水體富營養(yǎng)化的防治綜述

水體富營養(yǎng)化防治綜述水體富營養(yǎng)化的防治綜述第1頁Starting….水體富營養(yǎng)化的防治綜述第2頁

1971年某一天早晨，日本瀨戶內海漁民正要出海打魚，突然發(fā)覺了一個奇妙景象：海水在一夜之間由蔚藍色變成了赤紅色，好像是在海灣上鋪了一塊碩大無比紅地毯，一時間，消息不脛而走，附近人們都來觀看這聞所未聞奇景，有人還贊不絕口，為自己大開眼界而高興。水體富營養(yǎng)化的防治綜述第3頁殊不知，這并不是什么奇景，而是一場災難。沒過多久，海風帶來陣陣難聞惡臭，死魚大批漂向岸邊，這時，漁民們才恍然大悟：啊呀，我們生計完了！

(參考圖)兇惡赤潮“劫”走4萬鮑魚水體富營養(yǎng)化的防治綜述第4頁這就是赤潮──海洋災難

世界海域富營養(yǎng)化分布圖水體富營養(yǎng)化的防治綜述第5頁而在中國赤潮情況是我國有害赤潮發(fā)生頻率增加,規(guī)模擴大,新赤潮藻種不停出現(xiàn),有毒赤潮藻種百分比上升,有害赤潮危害程度日益增加。水體富營養(yǎng)化的防治綜述第6頁OUTLINE預防和控制各種辦法各種辦法成效分析32水體富營養(yǎng)化危害1水體富營養(yǎng)化的防治綜述第7頁營養(yǎng)對環(huán)境影響破壞水生生態(tài)系統(tǒng)富營養(yǎng)化總磷、總氮等營養(yǎng)物質超標遲緩水流狀態(tài)適宜溫度水味腥臭難聞，

透明度下降，溶解度下降水體有毒物積累藻類大量繁殖，產生水華赤潮現(xiàn)象一.水體富營養(yǎng)化危害水體富營養(yǎng)化的防治綜述第8頁二.預防和控制各種辦法水華與赤潮防治是一個系統(tǒng)綜合作用，在近幾十年來，全球紛紛致力于此。主要過程以下：水質監(jiān)測與分析詳細原因調查與研究綜合處理控制辦法物理方法工程限制人為營養(yǎng)物質流入水體政策生態(tài)學方法︾︾水體富營養(yǎng)化的防治綜述第9頁水質監(jiān)測與分析監(jiān)測水平提升使赤潮水華和毒素產生能夠預測:1.遙感原位監(jiān)測一些主要變量如顏色，溫度，鹽度、葉綠素、濁度、溶解氧及PH為管理提供實時數(shù)據(jù)。利用衛(wèi)星上遙感器對于水色改變監(jiān)測，來探測水質改變，預防水華，赤潮。2.原位營養(yǎng)傳感器對一些無機或是有機形式營養(yǎng)都能監(jiān)測，使得營養(yǎng)輸入波動和因為降雨造成鹽度改變之間關系現(xiàn)在有可能建立。3.分子探針分析檢測全細胞或細胞勻漿中專一性標識結合物質,將標識轉換為光信號,用于目標赤潮生物定性和定量分析。4.建模評定水體富營養(yǎng)化的防治綜述第10頁①水色遙感監(jiān)控對比與分析藻類大量繁殖生物色素光吸收和散射水域水色改變本底對比和異常水色區(qū)域判別對赤潮，水華發(fā)生周期及擴散面積進行預測。1.遙感原位監(jiān)測衛(wèi)星圖譜水體富營養(yǎng)化的防治綜述第11頁衛(wèi)星監(jiān)測原理水體富營養(yǎng)化的防治綜述第12頁環(huán)境一號衛(wèi)星(HJ-1)CCD數(shù)據(jù)

水體富營養(yǎng)化的防治綜述第13頁②實時水質理化監(jiān)測水體富營養(yǎng)化的防治綜述第14頁國家環(huán)境保護部在各大湖泊，河流建立了水質自動監(jiān)測站，監(jiān)測八項指標（水溫、pH、濁度、溶解氧、電導率、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總有機碳）

能夠經(jīng)過各種改變來預測和分析評價水體富營養(yǎng)化程度和水華發(fā)生情況。水體富營養(yǎng)化的防治綜述第15頁詳細原因調研（以太湖水華為例）太湖暴發(fā)水華是藍藻水華，原因是湖泊中氮磷比都很高，氮供給充分，使得無固氮能力微囊藻成為優(yōu)勢種，形成過程是藍藻本身特點及溫度、光照、營養(yǎng)鹽和其它生物等很多原因共同作用結果。簡而言之，引發(fā)藍藻水華形成原因有兩個：一.內因（湖泊富營養(yǎng)化）1.工業(yè)點源、生活污水、農業(yè)面源:周圍人口密度大，工業(yè)和農業(yè)污染嚴重。面源污染面積大，不好控制2.太湖本身內源污染：太湖水深淺，面積大。營養(yǎng)負荷高磷沉淀加緊底泥磷釋放加緊。3.大氣沉降太湖N，P都很豐富，為雙控制型湖泊水體富營養(yǎng)化的防治綜述第16頁二。外因，即（氣象因子）：T：氣候亞熱帶季風氣候，夏季氣溫在24~30°C，且近年來氣候變暖，藍藻暴發(fā)頻次加密。水流：水流慢，藍藻暴發(fā)時主要吹偏南風，微風條件下，水面沒有顯著波浪產生，降雨量：降雨量和降雨日數(shù)偏少，日照時數(shù)偏多時有利于藍藻生長發(fā)育和暴發(fā)詳細原因調研水體富營養(yǎng)化的防治綜述第17頁綜合防治辦法綜合防治方法1.源頭控制2.控制外來污染物

工程伎倆1.物理除藻2.化學除藻1.re-establishmentofthesubmergedmacrophytecommunities2.Thefishremoval

1控污截源2.局部應急除藻3.生態(tài)控制水體富營養(yǎng)化的防治綜述第18頁綜合防治辦法1、控污截源（降低外來營養(yǎng)物質）（1）源頭控制：Ⅰ加強領導建立目標責任制Ⅱ重點控制農業(yè)面源污染改進農業(yè)生產耕作布局、合理澆灌、施肥、數(shù)字農作技術Ⅲ加強治理工業(yè)廢水和生活污水生活污水應修建與完善下水道系統(tǒng)，以截流輸送到污水處理廠進行集中脫氮除磷；工業(yè)推行清潔生產，將污染消除于生產過程中，對需外排廢水，采取脫氮除磷處理，達標外排。（2）控制外來污染物工程伎倆①前置庫技術②引水沖刷③Sedimentremoval④Hypolimneticoxygenation水體富營養(yǎng)化的防治綜述第19頁前置庫是指利用天然水塘或人工水庫蓄水功效將因表層土壤中污染物（營養(yǎng)物質）淋溶而產生徑流污水截留在水庫（塘）中，不讓其直接進入所要保護水體，經(jīng)沉淀自然凈化后用于日常農灌。①前置庫技術水體富營養(yǎng)化的防治綜述第20頁經(jīng)典前置庫由3個部分組成：沉降帶、強化凈化系統(tǒng)、導流與回用系統(tǒng)。強化凈化系統(tǒng)又分為淺水生態(tài)凈化區(qū)、深水強化凈化區(qū)。水體富營養(yǎng)化的防治綜述第21頁工程設計圖在前置庫中營養(yǎng)物質首先經(jīng)過浮游植物從溶解態(tài)轉化成顆粒態(tài),接著浮游植物和其它顆粒物質在前置庫和與主體湖泊、水庫連接處沉降下來水體富營養(yǎng)化的防治綜述第22頁滇池湖中湖計劃水體富營養(yǎng)化的防治綜述第23頁②引水沖刷：引水沖刷是降低和稀釋湖泊水體營養(yǎng)物質有效方法，加緊水換水周期使得藍藻來不及生長。用含磷和氮濃度低水注入湖泊，起到稀釋營養(yǎng)物質濃度作用，這對控制水華現(xiàn)象，提升水體透明度等有一定作用。水體富營養(yǎng)化的防治綜述第24頁滇中調水工程引金沙江之水解滇中之渴、沖刷滇池污染，以流動貧營養(yǎng)水代替停滯富營養(yǎng)水目標。不足：換水法是對污染轉嫁？？營養(yǎng)物絕對量并未降低，污染了下游環(huán)境，不能從根本上處理問題水體富營養(yǎng)化的防治綜述第25頁③Sedimentremoval：該法是降低內源負荷和治理富營養(yǎng)化湖泊一個主要辦法。。1.將底泥挖出來2.排泥場處理3.在底泥表明敷設沙石或塑料如:瑞典Trummen湖水體富營養(yǎng)化的防治綜述第26頁1.

economicbenefits：2.expensive3.newclassofenvironmentalproblems：挖泥雖搬走了湖底中部分污染物,似乎會使底部污染物總量有所降低,但實際上湖水中污染物濃度下降甚微,且湖泊越大,下降越小挖泥會把底棲生物、微生物等一起帶走,它會打破長久形成生態(tài)平衡,中止生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈,這么就會出現(xiàn)新環(huán)境問題Sedimentremoval，moreharmthangood？水體富營養(yǎng)化的防治綜述第27頁④Hypolimneticoxygenation：適合用于湖水較深出現(xiàn)厭氧層水體。磷輕易在厭氧條件下從底泥中釋放出來，采取定時或不定時人為湖底深層曝氣充氧，使水與底泥面之間不出現(xiàn)厭氧層，有利于抑制底泥磷釋放，對改進水質有利。水體富營養(yǎng)化的防治綜述第28頁2.局部應急除藻（1）物理除藻①人工打撈②超聲波法③微濾機除藻水體富營養(yǎng)化的防治綜述第29頁以宜興地域太湖一處約4400m2左右水域作為試驗區(qū)域.采取半封閉攔截方式隔離出面積約為400m2水面作為超聲處理組,余下部分4000m2左右作為對照組.水體富營養(yǎng)化的防治綜述第30頁在400m2試驗水域中往返運行1h,確保單位面積上超聲處理時間大于15s.分別于超聲處理0,1,24h和7,14d后,在處理組和對照組中心水域采樣檢測水樣,觀察水樣外觀改變.水體富營養(yǎng)化的防治綜述第31頁水體富營養(yǎng)化的防治綜述第32頁超聲除藻機制可能為:藻細胞富含氣泡,氣泡長300～700nm,寬60～110

nm,數(shù)量為幾個到幾百個不等,具備了產生超聲空化效應主要條件——空化核.超聲工作頻率約20kHz時含氣水(即有氣泡存在時)產生空化效應所需超聲功率(聲強)約在10-1W

/cm2數(shù)量級上水體富營養(yǎng)化的防治綜述第33頁但物理法對低密度或底層藻類滅殺效果不好、費用高,而且難于大面積使用.撈藻速度遠遠比不上藻類生長速度。（2）化學除藻：投放抑藻劑（3）生物除藻技術經(jīng)過品種改良、搭配和養(yǎng)殖新技術使用，在生態(tài)功效區(qū)投放濾食性魚類和貝類能夠進行生物控藻。缺點水體富營養(yǎng)化的防治綜述第34頁3.生態(tài)控制1.re-establishmentofthesubmergedmacrophytecommunities用大型水生植物污水處理系統(tǒng)凈化富營養(yǎng)化水體。大型水生植物包含鳳眼蓮、蘆葦、狹葉香蒲、加拿大海羅地、多穗尾藻、麗藻、破銅錢等許各種類，可依據(jù)不一樣氣候條件和污染物性質進行適宜選栽。水體富營養(yǎng)化的防治綜述第35頁2.Thefishremovalexcessivenitrogenandphosphorusloading——》phytoplanktonproductionwithturbidwater——》Submergedmacrophyteshaveeitherdisappearedorbeenmarkedlyreducedinmostlakes——》fishstockchanged（dominancebyzooplanktivorousandbenthivorousroachandbreampredatoryfishsuchasperch(鱸魚)hasdeclined。魚類主要經(jīng)過攝食活動影響浮游動物豐度和群落結構,并造成浮游動物對浮游植物捕食壓力降低,進而使浮游植物大量增加。采取拖網(wǎng)和刺網(wǎng)對魚類進行捕撈水體富營養(yǎng)化的防治綜述第36頁LakeArreskovLakeEngelsholmLakeV?ng塞克盤深度50%ofzooplanktivorousfishstockwasremovedwithin1–3years水體富營養(yǎng)化的防治綜述第37頁Forthreeofthebiomanipulatedlakes,wherealargeproportionofthefishstockwasremovedwithinafewyears,yearlydatacovering12yearsormorewereavailable.Generally,markedchangeswereseenshortlyaftertherestorationinturbidity,chla,TNandTP.Themostmarkedchangeswereseenafter5–6years,whenSecchidepthwasmorethandoubledandTP,TNandchlawerereducedto20–50%oftheprerestorationlevels.However,after6–8yearsallthreelakesapproachedtheturbidstateagain.Secchidepthtendedtoremainhighintwoofthelakes.

僅有幾個湖泊能描述修復辦法長久效益，不過生物調控數(shù)據(jù)顯示，在絕大多少情況下，在10年或低于10年會重新回到一個渾濁狀態(tài)。有些湖泊甚至短期效果不顯著水體富營養(yǎng)化的防治綜述第38頁三.各種辦法成效分析在歐洲修復湖泊各使用方法水體富營養(yǎng)化的防治綜述第39頁水體富營養(yǎng)化的防治綜述第40頁