江河湖泊的富营养化问题.ppt

关于江河湖泊的富营养化问题湖泊水层结构1分层作用与翻腾表水层温和好氧混合好变温层下水层冷厌氧混合差夏天湖泊的分层现象示意图风第2页,共29页，星期六，2024年，5月秋天温度降低，表水层开始冷却，当它的密度比下水层大时，表水开始下沉，造成表水与下水层的混合，于是发生翻腾作用。下水层的水因升至表面，被冷却后下沉，此时湖泊中发生完全混合作用，当温度达到4?C时翻腾现象即停止，因为此时水的密度最大。表水进一步被冷冻而产生冬天的分层现象。变温层下水层4?C冬天湖泊的分层现象示意图冰0?C第3页,共29页，星期六，2024年，5月2生物层沿岸层湖底层湖泊的生物层示意图透光层深湖层光照水面边界第4页,共29页，星期六，2024年，5月3富营养化富营养化是一个自然过程。由于营养物质的引入与循环，湖泊逐渐变浅且生产力提高。因此贫营养湖逐渐经过中营养、富营养及老化阶段而最终被完全填平。当人类活动使沉积物和营养物质进入湖泊的速率增加时，天然富营养化过程会加速而形成人为富营养化过程。因此湖泊污染是一种天然过程被加速的作用。对湖泊进行水质管理就是要将富营养化速率至少减缓到天然过程的速率。首先了解影响藻类生长的因素。4藻类生长需求（1）碳藻类的碳源是溶于水中的CO2。由于CO2处于碳酸盐平衡缓冲体系中，可获得碳的量由水中碱度来确定。第5页,共29页，星期六，2024年，5月当水中二氧化碳被消耗时，空气中二氧化碳随即补充进来。当藻类被较高等生物耗用或死亡后分解时，有机碳被氧化为二氧化碳，重新回到水或大气中而完成循环。（2）氮湖泊中的氮通常以硝酸盐形式存在，多来源于河流或地下水。在藻类摄取后氮被还原为氨基氮（NH2-）并转变成有机氮。当藻类死亡分解时，有机氮在水中释放出氨氮，再经硝化过程被氧化为硝酸盐(氮越多,硝酸盐越多,形成的藻类就越多,造成富集)。。只要水中维持好氧，就会形成由硝酸盐?有机氮?氨氮再回到硝酸盐的循环过程。在厌氧沉积物中和富营养湖的下水层，反硝化降低了氮在湖泊系统的停留时间。反硝化反应如下：2NO3-+有机碳?N2+CO2+H2O第6页,共29页，星期六，2024年，5月（3）磷湖泊的磷来自外部，经藻类以无机形式（PO43-）摄取后转变为有机化合物。藻类分解时，磷又转化成为无机形式。磷以未分解有机物的形式与铁、铝、钙等形成沉淀，或与粘土颗粒结合进入沉积物中。(藻类的死亡速度大于分解速度,就造成湖中藻类的聚集,富集)。（4）微量元素藻类生长所需要的微量元素的量非常少。一般清水中已经含有藻类生长所需的足够的微量元素。5限制性营养元素植物的生长依赖于存在量最少的营养物质——liebig最小定律。即藻类的生长受限于最不容易获得的营养物质。磷的含量控制着藻类生长和湖泊的生产能力。据估计，磷的含量小于0.010~0.015mg/L时可限制藻类过量繁殖。第7页,共29页，星期六，2024年，5月6湖泊中磷的控制磷为限制性营养物质。控制人为富营养化需要降低排入湖泊中的磷量。其它策略：加铝盐将磷沉淀，或挖出。但是如果排入量不减少，富营养化过程仍会继续下去。因此化学沉淀法或挖出淤泥仅能暂时改善水质。为减少磷的排入必须了解磷的来源和减少排入的各种可能方法。磷的天然来源是岩石的风化。就大部分湖泊而言，磷主要来自人类的活动：城市与工业废水；化粪池渗出以及农业径流是主要的磷源。第8页,共29页，星期六，2024年，5月我国湖泊（水库）富营养化的急剧恶化趋势及现状70年代：全国重点调查的34个湖泊中，富营养化的占调查面积5％；80年代1984年：全国重点调查的34个湖泊中，富营养化的占调查面积26.5％；1988年：全国重点调查的34个湖泊中，富营养化的占调查面积61.5％；90年代1996年：全国26个国控湖泊水库中，总体富营养化的高达85％。我国东部的湖泊几乎全部处于富营养化状态，成为世界上湖泊富营养化最严重的国家之一。第9页,共29页，星期六，2024年，5月湖泊(水库)富营养化防治工作的长期性、艰巨性、连续性及综合配套措施的必然性。根据国外的湖泊富营养化防治经验，类似于我国的太湖、巢湖、滇池等的大型湖泊的日本霞浦湖(220km2)、琵琶湖(2000km2)，从1972年开始，经过十多年的努力，分别投入1300亿元和1500亿元治理资金。第10页,共29页，星期六，2024年，5月湖周城市污水处理率达到90％以上，流域污水处理率达到