環(huán)境監(jiān)測畢業(yè)設(shè)計

1、學(xué)號：200926010109#畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：生活污水中磷與水體富營養(yǎng)化的關(guān)系探討 學(xué)生姓名#指導(dǎo)教師#班 級#專 業(yè)環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)學(xué) 院化工食品學(xué)院二 一 二 年 五 月畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書化工食品學(xué)院 2009環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù) 專業(yè) 1 班 # 同學(xué)現(xiàn)下達(dá)給你畢業(yè)論文任務(wù)如下，要求你在預(yù)定時間內(nèi)，完成此項任務(wù)。題目生活污水中磷與水體富營養(yǎng)化關(guān)系探討研究內(nèi)容1. 水體富營養(yǎng)化的機理2. 水體富營養(yǎng)化的危害3. 對生活污水中磷的防治工作進(jìn)程第 1 周確定題目第 2-3 周資料查詢及大綱確定第 4-8 周論文初稿完成，上交審核第 9-10周返回修改第11-12周論文終稿上交，畢業(yè)

2、答辯目標(biāo)要求1. 按學(xué)校畢業(yè)論文格式提交畢業(yè)論文（自動生成目錄、中英文摘要、正文、參考文獻(xiàn)、致謝）；2. 要求設(shè)計有計算過程，達(dá)到預(yù)期設(shè)計目標(biāo)；3. 答辯前提交一份打印版畢業(yè)論文；4. 論文不少于6000字。 環(huán)境與生化 教研室 指導(dǎo)教師 # 教研室主任 # 院長 # 2012年 3 月 26 日目錄摘 要3緒論51、水體富營養(yǎng)化的機理52、水體富營養(yǎng)化的危害53營養(yǎng)物質(zhì)的控制63、1洗滌劑禁磷63、2城市污水除氮除磷63、3分污引水63、4底泥挖掘735混凝除磷74、抑藻殺藻74、1藥物除藻74.2生物控制74、3機械捕集84、4超聲波除藻85、生物性措施86、展望8致謝9參考文獻(xiàn)9摘 要水

3、資源是人類賴以生存的基本物質(zhì)，隨著人口增長和飛速，水的需要量急劇增加，而水資源污染也日益嚴(yán)重。我國自20世紀(jì)80年代以來，由于經(jīng)濟的急速發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的相對滯后，許多湖泊、水庫已進(jìn)入富營養(yǎng)化，甚至嚴(yán)重富營養(yǎng)化狀態(tài)，如滇池、太湖、西湖、東湖、南湖、玄武湖、渤海灣、萊州灣、九龍江、黃浦江等。2000年對我國18個主要湖泊的調(diào)查表明，其中14個已進(jìn)入富營養(yǎng)化狀態(tài)。而生活污水的排放是造成水體富營養(yǎng)化的主要因素之一。關(guān)鍵詞：生活污水；富營養(yǎng)化；防治4緒論生活污水（domestic sewage,domestic wtewater）生活污水是指城市機關(guān)、學(xué)校和居民在日常生活中產(chǎn)生的廢水，包括廁所糞尿、洗衣

4、洗澡水、廚房等家庭排水以及商業(yè)、醫(yī)院和游樂場所的排水等。而水體富營養(yǎng)化(eutrophication)是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象1。在自然條件下，湖泊也會從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài)，不過這種自然過程非常緩慢。而人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的生活污水所引起的水體富營養(yǎng)化則可以在短時間內(nèi)出現(xiàn)。水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象時，浮游藻類大量繁殖，形成水華。因占優(yōu)勢的浮游藻類的顏色不同，水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等。這種現(xiàn)象在海洋中則叫做赤潮或紅潮。1、水體富營養(yǎng)

5、化的機理在地表淡水系統(tǒng)中，磷酸鹽通常是植物生長的限制因素，而在海水系統(tǒng)中往往是氨氮和硝酸鹽限制植物的生長以及總的生產(chǎn)量。導(dǎo)致富營養(yǎng)化的物質(zhì)，往往是這些水系統(tǒng)中含量有限的營養(yǎng)物質(zhì)，例如，在正常的淡水系統(tǒng)中磷含量通常是有限的，因此增加磷酸鹽會導(dǎo)致植物的過度生長，而在海水系統(tǒng)中磷是不缺的，而氮含量卻是有限的，因而含氮污染物加入就會消除這一限制因素2，從而出現(xiàn)植物的過度生長。生活污水和化肥、食品等工業(yè)的廢水以及農(nóng)田排水都含有大量的氮、磷及其他無機鹽類。天然水體接納這些廢水后，水中營養(yǎng)物質(zhì)增多，促使自養(yǎng)型生物旺盛生長，特別是藍(lán)藻和紅藻的個體數(shù)量迅速增加，而其他藻類的種類則逐漸減少。水體中的藻類本來以硅藻

6、和綠藻為主，藍(lán)藻的大量出現(xiàn)是富營養(yǎng)化的征兆，隨著富營養(yǎng)化的發(fā)展，最后變?yōu)橐运{(lán)藻為主。藻類繁殖迅速，生長周期短。藻類及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不斷消耗水中的溶解氧，或被厭氧微生物分解，不斷產(chǎn)生硫化氫等氣體，從兩個方面使水質(zhì)惡化，造成魚類和其他水生生物大量死亡。藻類及其他浮游生物殘體在腐爛過程中，又把大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)釋放入水中，供新的一代藻類等生物利用。因此，富營養(yǎng)化了的水體，即使切斷外界營養(yǎng)物質(zhì)的來源，水體也很難自凈和恢復(fù)到正常狀態(tài)3。2、水體富營養(yǎng)化的危害水華的出現(xiàn)使水味變得腥臭難聞，降低水體的透明度，增加濁度。水面被藻類遮蓋，陽光難以進(jìn)入，嚴(yán)重抑制了深層水體的光合作用，降低

7、溶解氧。死亡藻類不斷沉到底部，加快了底部氧的消耗，使表面以下的水體處于厭氧狀態(tài)，造成好氧生物死亡。除散發(fā)臭味、破壞景觀、破壞水生生態(tài)環(huán)境外，部分藻類還能分泌藻毒素，引起鳥類、牛、羊等動物中毒，可能有致突變作用，對人類也有很大的潛在危險。富營養(yǎng)化對水體生態(tài)和人們生活造成很大，對于那些依靠富營養(yǎng)化水體為飲用水源的城市來說，情況尤為嚴(yán)重。水中的藻類會大大提高化學(xué)需氧量(cod)、生物需氧量(bod)、懸浮固體(ss)等的濃度，增加水處理負(fù)擔(dān)。藻類在過濾時會堵塞濾料，在氯化消毒時產(chǎn)生三鹵甲烷(thms)等有毒副產(chǎn)物。藻類代謝物如糖酸等在混凝過程中與混凝劑反應(yīng)，降低處理效果，增加混凝劑用量，而生成的絡(luò)合

8、物又會導(dǎo)致管網(wǎng)腐蝕。藻毒素不能以常規(guī)去除。因此，富營養(yǎng)化水體作飲用水源會嚴(yán)重影響水廠的工藝運行、腐蝕管網(wǎng)、惡化出水水質(zhì)。3營養(yǎng)物質(zhì)的控制 3、1洗滌劑禁磷 生活污水中的磷25%來自含磷洗滌劑，許多國家均有禁止或限制使用含磷洗滌劑的政策，我國深圳市、太湖與滇池流域也采取了類似措施。然而，日本在禁磷前后對琵琶湖的監(jiān)測表明，由于洗滌劑中的磷酸鹽占水體總磷污染的比例較低，該政策并不能明顯改變水中磷的含量。同時，洗滌劑中磷酸鹽的替代品沸石會較大程度地增加污水處理廠污泥的體積，給污泥處理帶來困難。因此，人們對洗滌劑禁磷的環(huán)境效應(yīng)有著很大的爭論4。 3、2城市污水除氮除磷 在城市污水處理中除氮除磷又稱三級處

9、理，在歐美等發(fā)達(dá)國家運用較多。三級處理有化學(xué)法和生物法2種，化學(xué)法以絮凝劑沉淀溶解性磷，再通過硝化和反硝化工藝處理5；生物法利用微生物除氮脫磷，常用的有ao、aao(a2o)、oao(ao2)等工藝。為促進(jìn)除磷，也有工藝投加揮發(fā)性有機酸或糖類物質(zhì)。三級處理主要是除氮，除磷效果不明顯，而且某些工藝會造成二次污染。此外，三級處理工藝復(fù)雜，費用較高，我國城市污水集中處理量還很低，難以大規(guī)模地在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上再增加三級處理。因此，生活污水中氮磷的控制在我國大部分地區(qū)尚難實行6。隨著城市化的進(jìn)程和居民生活水平的提高，生活污水中氮磷會有進(jìn)一步的上升。 3、3分污引水 污水分流、部分排出污染水體中水量、引

10、入清水沖污等措施雖然可以部分減輕污染水體的壓力，但是工程巨大，而且將污染轉(zhuǎn)移到分流區(qū)域，可能造成新的污染區(qū)。玄武湖和西湖的經(jīng)驗表明，污水分流和引水沖污難以取得預(yù)期效果，藻類繁殖在短暫受抑制(3個月)后又恢復(fù)原狀7。 3、4底泥挖掘 富含營養(yǎng)物質(zhì)的底泥在一定條件下會釋放出氮磷，成為水體的內(nèi)源性污染源，因而底泥挖掘一度成為富營養(yǎng)化水體治理的重要措施。然而底泥挖掘工程巨大，挖出的底泥難以進(jìn)一步處理，從上來說，這可能是最昂貴的措施。由于底泥中氮磷的吸收和釋放過程復(fù)雜，尚無明確認(rèn)識，底泥挖掘常常收不到預(yù)期效果。甚至因為破壞了水體底部生物和水生植物環(huán)境，將深層底泥暴露，使其中所含的氮磷溶解到水體中，而在一

11、段時期內(nèi)加深水華8。玄武湖和西湖的經(jīng)驗證明了該法弊病很多，必須慎重考慮。 35混凝除磷 投加混凝劑沉淀溶解性磷，使其不能被藻類利用，在美國和澳大利亞運用較多，常用的混凝劑有鐵、鋁鹽9。該法效果不錯，特別是在較深的湖泊，磷酸鹽絡(luò)合物可沉降到湖底同溫層而不再返回表層。但是，在缺氧或氧化還原電位降低的條件下，這些絡(luò)合物不穩(wěn)定，會釋放出溶解性磷。此外，混凝劑用于大面積水體時用藥量大，可能與水體中其他物質(zhì)發(fā)生不利反應(yīng)，因此具有一定的潛在危險。 4、抑藻殺藻 針對藻類的過度繁殖引起表層以下厭氧狀態(tài)，導(dǎo)致其他生物死亡，人們試圖用機械攪拌或曝氣來提高水中的溶解氧量。然而水體中氧的主要來源是水生植物的光合作用，

12、富營養(yǎng)化水體表面并不缺氧，表面下水體因被藻類遮蓋得不到陽光而缺氧，機械攪拌或曝氣不能改變這一根本原因，收效甚微。 4、1藥物除藻 常用的除藻劑有硫酸銅、氯、二氧化氯等，此外，臭氧和高錳酸鉀作為除藻劑也有。這些氧化劑可以較快地殺藻，并進(jìn)一步氧化藻細(xì)胞損傷釋放的代謝物質(zhì)和有毒有害物質(zhì)，效果顯著10。但是這些藥劑價格較貴，而且對水生生物的以及與河水中溶解性離子的反應(yīng)均未得到排除，可能引起二次污染。 4.2生物控制 利用水生生物對藻類的捕食或競爭作用，投加這些抑制性的生物，再定期捕撈。該法投資省，而且利于建立合理的水生生態(tài)循環(huán)，因此，國內(nèi)外從20世紀(jì)70年代起進(jìn)行了廣泛的研究11。在魚的種群的基礎(chǔ)上，

13、可針對實際情況選擇適當(dāng)?shù)聂~類以濾食藻類及食藻微生物，包括我國常見的梭魚、鰱魚、草魚等?？捎玫慕?jīng)濟類水生植物有鳳眼蓮、蓮子草、慈姑、茭白、水花生、菱角等12。然而，這些生物在減少藻類的同時，本身也會排泄相當(dāng)量的營養(yǎng)物，這意味著同時有較大比例的營養(yǎng)物進(jìn)入礦化循環(huán)而沒有真正被去除。水生生態(tài)十分復(fù)雜，在人為強烈干擾下，將造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，難以控制，不屬于當(dāng)?shù)胤N群的引進(jìn)生物可能留下長期隱患。因此，采用生物控制時必須仔細(xì)考慮帶來的不利生態(tài)后果13。 4、3機械捕集 在水華出現(xiàn)時用船只捕撈藻類，收獲的藻類可以加工成魚食, 在上海等地有使用。該法易于控制，短期效果顯著，但在藻類大量繁殖后再去除，工作量極大，事倍

14、功半。 4、4超聲波除藻 20世紀(jì)90年代日本開始進(jìn)行超聲波抑藻殺藻技術(shù)的研究，目前在千葉湖進(jìn)行較大規(guī)模的試驗。我國清華大學(xué)等單位也進(jìn)行了一定研究。初步結(jié)果表明，適當(dāng)頻率和強度的超聲波處理5min就可以嚴(yán)重抑制藻類生長(減少50%)。高效、迅速、簡單、無二次污染等顯著優(yōu)點使得超聲波抑藻殺藻具有很大的吸引力。 5、生物性措施利用水生生物吸收利用氮、磷元素進(jìn)行代謝活動以去除水體中氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的方法。目前，有些國家開始試驗用大型水生植物污水處理系統(tǒng)凈化富營養(yǎng)化的水體。大型水生植物包括鳳眼蓮、蘆葦、狹葉香蒲、加拿大海羅地、多穗尾藻、麗藻、破銅錢等許多種類，可根據(jù)不同的氣候條件和污染物的性質(zhì)進(jìn)行適宜的

15、選栽。水生植物凈化水體的特點是以大型水生植物為主體，植物和根區(qū)微生物共生，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，凈化污水。經(jīng)過植物直接吸收、微生物轉(zhuǎn)化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和懸浮顆粒，同時對重金屬分子也有降解效果14。水生植物一般生長快，收割后經(jīng)處理可作為燃料、飼料，或經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣。這是目前國內(nèi)外治理湖泊水體富營養(yǎng)化的重要措施。 近年來，有些國家采用生物控制的措施控制水體富營養(yǎng)化，也收到了比較明顯的效果。例如德國近年來采用了生物控制，成功地改善了一個人工湖泊(平均水深7米)的水質(zhì)。其辦法是在湖中每年投放食肉類魚種如狗魚、鱸魚去吞食吃浮游動物的小魚，幾年之后這種小魚顯著減少，而浮游動物(如水蚤類)增加了，從而

16、使作為其食料的浮游植物量減少，整個水體的透明度隨之提高，細(xì)菌減少，氧氣平衡的水深分布狀況改善。但也發(fā)現(xiàn)，浮游植物種群有所改變，藍(lán)綠藻生長量比例增高，因為它們不能被浮游動物捕食，為此可以放鰱魚來控制這種藻類的生長。6、展望國內(nèi)外湖泊富營養(yǎng)化防治研究近年來雖取得一些進(jìn)展,但從國內(nèi)巢湖、滇池和太湖等湖泊富營養(yǎng)化防治實踐來看,盡管先后采取了大量治理措施, 但是效果并不理想, 這與我們?nèi)狈锤粻I養(yǎng)化的發(fā)生機制與控制對策等方面的研究有較大關(guān)系15。因此, 從湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)變化的條件、過程等方面著手, 研究湖泊富營養(yǎng)化的發(fā)生機制與控制對策, 為水體富營養(yǎng)化防治提供理論基礎(chǔ), 應(yīng)成為基礎(chǔ)研究領(lǐng)域亟待解決

17、的重大科學(xué)問題之一, 也是今后一段時間湖泊富營養(yǎng)化防治的主要研究之一。致謝本課題在選題及研究過程中得到岳福興老師的悉心指導(dǎo)。岳福興老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。岳福興老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時三載，卻終生受益。對岳福興老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。感謝#老師、#老師、#老師、#老師等對我的教育培養(yǎng)。他們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。同樣感謝我的同學(xué)、朋友在三年來對我學(xué)習(xí)、生活的關(guān)心和幫助。參考文獻(xiàn)1 金相燦, 劉鴻亮, 等.中國湖泊富營養(yǎng)化m.北京:中國

18、環(huán)境科學(xué)出版社,1992.2 屠清瑛, 顧丁錫, 等.巢湖富營養(yǎng)化研究m.合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,1990.3 nixonsw.coastal eutrophication:adefinition,social causes and future concernsj.ophelia,1995,41:199-220.4 殷福才, 張之源.巢湖富營養(yǎng)化研究進(jìn)展j.湖泊科學(xué),2003,15（4）：377-384.5 秦伯強, 范成新.大型淺水湖泊內(nèi)源營養(yǎng)鹽釋放的概念性模式探討j.中國環(huán)境科學(xué),2002,22（2）：150-153.6 ccanfield de jr;hoyer mv the eutrophication of lake okeechobee 19887 reddy kr;fisher mm;ivanoff d resuspension and diffusive flux of nitrogen and phosphorus in a hypereutrophic lake 外文期刊 1996 8 paerl h w nuisance phytoplankton blooms in coastal,