《環(huán)境學(xué)基礎(chǔ)》-從流域視角探討水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化治理策略

1、裝 訂 處-南開大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育學(xué)院考試卷 2019年春季學(xué)期期末(2020.2) 環(huán)境學(xué)基礎(chǔ)主講教師：鞠美庭 楚春禮 邵超峰_一 、請(qǐng)同學(xué)們?cè)谙铝校?5個(gè)）題目中任選一題，寫成期末論文。1.論述第一次人類環(huán)境會(huì)議的背景、內(nèi)容與價(jià)值2.可持續(xù)發(fā)展大會(huì)在環(huán)境科學(xué)發(fā)展中的地位與價(jià)值3.我國(guó)大氣環(huán)境問(wèn)題發(fā)展歷程4.我國(guó)當(dāng)前水環(huán)境問(wèn)題的主要挑戰(zhàn)5.淺析我國(guó)固體廢棄物污染防治法歷次修訂的主要內(nèi)容及原因6.我國(guó)生活垃圾分類策略研究7.水環(huán)境功能區(qū)劃在我國(guó)水環(huán)境保護(hù)中的作用8.我國(guó)PM2.5防治策略研究 9.淺析我國(guó)地表水?dāng)嗝孢_(dá)標(biāo)考核在水環(huán)境保護(hù)中的實(shí)踐應(yīng)用 10.從流域視角探討水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化治理策略 11.

2、生態(tài)承載力及其在水環(huán)境管理中的應(yīng)用12.總量控制策略在我國(guó)大氣環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用13.我國(guó)歷次環(huán)境保護(hù)大會(huì)的內(nèi)容及其對(duì)我國(guó)環(huán)境保護(hù)事業(yè)的作用14.我國(guó)生活垃圾填埋存在的問(wèn)題與對(duì)策15.鄰避效應(yīng)的產(chǎn)生及應(yīng)對(duì)策略16.我國(guó)近三年噪聲環(huán)境變化，及應(yīng)對(duì)方案17試論述國(guó)土空間開發(fā)保護(hù)制度18.生態(tài)城市及其在我國(guó)的實(shí)踐19.請(qǐng)結(jié)合中國(guó)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)關(guān)系論述對(duì)兩山論的認(rèn)識(shí)20. 試論述三線一單制度二、論文寫作要求選題要與本課程內(nèi)容相關(guān)，且有研究和分析價(jià)值，突出獨(dú)立性，切忌抄襲。學(xué)生可以根據(jù)參考選題范圍，自擬具體論文題目進(jìn)行撰寫。論文應(yīng)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，層次清晰，邏輯性強(qiáng)，語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確通順。論文要求觀點(diǎn)鮮明、正確，理論分析

3、透徹，解決問(wèn)題方案恰當(dāng)可行，有較高的學(xué)術(shù)水平或較大的應(yīng)用價(jià)值。鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自身實(shí)際工作開展研究，理論聯(lián)系實(shí)際，論證有理有據(jù)，對(duì)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題具有一定的參考性。三、論文寫作格式要求論文題目要求為宋體三號(hào)字，加粗居中；正文部分要求為宋體小四號(hào)字，標(biāo)題加粗，行間距為1.5倍行距；論文字?jǐn)?shù)要控制在25003000字；論文標(biāo)題書寫順序依次為一、（一） 1. 四、論文提交注意事項(xiàng)1、論文一律以此文件為封面，寫明學(xué)習(xí)中心、專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)等信息。論文保存為word文件，以“課程名+學(xué)號(hào)+姓名”命名。2、論文一律采用線上提交方式，在學(xué)院規(guī)定時(shí)間內(nèi)上傳到教學(xué)教務(wù)平臺(tái)，逾期平臺(tái)關(guān)閉，將不接受補(bǔ)交。3、不接受紙質(zhì)論文

4、。4、如有抄襲雷同現(xiàn)象，將按學(xué)院規(guī)定嚴(yán)肅處理。從流域視角探討水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化治理策略。一、監(jiān)測(cè)概況石棚水庫(kù)共有兩處監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別設(shè)在進(jìn)口處和出口處。在20072011年間，每年分別在枯水期（5月）、豐水期（8月）和平水期（11月）各監(jiān)測(cè)一次。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，測(cè)得影響指標(biāo)有葉綠素a、總磷、總氮、透明度和高錳酸鹽指數(shù)。為了解石棚水庫(kù)近年來(lái)富營(yíng)養(yǎng)化狀況，根據(jù)石棚水庫(kù)2007 - 2011年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用相對(duì)加權(quán)綜合營(yíng)養(yǎng)狀況指數(shù)法對(duì)石棚水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析。在分析中，對(duì)同一季節(jié)、不同年份、不同季節(jié)、相同年份的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類比較，然后結(jié)合原始圖像進(jìn)行分析。得到了各影響因素在五年內(nèi)

5、的變化趨勢(shì)，并得到了一年中不同季節(jié)的主要影響因素。生物治理就是生態(tài)修復(fù)法。經(jīng)過(guò)調(diào)查，石漫灘水庫(kù)中富含總氮、總磷等物質(zhì)，以這些物質(zhì)為基礎(chǔ)，可以大量生成許多種類的浮游植物，其中包括各種藻類，這些浮游植物又是許多浮游動(dòng)物的天然餌料。根據(jù)浮游動(dòng)物的食性，白鰱、花鰱主要濾食水體中的浮游植物（包括藻類）和有機(jī)碎屑，草魚、鯽魚、鯉魚主要濾食水體中層、深層的浮游生物（包括藻類）和有機(jī)碎屑。按科研部門發(fā)布的資料，進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)期的花（白）鰱魚從50克長(zhǎng)到500克可消解藍(lán)藻3550公斤，從500克長(zhǎng)到1500克可消解藍(lán)藻4580公斤。所以在水庫(kù)中適當(dāng)放養(yǎng)花鰱、白鰱魚等魚類，通過(guò)這些魚類的攝食，可以減少水體中浮游生物

6、密度和有機(jī)碎屑濃度，有效地抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)，對(duì)水庫(kù)水質(zhì)具有較好的改善作用。同時(shí)，能夠明顯降低水體中的亞硝酸鹽濃度和五日生化需氧量指數(shù)，在一定程度上提高水體透明度，降低水體中總氮、總磷濃度。針對(duì)石漫灘水庫(kù)中出現(xiàn)的藍(lán)藻，2007年，舞鋼市環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)石漫灘水庫(kù)的藍(lán)藻做了定量分析，一平方米的庫(kù)面面積內(nèi)藍(lán)藻量約為1千克，從而得知石漫灘水庫(kù)的藍(lán)藻量約為9000噸。根據(jù)當(dāng)時(shí)石漫灘水庫(kù)中的藍(lán)藻量，應(yīng)投放魚苗200余萬(wàn)尾。舞鋼市環(huán)保局經(jīng)過(guò)分析、論證，于2007年冬季和2008年春季分批次科學(xué)合理地投放了以浮游生物為主要食物的鰱魚、鳙魚等魚類共200余萬(wàn)尾。這些魚類在生長(zhǎng)過(guò)程中間接地?cái)z取了水中的氮、磷、鉀等物質(zhì)，有

7、效地減少了石漫灘水庫(kù)水體中氮、磷、鉀等含量，抑制了藍(lán)藻的生長(zhǎng)。從而促進(jìn)石漫灘水庫(kù)建立和恢復(fù)了完整的生態(tài)鏈條，起到了凈化水質(zhì)，消除藍(lán)藻的作用，達(dá)到了良好的生態(tài)治理效果。石棚水庫(kù)位于山東省即墨市土橋頭河下游，西北距縣城1km。1959年10月動(dòng)工，1960年8月基本完工。該庫(kù)直接匯水面積為15km2，總庫(kù)容1114萬(wàn)m3，興利庫(kù)容840萬(wàn)m3，水庫(kù)灌區(qū)灌溉面積1.215萬(wàn)畝。石棚水庫(kù)具有農(nóng)灌、防洪、漁業(yè)、旅游等多種功能，同時(shí)又是即墨市的一個(gè)重要飲用水水源地，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活中有著重要的作用。本文根據(jù)石棚水庫(kù)20072011年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行了富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)和分析，這

8、對(duì)研究水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化的變化規(guī)律及如何應(yīng)對(duì)水庫(kù)的生態(tài)環(huán)境有重要意義二、評(píng)價(jià)方法及結(jié)果（一）相關(guān)加權(quán)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)的評(píng)價(jià)方法大致分為以下6種：特征法、參數(shù)法、生物指標(biāo)評(píng)價(jià)法、磷收支模型法、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)法及數(shù)學(xué)狀態(tài)法。我國(guó)的金相燦1，2等人通過(guò)對(duì)我國(guó)湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查分析，提出了相關(guān)加權(quán)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法。由于該方法在具有科學(xué)性和操作性的同時(shí)還能得到更為具體的評(píng)價(jià)結(jié)果，因此，這應(yīng)該是今后湖泊水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)中的主要方法之一。相關(guān)加權(quán)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法的公式為：（二）總磷從圖2可以看出，總磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)在2007年和2008年波動(dòng)較大；在2009年、20102011年相對(duì)穩(wěn)定，并且在

9、該3年的5月和11月的總磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)多次超過(guò)富營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)線。除2008年以外，2007、2009、2010和2011年總磷在8月份的富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)要低于5月和11月。這是因?yàn)?，水?kù)中磷的來(lái)源主要為農(nóng)業(yè)化肥，而即墨市的主要經(jīng)濟(jì)作物的磷肥施肥時(shí)間在春末和秋末，所以導(dǎo)致5月和11月的總磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)較高。水體中磷在超過(guò)一定濃度后會(huì)對(duì)水體中藻類生長(zhǎng)起明顯促進(jìn)作用，因此控制水庫(kù)中磷的含量，對(duì)水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化有重要意義。當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門應(yīng)該禁止在水庫(kù)及水庫(kù)的進(jìn)水河道周圍一定范圍內(nèi)種植經(jīng)濟(jì)作物，間接控制農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源磷污染，從而防止水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化。（三）總氮從圖3可以看出，2007年和2008年的總氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)最高，總氮富營(yíng)養(yǎng)超

10、標(biāo)；其次是2009年和2011年，總氮富營(yíng)養(yǎng)指數(shù)在50上下小范圍波動(dòng)；最低的是2010年，只有在11月份總氮富營(yíng)養(yǎng)超標(biāo)。5月、8月及11月的總氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)整體上成下降趨勢(shì)，8月和11月的富營(yíng)養(yǎng)化情況相較與5月要嚴(yán)重的多。這是因?yàn)?，?kù)中水的主要來(lái)源為墨水河，墨水河水質(zhì)較差，總氮受工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活污水影響較嚴(yán)重，所以水庫(kù)中總氮富營(yíng)養(yǎng)化情況嚴(yán)重。水體中所含氮磷，特別是封閉水體中的氮磷，導(dǎo)致水體中的藻類大量繁殖。藻類的繁殖又會(huì)吸收水體中部分的氮和磷，藻類的死亡和解體又將所吸收的氮和磷釋放到水體中去，造成水體中藻類的惡性繁殖，造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化。因此應(yīng)該采取嚴(yán)格措施控制墨水河中的氮污染。（四）高錳酸鹽指數(shù)

11、從圖4可以看出，除2008年以外，2010年和2011年的COD營(yíng)養(yǎng)指數(shù)整體上高于2007年和2009年，并且瀕臨50。整體上5月和8月的COD營(yíng)養(yǎng)指數(shù)要高于11月份，這是因?yàn)?月份和8月份水溫高，水中溶解氧飽和點(diǎn)降低，過(guò)量的有機(jī)物不能得到分解，所以水質(zhì)COD很容易超標(biāo)。水庫(kù)的高錳酸鹽指數(shù)雖然沒(méi)達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)化的水平，但是如果不加以控制，不久將會(huì)達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)化水平。造成這種現(xiàn)象的主要原因是工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活污水對(duì)水庫(kù)的源水河流污染日益加劇所造成的。相關(guān)部門應(yīng)該嚴(yán)格控制河流水質(zhì)情況，這樣才能從根源上防止由于水庫(kù)的有機(jī)污染而造成水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化。（五）透明度從圖5可以看出，透明度整體營(yíng)養(yǎng)指數(shù)較高，對(duì)水體中的富

12、營(yíng)養(yǎng)化影響較大。2011年的透明度營(yíng)養(yǎng)指普遍偏高，并且有上升的趨勢(shì)。透明度指數(shù)的變化和月份關(guān)系不大，但整體偏高。透明度能直觀反映水體清澈和渾濁程度，是水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要指標(biāo)。因此要采取一定的措施控制水體的理化性質(zhì)、懸浮物等，來(lái)改良水體的透明度。（六）綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)從圖6可以看出，2011年的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)最高，并且從2009年開始有逐年增高的趨勢(shì)。2011年絕大部分時(shí)間的綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)已經(jīng)超過(guò)50，說(shuō)明水庫(kù)已達(dá)到輕度富營(yíng)養(yǎng)的水平。從5個(gè)影響因子來(lái)看，葉綠素a和高錳酸鹽指數(shù)應(yīng)該以預(yù)防為主；總磷應(yīng)該由當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門對(duì)水庫(kù)附近及源水河流采取一些有效的控制措施；總氮和透明度由于是主要影響因子，應(yīng)該

13、由當(dāng)?shù)赜泄獠块T立即采取一定的化學(xué)、物理或者生物措施，使水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化程度得到有效控制及改善。除了在2008年，富營(yíng)養(yǎng)化在其他幾年的5月8月和11月都成上升的趨勢(shì)，這說(shuō)明，富營(yíng)養(yǎng)化形勢(shì)相當(dāng)嚴(yán)峻，當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門必須根據(jù)具體情況采取一定的措施來(lái)避免水體的富營(yíng)養(yǎng)化的加劇。從前面對(duì)不同影響因子的分析來(lái)看，不同月份的主要影響因子不同，因此在不同汛期重點(diǎn)防御的對(duì)象也不同。除了透明度外，其他的像5月份要重點(diǎn)防御葉綠素a、總磷和高錳酸鹽指數(shù)等影響因子，8月份要主要防御總氮和高錳酸鹽指數(shù)等影響因子，11月份要主要防御葉綠素a、總磷和總氮等影響因素。這樣有針對(duì)性的防御并采取措施，會(huì)在富營(yíng)養(yǎng)化治理上取得事半功倍的效果。三、結(jié)語(yǔ)根據(jù)石棚水庫(kù)2007 - 2011年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用相對(duì)加權(quán)綜合營(yíng)養(yǎng)狀況指數(shù)法對(duì)石棚水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，自2009年以來(lái)，水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化程度逐年增加。2011年大部分時(shí)間，水庫(kù)綜合營(yíng)養(yǎng)狀況指數(shù)均超過(guò)50，說(shuō)明水庫(kù)已達(dá)到輕度富營(yíng)養(yǎng)化水平，需采取措施嚴(yán)格控制。此外,根據(jù)比較和分析不同影響因素