水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述

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

1971年某一天早晨，日本瀨戶內(nèi)海漁民正要出海打魚，突然發(fā)覺了一個(gè)奇妙景象：海水在一夜之間由蔚藍(lán)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(shí)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(yíng)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(chǎng)災(zāi)難。沒過多久，海風(fēng)帶來陣陣難聞惡臭，死魚大批漂向岸邊，這時(shí)，漁民們才恍然大悟：啊呀，我們生計(jì)完了！

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

世界海域富營(yíng)養(yǎng)化分布圖水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第5頁而在中國(guó)赤潮情況是我國(guó)有害赤潮發(fā)生頻率增加,規(guī)模擴(kuò)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(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第6頁OUTLINE預(yù)防和控制各種辦法各種辦法成效分析32水體富營(yíng)養(yǎng)化危害1水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第7頁營(yíng)養(yǎng)對(duì)環(huán)境影響破壞水生生態(tài)系統(tǒng)富營(yíng)養(yǎng)化總磷、總氮等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)超標(biāo)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(chǎn)生水華赤潮現(xiàn)象一.水體富營(yíng)養(yǎng)化危害水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第8頁二.預(yù)防和控制各種辦法水華與赤潮防治是一個(gè)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(zhì)監(jiān)測(cè)與分析詳細(xì)原因調(diào)查與研究綜合處理控制辦法物理方法工程限制人為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流入水體政策生態(tài)學(xué)方法︾︾水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第9頁水質(zhì)監(jiān)測(cè)與分析監(jiān)測(cè)水平提升使赤潮水華和毒素產(chǎn)生能夠預(yù)測(cè):1.遙感原位監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。利用衛(wèi)星上遙感器對(duì)于水色改變監(jiān)測(cè)，來探測(cè)水質(zhì)改變，預(yù)防水華，赤潮。2.原位營(yíng)養(yǎng)傳感器對(duì)一些無機(jī)或是有機(jī)形式營(yíng)養(yǎng)都能監(jiān)測(cè)，使得營(yíng)養(yǎng)輸入波動(dòng)和因?yàn)榻涤暝斐甥}度改變之間關(guān)系現(xiàn)在有可能建立。3.分子探針分析檢測(cè)全細(xì)胞或細(xì)胞勻漿中專一性標(biāo)識(shí)結(jié)合物質(zhì),將標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),用于目標(biāo)赤潮生物定性和定量分析。4.建模評(píng)定水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第10頁①水色遙感監(jiān)控對(duì)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(duì)比和異常水色區(qū)域判別對(duì)赤潮，水華發(fā)生周期及擴(kuò)散面積進(jìn)行預(yù)測(cè)。1.遙感原位監(jiān)測(cè)衛(wèi)星圖譜水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第11頁衛(wèi)星監(jiān)測(cè)原理水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第12頁環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星(HJ-1)CCD數(shù)據(jù)

水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第13頁②實(shí)時(shí)水質(zhì)理化監(jiān)測(cè)水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第14頁國(guó)家環(huán)境保護(hù)部在各大湖泊，河流建立了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，監(jiān)測(cè)八項(xiàng)指標(biāo)（水溫、pH、濁度、溶解氧、電導(dǎo)率、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總有機(jī)碳）

能夠經(jīng)過各種改變來預(yù)測(cè)和分析評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化程度和水華發(fā)生情況。水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第15頁詳細(xì)原因調(diào)研（以太湖水華為例）太湖暴發(fā)水華是藍(lán)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(shì)種，形成過程是藍(lán)藻本身特點(diǎn)及溫度、光照、營(yíng)養(yǎng)鹽和其它生物等很多原因共同作用結(jié)果。簡(jiǎn)而言之，引發(fā)藍(lán)藻水華形成原因有兩個(gè)：一.內(nèi)因（湖泊富營(yíng)養(yǎng)化）1.工業(yè)點(diǎn)源、生活污水、農(nóng)業(yè)面源:周圍人口密度大，工業(yè)和農(nóng)業(yè)污染嚴(yán)重。面源污染面積大，不好控制2.太湖本身內(nèi)源污染：太湖水深淺，面積大。營(yíng)養(yǎng)負(fù)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(yíng)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(fēng)氣候，夏季氣溫在24~30°C，且近年來氣候變暖，藍(lán)藻暴發(fā)頻次加密。水流：水流慢，藍(lán)藻暴發(fā)時(shí)主要吹偏南風(fēng)，微風(fēng)條件下，水面沒有顯著波浪產(chǎn)生，降雨量：降雨量和降雨日數(shù)偏少，日照時(shí)數(shù)偏多時(shí)有利于藍(lán)藻生長(zhǎng)發(fā)育和暴發(fā)詳細(xì)原因調(diào)研水體富營(yíng)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(xué)除藻1.re-establishmentofthesubmergedmacrophytecommunities2.Thefishremoval

1控污截源2.局部應(yīng)急除藻3.生態(tài)控制水體富營(yíng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）（1）源頭控制：Ⅰ加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)建立目標(biāo)責(zé)任制Ⅱ重點(diǎn)控制農(nóng)業(yè)面源污染改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)耕作布局、合理澆灌、施肥、數(shù)字農(nóng)作技術(shù)Ⅲ加強(qiáng)治理工業(yè)廢水和生活污水生活污水應(yīng)修建與完善下水道系統(tǒng)，以截流輸送到污水處理廠進(jìn)行集中脫氮除磷；工業(yè)推行清潔生產(chǎn)，將污染消除于生產(chǎn)過程中，對(duì)需外排廢水，采取脫氮除磷處理，達(dá)標(biāo)外排。（2）控制外來污染物工程伎倆①前置庫技術(shù)②引水沖刷③Sedimentremoval④Hypolimneticoxygenation水體富營(yíng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）淋溶而產(chǎn)生徑流污水截留在水庫（塘）中，不讓其直接進(jìn)入所要保護(hù)水體，經(jīng)沉淀自然凈化后用于日常農(nóng)灌。①前置庫技術(shù)水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第20頁經(jīng)典前置庫由3個(gè)部分組成：沉降帶、強(qiáng)化凈化系統(tǒng)、導(dǎo)流與回用系統(tǒng)。強(qiáng)化凈化系統(tǒng)又分為淺水生態(tài)凈化區(qū)、深水強(qiáng)化凈化區(qū)。水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第21頁工程設(shè)計(jì)圖在前置庫中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)首先經(jīng)過浮游植物從溶解態(tài)轉(zhuǎn)化成顆粒態(tài),接著浮游植物和其它顆粒物質(zhì)在前置庫和與主體湖泊、水庫連接處沉降下來水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第22頁滇池湖中湖計(jì)劃水體富營(yíng)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有效方法，加緊水換水周期使得藍(lán)藻來不及生長(zhǎng)。用含磷和氮濃度低水注入湖泊，起到稀釋營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度作用，這對(duì)控制水華現(xiàn)象，提升水體透明度等有一定作用。水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第24頁滇中調(diào)水工程引金沙江之水解滇中之渴、沖刷滇池污染，以流動(dòng)貧營(yíng)養(yǎng)水代替停滯富營(yíng)養(yǎng)水目標(biāo)。不足：換水法是對(duì)污染轉(zhuǎn)嫁？？營(yíng)養(yǎng)物絕對(duì)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(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第25頁③Sedimentremoval：該法是降低內(nèi)源負(fù)荷和治理富營(yíng)養(yǎng)化湖泊一個(gè)主要辦法。。1.將底泥挖出來2.排泥場(chǎng)處理3.在底泥表明敷設(shè)沙石或塑料如:瑞典Trummen湖水體富營(yíng)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(huì)使底部污染物總量有所降低,但實(shí)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(huì)把底棲生物、微生物等一起帶走,它會(huì)打破長(zhǎng)久形成生態(tài)平衡,中止生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈,這么就會(huì)出現(xiàn)新環(huán)境問題Sedimentremoval，moreharmthangood？水體富營(yíng)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(shí)或不定時(shí)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(duì)改進(jìn)水質(zhì)有利。水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第28頁2.局部應(yīng)急除藻（1）物理除藻①人工打撈②超聲波法③微濾機(jī)除藻水體富營(yíng)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(yàn)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(duì)照組.水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第30頁在400m2試驗(yàn)水域中往返運(yùn)行1h,確保單位面積上超聲處理時(shí)間大于15s.分別于超聲處理0,1,24h和7,14d后,在處理組和對(duì)照組中心水域采樣檢測(cè)水樣,觀察水樣外觀改變.水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第31頁水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第32頁超聲除藻機(jī)制可能為:藻細(xì)胞富含氣泡,氣泡長(zhǎng)300～700nm,寬60～110

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

/cm2數(shù)量級(jí)上水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第33頁但物理法對(duì)低密度或底層藻類滅殺效果不好、費(fèi)用高,而且難于大面積使用.撈藻速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上藻類生長(zhǎng)速度。（2）化學(xué)除藻：投放抑藻劑（3）生物除藻技術(shù)經(jīng)過品種改良、搭配和養(yǎng)殖新技術(shù)使用，在生態(tài)功效區(qū)投放濾食性魚類和貝類能夠進(jìn)行生物控藻。缺點(diǎn)水體富營(yíng)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(yíng)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(zhì)進(jìn)行適宜選栽。水體富營(yíng)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(dòng)影響浮游動(dòng)物豐度和群落結(jié)構(gòu),并造成浮游動(dòng)物對(duì)浮游植物捕食壓力降低,進(jìn)而使浮游植物大量增加。采取拖網(wǎng)和刺網(wǎng)對(duì)魚類進(jìn)行捕撈水體富營(yíng)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(yíng)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(gè)湖泊能描述修復(fù)辦法長(zhǎng)久效益，不過生物調(diào)控?cái)?shù)據(jù)顯示，在絕大多少情況下，在10年或低于10年會(huì)重新回到一個(gè)渾濁狀態(tài)。有些湖泊甚至短期效果不顯著水體富營(yíng)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(fù)湖泊各使用方法水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第39頁水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治綜述第40頁