研水体富营养化的防治综述第17页综合防治办法综合防治方法1.源头控制2.控制外来污染物

工程伎俩1.物理除藻2.化学除藻1.re-establishmentofthesubmergedmacrophytecommunities2.Thefishremoval

1控污截源2.局部应急除藻3.生态控制水体富营养化的防治综述第18页综合防治办法1、控污截源（降低外来营养物质）（1）源头控制：Ⅰ加强领导建立目标责任制Ⅱ重点控制农业面源污染改进农业生产耕作布局、合理浇灌、施肥、数字农作技术Ⅲ加强治理工业废水和生活污水生活污水应修建与完善下水道系统，以截流输送到污水处理厂进行集中脱氮除磷；工业推行清洁生产，将污染消除于生产过程中，对需外排废水，采取脱氮除磷处理，达标外排。（2）控制外来污染物工程伎俩①前置库技术②引水冲刷③Sedimentremoval④Hypolimneticoxygenation水体富营养化的防治综述第19页前置库是指利用天然水塘或人工水库蓄水功效将因表层土壤中污染物（营养物质）淋溶而产生径流污水截留在水库（塘）中，不让其直接进入所要保护水体，经沉淀自然净化后用于日常农灌。①前置库技术水体富营养化的防治综述第20页经典前置库由3个部分组成：沉降带、强化净化系统、导流与回用系统。强化净化系统又分为浅水生态净化区、深水强化净化区。水体富营养化的防治综述第21页工程设计图在前置库中营养物质首先经过浮游植物从溶解态转化成颗粒态,接着浮游植物和其它颗粒物质在前置库和与主体湖泊、水库连接处沉降下来水体富营养化的防治综述第22页滇池湖中湖计划水体富营养化的防治综述第23页②引水冲刷：引水冲刷是降低和稀释湖泊水体营养物质有效方法，加紧水换水周期使得蓝藻来不及生长。用含磷和氮浓度低水注入湖泊，起到稀释营养物质浓度作用，这对控制水华现象，提升水体透明度等有一定作用。水体富营养化的防治综述第24页滇中调水工程引金沙江之水解滇中之渴、冲刷滇池污染，以流动贫营养水代替停滞富营养水目标。不足：换水法是对污染转嫁？？营养物绝对量并未降低，污染了下游环境，不能从根本上处理问题水体富营养化的防治综述第25页③Sedimentremoval：该法是降低内源负荷和治理富营养化湖泊一个主要办法。。1.将底泥挖出来2.排泥场处理3.在底泥表明敷设沙石或塑料如:瑞典Trummen湖水体富营养化的防治综述第26页1.

economicbenefits：2.expensive3.newclassofenvironmentalproblems：挖泥虽搬走了湖底中部分污染物,似乎会使底部污染物总量有所降低,但实际上湖水中污染物浓度下降甚微,且湖泊越大,下降越小挖泥会把底栖生物、微生物等一起带走,它会打破长久形成生态平衡,中止生态系统中食物链,这么就会出现新环境问题Sedimentremoval，moreharmthangood？水体富营养化的防治综述第27页④Hypolimneticoxygenation：适合用于湖水较深出现厌氧层水体。磷轻易在厌氧条件下从底泥中释放出来，采取定时或不定时人为湖底深层曝气充氧，使水与底泥面之间不出现厌氧层，有利于抑制底泥磷释放，对改进水质有利。水体富营养化的防治综述第28页2.局部应急除藻（1）物理除藻①人工打捞②超声波法③微滤机除藻水体富营养化的防治综述第29页以宜兴地域太湖一处约4400m2左右水域作为试验区域.采取半封闭拦截方式隔离出面积约为400m2水面作为超声处理组,余下部分4000m2左右作为对照组.水体富营养化的防治综述第30页在400m2试验水域中往返运行1h,确保单位面积上超声处理时间大于15s.分别于超声处理0,1,24h和7,14d后,在处理组和对照组中心水域采样检测水样,观察水样外观改变.水体富营养化的防治综述第31页水体富营养化的防治综述第32页超声除藻机制可能为:藻细胞富含气泡,气泡长300～700nm,宽60～110

nm,数量为几个到几百个不等,具备了产生超声空化效应主要条件——空化核.超声工作频率约20kHz时含气水(即有气泡存在时)产生空化效应所需超声功率(声强)约在10-1W

/cm2数量级上水体富营养化的防治综述第33页但物理法对低密度或底层藻类灭杀效果不好、费用高,而且难于大面积使用.捞藻速度远远比不上藻类生长速度。（2）化学除藻：投放抑藻剂（3）生物除藻技术经过品种改良、搭配和养殖新技术使用，在生态功效区投放滤食性鱼类和贝类能够进行生物控藻。缺点水体富营养化的防治综述第34页3.生态控制1.re-establishmentofthesubmergedmacrophytecommunities用大型水生植物污水处理系统净化富营养化水体。大型水生植物包含凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许各种类，可依据不一样气候条件和污染物性质进行适宜选栽。水体富营养化的防治综述第35页2.Thefishremovalexcessivenitrogenandphosphorusloading——》phytoplanktonproductionwithturbidwater——》Submergedmacrophyteshaveeitherdisappearedorbeenmarkedlyreducedinmostlakes——》fishstockchanged（dominancebyzooplanktivorousandbenthivorousroachandbreampredatoryfishsuchasperch(鲈鱼)hasdeclined。鱼类主要经过摄食活动影响浮游动物丰度和群落结构,并造成浮游动物对浮游植物捕食压力降低,进而使浮游植物大量增加。采取拖网和刺网对鱼类进行捕捞水体富营养化的防治综述第36页LakeArreskovLakeEngelsholmLakeVæng塞克盘深度50%ofzooplanktivorousfishstockwasremovedwithin1–3years水体富营养化的防治综述第37页Forthreeofthebiomanipulatedlakes,wherealargeproportionofthefishstockwasremovedwithinafewyears,yearlydatacovering12yearsormorewereavailable.Generally,markedchangeswereseenshortlyaftertherestorationinturbidity,chla,TNandTP.Themostmarkedchangeswereseenafter5–6years,whenSecchidepthwasmorethandoubledandTP,TNandchlawerereducedto20–50%oftheprerestorationlevels.However,after6–8yearsallthreelakesapproachedtheturbidstateagain.Secchidepthtendedtoremainhighintwoofthelakes.

仅有几个湖泊能描述修复办法长久效益，不过生物调控数据显示，在绝大多少情况下，在10年或低于10年会重新回到一个浑浊状态。有些湖泊甚至短期效果不显著水体富营养化的防治综述第38页三.各种办法成效分析在欧洲修复湖泊各使用方法水体富营养化的防治综述第39页水体富营养化的防治综述第40页