天然水中的生物營養(yǎng)元素.ppt

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富營養(yǎng)化問題是當今世界面臨的最主要水污染問題之一，我國在經(jīng)濟持續(xù)高速增長的同時，所帶來的最大負效應(yīng)就是環(huán)境污染日益嚴重，大江大河及湖庫水環(huán)境質(zhì)量日趨惡化。國家環(huán)?？偩衷?八五"期間把我國的水污染治理重點放在三江、三湖，尤其是對兩大淡水湖泊太湖和滇池的富營養(yǎng)化治理過程中，從地方到中央極其重視，投入大量人力物力進行污染治理。但是，湖泊富營養(yǎng)化的治理成效不是十分理想。,第五節(jié)天然水的富營養(yǎng)化,一、富營養(yǎng)化的基本概念1.定義,富營養(yǎng)化是在湖泊、水庫、河口、以及海灣等緩流水體的水生生態(tài)系統(tǒng)中，藻類通過與其它水生生物的生存競爭，逐漸取得優(yōu)勢并占據(jù)其它水生生物的生存空間，同時也使自身種屬減少，少數(shù)藻類惡性增值，進而造成水中溶解氧的急劇變化，使魚類等水生生物因缺氧而死亡。,富營養(yǎng)化定義,富營養(yǎng)化是指湖泊、河口、海灣等水體接納過量的氮、磷等營養(yǎng)性物質(zhì)，使藻類以及其它水生生物異常繁殖，水體透明度和溶解氧下降變化，造成水質(zhì)惡化，從而使水體生態(tài)系統(tǒng)和水功能受到阻礙和破壞的現(xiàn)象。,,富營養(yǎng)化（Eutrophication）一詞原用于描述植物營養(yǎng)物濃度增加時對水生態(tài)系統(tǒng)的生物學效應(yīng)。由于水體整個環(huán)境系統(tǒng)出現(xiàn)失衡，導致某種優(yōu)勢藻類大量繁殖生長的過程。,,,總磷≧0.02mg/L，總氮≧0.2mg/L,湖泊水體環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）mg/L,,,,,,,,,IIIIIIIVV,2461015,CODMn,334610,BOD5,NH3-N,0.150.51.01.52.0,TP0.010.0250.050.10.2,TN,0.20.51.01.52.0,富營養(yǎng)化必需的條件主要有三個：（1）總氮、總磷等營養(yǎng)鹽相對比較充足；（2）緩慢的水流流態(tài)；（3）適宜的溫度條件。,富營養(yǎng)化分為：自然富營養(yǎng)化人為富營養(yǎng)化,二.水體形成富營養(yǎng)化的原因,,湖泊富營養(yǎng)化的原因:,1天然湖泊營養(yǎng)型的自然演變(緩慢)雨水NP湖泊(貧營養(yǎng)湖)營養(yǎng)湖沼澤地和干地演變過程緩慢(經(jīng)過數(shù)千年乃至數(shù)百萬年的地質(zhì)年代)。2過量營養(yǎng)物質(zhì)的排入(迅速)農(nóng)業(yè)施肥、畜牧業(yè)、漁業(yè)、生活污水、污水灌溉、地表徑流,,,,1.惡化水源水質(zhì)，增加給水處理難度和成本。2.水體感官惡化；破壞水體生態(tài)平衡，降低水體的經(jīng)濟價值。3.溶解氧的減少，造成水生生物的大量死亡，有機物質(zhì)在厭氧條件下分解產(chǎn)生的有害物質(zhì)，如亞硝酸鹽，硫化氫等。4.產(chǎn)生毒素；赤潮生物中的某些藻類，如微原甲藻、裸甲藻等，能產(chǎn)生一種對人體毒性很大的有毒物質(zhì)麻痹性貝毒（PSP），有些赤潮生物產(chǎn)生腹瀉性貝毒（DSP）。,三.水體富營養(yǎng)化的危害,水體富營養(yǎng)化的危害,破壞生態(tài)環(huán)境破壞自然景觀影響城市供水和人體健康對魚類危害,四.水體富營養(yǎng)化的防治措施,控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)輸入減少內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)負荷工程性措施加強教育與管理,物理措施：包括挖掘底泥沉積物、進行水體深層曝氣、注水沖稀以及在底泥表面敷設(shè)塑料等?；瘜W方法：這是一類包括凝聚沉降和用化學藥劑殺藻的方法。微生物法：投加適當?shù)倪m量的微生物（各類菌種），加速水中污染物的分解，起到水質(zhì)凈化的作用。生物性措施：①種植水生植物：挺水植物、浮葉植物、大型飄浮植物、著生藻類、浮游藻類、沉水植物②投放水生動物：螺、蚌、魚,防治措施,,水體富營養(yǎng)化的表觀現(xiàn)象,水體營養(yǎng)多，造成浮游生物大量繁殖，因占優(yōu)勢的浮游生物的顏色不同，水面往往呈現(xiàn)藍色、紅色、棕色、乳白色等。這種現(xiàn)象在江河湖泊中稱為水華，在海中則叫作赤潮。,五.水華,1.定義:水華——是指內(nèi)陸水域中一些浮游生物的暴發(fā)性繁殖引起的水色異常現(xiàn)象。,2.引起水華的主要生物種類主要有：藍綠藻類、綠藻類、硅藻類、有色鞭毛蟲四大類。,太湖藍藻水華,滇池嚴重的藻類暴發(fā),水葫蘆瘋長,湖泊富營養(yǎng)化日益,嚴重,中國是一個多湖泊國家，面積大于1km2的湖泊有2300余個，總面積70988km2，約占陸地面積的0.8%。,我國處于不同富營養(yǎng)狀態(tài)的湖泊比例達80%,3.水華的危害,1）藻類本身使水道阻塞，魚類生存空間縮小，使水體生色，透明度降低，其分泌物又能引起水臭、水味，在給水處理中造成各種困難；2）藻類繁生將破壞水體中生態(tài)系統(tǒng)原有的平衡，使有機物生產(chǎn)速度遠遠超過有機物消耗速度，導致水中有機物的積蓄；3）促進細菌類微生物繁殖，一系列異養(yǎng)生物的食物鏈都會有所發(fā)展，使水體耗氧量大大增加；4）生長在光照所不及的水層深處的藻類因呼吸作用也大量耗氧；5）沉于水底的死亡藻類在厭氧分解過程中促使大量厭氧菌繁殖；6）富氨氮的水體開始使硝化細菌繁殖，在缺氧狀態(tài)下又會轉(zhuǎn)向反硝化過程，進一步產(chǎn)生大量有毒有害的亞硝酸鹽和氨。,營養(yǎng)元素超標：C（BOD=CO2）、N、P、Fe，都有可能成為制限因子；藻類瘋長；藻類尸體分解引起水體溶氧下降；水體發(fā)臭；水生生物死亡；藻毒素。,水體富營養(yǎng)化危害,4.水華的管理措施,控制營養(yǎng)元素進入水體去除水體中過量的營養(yǎng)物質(zhì)去除過量繁殖的水生植物,,六.赤潮,1.定義:赤潮——海洋中某些浮游生物（尤指藻類）、原生動物或細菌等在一定環(huán)境條件下爆發(fā)性繁殖或聚集達到某一水平，引起水色變化或?qū)ζ渌Ｑ笊锂a(chǎn)生危害作用的一種生態(tài)異?，F(xiàn)象。,2000年舟山群島赤潮,2006年黃海海州灣海域赤潮,2.中國赤潮發(fā)生的概況,赤潮常發(fā)地區(qū):渤海：渤海灣、黃河口和大連灣等地長江口：主要包括浙江舟山外海域和象山港等地福建沿海、珠江口海域：大亞灣、大鵬灣及香港部分海區(qū)等地,赤潮發(fā)生的次數(shù),表11972—1998年中國沿海發(fā)生赤潮次數(shù),3.赤潮發(fā)生的原因,化學因素——富營養(yǎng)化、適宜的營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)等；生物因素——赤潮生物種群動力機制、種間競爭、養(yǎng)殖生物等；水文因素——水溫、水體穩(wěn)定性等；氣象因素——氣溫、降雨、風等。營養(yǎng)鹽是赤潮生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，光、溫度、鹽度、微量元素(鐵等)、維生素(B1等)、海流等是赤潮輔助條件，浮游動物的攝食壓力和赤潮生物自身的死亡是主要的制約因素等。海水富營養(yǎng)化是赤潮發(fā)生的必要條件，在此基礎(chǔ)上，在其他若干輔助因素共同作用下，導致赤潮生物的旺發(fā)，即發(fā)生赤潮。,4.引起赤潮的主要生物種類形成赤潮的海洋生物種類繁多，據(jù)統(tǒng)計，世界上赤潮生物大約有200多種，除屬于細菌和原生動物外，大部分屬于浮游生物。如藍藻、甲藻、硅藻、綠色鞭毛藻、綠藻等。我國沿海赤潮生物有80余種。,5.赤潮的危害,影響水體的酸堿度和光照度競爭性消耗水中的營養(yǎng)物質(zhì)，并分泌一些抑制其他生物生長的物質(zhì)，造成水體中某幾種生物量增加，但種類數(shù)量減少。許多赤潮生物含有毒素：主要集中于甲藻如亞歷山大藻、裸甲藻、鰭甲藻、原甲藻、崗比藻等；毒素包括有：麻痹性貝毒、腹瀉性貝毒、神經(jīng)性貝毒、記憶缺失性貝毒和西加魚毒。,部分以膠著狀群體生活的赤潮藻，可使海洋動物呼吸和濾食活動受損，導致大量的海洋動物機械性窒息死亡。處在消失期的赤潮生物死亡分解時消耗大量溶解氧。赤潮會對水產(chǎn)養(yǎng)殖與捕撈業(yè)造成危害。,赤潮已經(jīng)成為中國沿海地區(qū)主要海洋生態(tài)災害之一。僅2004年5月中國海域就發(fā)現(xiàn)赤潮34起，累計面積近2萬平方公里。其中包括5月份發(fā)生在東海浙江沿海海域的原甲藻赤潮，面積達1萬平方公里，世界罕見。2004年6月11—18日在渤海灣和黃河口海域發(fā)生了棕囊藻和米氏凱倫藻赤潮，總面積超過5000平方公里；在南海大亞灣海域，6月14—17日也發(fā)生了面積超過100平方公里的紅海樹毛藻赤潮。,,表近年來中國危害較大的幾次赤潮事件及其造成的損失,表我國沿海發(fā)生的與赤潮有關(guān)的中毒事件（1999）,,6.赤潮的預防,目前尚無很好的赤潮綜合防治方法，主要為“預防為主”,控制海域的富營養(yǎng)化重視對城市和工業(yè)污水的處理，提高污水凈化率人工改善水體和底質(zhì)環(huán)境控制有毒赤潮生物外來種類的引入合理開發(fā)海水養(yǎng)殖業(yè),1.根據(jù)水域的環(huán)境條件選擇一些對水質(zhì)有凈化作用的養(yǎng)殖品種，并合理確定養(yǎng)殖密度，控制養(yǎng)殖面積。2.進行多品種混養(yǎng)、輪養(yǎng)、立體養(yǎng)殖，尤其是魚、蝦、貝、藻混養(yǎng)，建立生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)。3.提高養(yǎng)殖技術(shù)，改進餌料成分及投餌技術(shù)，使其有利于養(yǎng)殖生物的攝食，減少殘餌，減輕水質(zhì)和底質(zhì)的污染。4.不能將池塘養(yǎng)殖的污水和廢物直接排入海水，應(yīng)采取逐步過濾等辦法加以處理。,7.赤潮的治理（僅供參考）,雙氧水、次氯酸鈉、過氧化鈉、臭氧等強氧化法用樹脂、粘土、硅藻土、鐵粉、鋁聚合物、高分子表面活性劑等進行濃縮凝聚、沉降網(wǎng)撈、機械攪拌30米以內(nèi)淺海海底耕耘，改善海底環(huán)境養(yǎng)殖銅藻、江蘺等，吸收、固定海水中的氮、磷對泥沙進行有效的處理:清淤、泥沙覆蓋、化學覆蓋以及現(xiàn)場處理等在赤潮發(fā)生時，可用拖曳法將養(yǎng)殖網(wǎng)箱從赤潮水體轉(zhuǎn)移至安全水域,THEEND,