2022
医学
专题
湖泊
富营养化
综合治理
方法
湖泊富营养化(f yn yn hu)及综合治理方法,湖泊(h p)生态,1,第一页,共四十九页。,报 告 内 容,2,我国湖泊(h p)富营养化现状,1,湖泊(h p)富营养化发生机制,2,综合治理的思路(sl)与方法,3,湖泊生态安全评价方法简介,4,第二页,共四十九页。,3,我国湖泊富营养化(f yn yn hu)现状,1,第三页,共四十九页。,东部(dn b)平原湖区东北平原与山地湖区青藏高原湖区蒙新高原湖区云贵高原湖区,1.我国湖泊(h p)富营养化现状,4,我国湖泊(h p)概况,湖泊数:2742(1 km2)总面积:91020 km2,第四页,共四十九页。,磷浓度(nngd)(mg/L),0.019,1.0,0.413,0.065,我国主要湖泊富营养化(f yn yn hu)的状态,0.235,0.765,10,总氮浓度(nngd),4.50,(mg/L),0,第五页,共四十九页。,据调查的26个湖泊,在70年代末富营养化湖泊只占27,80年代末达61,90年代末高达85,2000年以后发展(fzhn)更为迅速。我国已成为国际上湖泊富营养化严重国家之一。,湖泊(h p)富营养化发展速度迅速,第六页,共四十九页。,1.我国湖泊(h p)富营养化现状,7,2007年重点(zhngdin)湖库营养状态指数,第七页,共四十九页。,富营养化(f yn yn hu)的趋势,富营养化湖泊(h p)分布情况,第八页,共四十九页。,滇池(din ch),巢湖,太湖(ti h)梅梁湾,滇池(din ch)草海水葫芦,第九页,共四十九页。,太湖(ti h)湖体水质年际变化,第十页,共四十九页。,太湖(ti h)湖体水质年际变化,第十一页,共四十九页。,太湖(ti h)环湖河流水质年际变化,第十二页,共四十九页。,随营养盐浓度的增加,太湖水体(shu t)中蓝藻水华发生的频率、程度、面积也呈逐渐增加的趋势。,太湖蓝藻水华发生面积(min j)的变化,第十三页,共四十九页。,滇池(din ch)湖体水质年际变化,第十四页,共四十九页。,滇池环湖河流水质(shu zh)年际变化,第十五页,共四十九页。,巢湖湖体水质(shu zh)年际变化,第十六页,共四十九页。,巢湖环湖河流(hli)水质年际变化,第十七页,共四十九页。,18,湖泊富营养化发生(fshng)机制,2,第十八页,共四十九页。,营养状态(zhungti)与富营养化,19,营养状态是水体对营养盐的响应。富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入封闭性、半封闭性水体,或某些滞留(流速1m/min)河流水体中,导致水体初级生产力异常增殖,致使水体透明度下降,溶解氧降低,水生生物(shngw)随之大批死亡,水味变得腥臭难闻。湖泊富营养是一个状态,而富营养化指的是一个过程。富营养化是自然演变过程,但不能忽视人类活动对富营养的促进作用。湖泊富营养化是人类社会活动对湖泊的影响导致的湖泊自然演变过程的浓缩。,营养(yngyng)状态与富营养(yngyng)化,第十九页,共四十九页。,湖泊富营养化评价(pngji)方法及分级,20,TLI(chla)=10(2.5+1.086lnchl)TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP)TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN)TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD)TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCOD)单位(dnwi):chla:mg/m3,SD:m;其它为mg/L。,我国湖泊(h p)营养状态评价方法,分级标准,第二十页,共四十九页。,吉克斯塔特划分水质(shu zh)营养状态的主要参数和标准,评价水体的营养状态,需要综合(zngh)考虑水体中、浮游植物和水生高等植物中的氮、磷总量。,第二十一页,共四十九页。,湖泊富营养化(f yn yn hu)过程,大量(dling)营养盐输入,水化学平衡(huxupnghng)变化,pH值升高DO降低CO2降低,生态系统失调,藻类异常增殖初级生产力失衡生态系统结构破坏,湖泊生态系统功能丧失,第二十二页,共四十九页。,水化学平衡(huxupnghng)变化,湖水pH上升。pH上升有利于水华藻类的生长,而大量藻类的异常增殖又进一步提高湖水的pH值,进而为水华藻类入微囊藻的大量增殖提供了适宜的生长环境。DO下降。DO下降有利于蓝藻的生长,而对其他藻类生长不利(bl),这样蓝藻能够很快形成竞争优势。CO2降低。CO2在水中溶解度随水温升高而降低,当湖水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下,碳也有可能成为限制因子,此时增加碳有利于水华藻类生长。,第二十三页,共四十九页。,湖泊生态系统中的生物(shngw)结构,24,第二十四页,共四十九页。,营养盐增加(zngji),富营养湖泊(h p)中初级生产力失衡与异常增殖,第二十五页,共四十九页。,浮游动植物群落波动(bdng)规律,生物量,营养盐,小型(xioxng)浮游动物,大型(dxng)浮游动物,浮游植物,清水期,浮游动物小型化,PEG-模型的分析,第二十六页,共四十九页。,湖泊(h p)生态系统失调,藻类生成和分解是水体中进行光合作用(gungh-zuyng)(P)和呼吸作用(R)的一典型过程,可用简单化学计量关系来表征:106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+(+痕量元素和能量)P R C106H263O110N16P+138O2 水生态系统中,腐屑链的能流大于牧食链。据Newell(1984)的估算,初级生产量有80%被直接利用,仍然有10%(沉淀)+10%(分解)+40%(2的粪)=60%能量进入腐屑链,湖泊富营养化程度越高,进入腐屑链的能量越多。,第二十七页,共四十九页。,(Modified from Scheffer et al.1993),底泥再悬浮(xunf),透明度,藻类,大型(dxng)水生植物,营养盐,水深,鱼类,风浪(fnglng),化感物质,浮游动物,浅水湖泊的稳定机制,第二十八页,共四十九页。,1)大型水生植物能起到净化水质的作用,它的消失直接削弱了水体自净的能力2)大型水生植物是与浮游植物竞争养料的,前者(qin zh)的消失使后者能独享养料资源,导致浮游藻类的大量孳生,反过来通过在养料和光照方面的竞争优势,进一步压制水草的恢复3)大型水生植物能够分泌化感物质,抑制藻类生长4)水草是好几种产粘性卵的鱼类、螺类以及水生昆虫卵粒附着的基质,产出的鱼卵、虫卵、和螺的卵囊没有水草可资附着,卵的孵化率大大降低5)水草也是许多幼鱼和水生无脊椎动物躲避敌害的隐蔽场所,少了这样的避难所,这类动物死亡的机率大增,进而影响到生态系统的生物多样性。,大型水生植物消失(xiosh)的影响,第二十九页,共四十九页。,30,综合治理的思路(sl)与方法,3,第三十页,共四十九页。,水的性质(xngzh)基本不变,31,湖泊流域水自然(zrn)循环特征,第三十一页,共四十九页。,抽 提,处 理,河流(hli)、湖泊,生产(shngchn)、生活,水的性质(xngzh)不断变化,32,水的社会循环,自然降水,第三十二页,共四十九页。,山体(shn t),云与水汽(shu q),降水(jingshu),水汽输送,蒸发,植物蒸腾,湖泊,小水体,地下径流,下渗,地表径流,林地、湿地,33,1、维持水的自然循环,保证上游清水来源,2、规范水的社会循环,减少人为污染,3、恢复或保育湖泊生态系统,平衡系统结构,发挥系统功能,流域综合治理思路,第三十三页,共四十九页。,湖泊(h p)流域,湖泊(h p)污染综合治理思路,第三十四页,共四十九页。,流域(liy)污染综合治理思路,怎样解决这个(zh ge)问题呢?改变生活方式 研发新的技术 采取新的对策,第三十五页,共四十九页。,生活污水排放与湖库、河流(hli)水质标准的比较,(单位(dnwi):mg/L),湖泊富营养化综合治理(zn h zh l)思路,2006年1月1日,第三十六页,共四十九页。,200mg/L,20mg/L,5mg/L,1mg/L,城镇(chngzhn)污水,达标(d bio)处理排水,入湖排水,湖水,污水处理措施(cush):污水处理厂、净化槽等,生态处理工程:碎石接触氧化床、人工湿地、强化净化等,生态修复技术:湖滨带生态、沉水植物修复、固着藻类修复等,BOD,综合治理技术体系,第三十七页,共四十九页。,溶解氧控制(kngzh),光强控制(kngzh),湖滨(h bn)带生态控制,鱼类群落控制,入湖河流营养盐 源控制,垂直混合控制,湖泊生态修复中六个主要控制原理,湖泊生态修复技术,第三十八页,共四十九页。,湖滨带生态修复技术(jsh)多自然型植被净化技术生态景观设计技术植物优化配置技术基底修复技术湖泊水体修复技术水流控制技术光控制技术控制致臭与有害微生物技术渔业生态控制技术.污染底泥控制技术环保疏浚技术安全复盖技术安全固化技术,湖泊生态(shngti)修复技术,河流生态修复技术砾石接触氧化技术旁侧式湿地净化(jnghu)技术河床生态修复技术生态堤岸技术自然型河床曝气技术河口生态修复技术河口净化技术生态浮岛技术河口藻类控制技术河口生物栖息地恢复技术 蓝藻控制技术生物控藻技术机械除藻技术化学菌剂控藻技术扬水筒控藻技术,第三十九页,共四十九页。,霞浦湖(Lake Kasumigaura),淡水湖(汽水湖)湖面积 220km2,平均(pngjn)水深4m流域面积2156.7km2容积 8.5亿m3滞留時间 200天生物丰富,第四十页,共四十九页。,筑波(zh b)山,高浜入,土浦市,日本(r bn)霞浦湖,1300亿元(折算成人民币)治理近37 年 污水处理率达80%现在(xinzi)相当于四类水 富营养状态,第四十一页,共四十九页。,42,湖库生态(shngti)安全评估方法简介,4,第四十二页,共四十九页。,项目(xingm)目标,建立湖库生态安全调查与生态安全评估(pn)方法。开展重点湖库生态安全调查与生态安全评估提出各重点湖库生态安全监控与预警方案制定生态安全保障综合方案和筛选关键技术,全国重点湖泊水库(shuk)生态安全调查与评估,第四十三页,共四十九页。,生态(shngti)安全的概念,生态安全:一个从人体健康(jinkng)、族群生存、社区生产与生活、区域经济发展与可持续发展能力、国家安全乃至全球格局的极其复杂、深厚而又不可回避的保障体系,生态健康:指生态系统没有病痛反应、稳定且可持续发展(fzhn),即生态系统随着时间的进程有活力并且能维持其组织及自主性,在外界胁迫下容易恢复。,生态风险:指生态系统中所发生的非期望事件的概率与后果。,第四十四页,共四十九页。,湖库生态(shngti)安全的设计考虑,湖库生态(shngti)安全,水生态(shngti)健康,生态服务功能,人类活动影响,驱动力/压力,状态,影响,风险,风险,第四十五页,共四十九页。,湖泊生态安全评估的技术(jsh)路线,生态安全综合评估,历史(lsh)资料,现状(xinzhung)调查,第四十六页,共四十九页。,湖库生态安全4+1评估(pn)方法框架,第四十七页,共四十九页。,谢谢(xi xie)Thanks,第四十八页,共四十九页。,内容(nirng)总结,湖泊富营养化及综合治理方法。湖泊数:2742(1 km2)。湖泊富营养是一个状态,而富营养化指的是一个过程。单位:chla:mg/m3,SD:m。DO下降有利于蓝藻的生长,而对其他藻类生长不利,这样蓝藻能够(nnggu)很快形成竞争优势。CO2在水中溶解度随水温升高而降低,当湖水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下,碳也有可能成为限制因子,此时增加碳有利于水华藻类生长。人口+农田+牲畜。用水量500/人/d,第四十九页,共四十九页。,