沉积物中磷形态与湖泊富营养化的关系

湖泊富营养化产生原因分析

湖泊富营养化产生原因分析 摘要：湖泊富营养化已经成为一个全球性的水环境污染问题，探寻其产生的原因和机理具有非常重要的意义。本文在前人研究成果的基础上，从自然环境、化学、物理、水生态系统以及内源污染等多个方面进行了总结分析。 关键词：湖泊富营养化；内源污染 湖泊、水库等封闭型水体的富营养化是一个全球化水环境污染问题。据统计，全球约有75%以上的封闭型水体存在富营养化问题。中国是一个多湖泊的国家，全国共有1km2以上的湖泊2759个，总面积达91019km2，占国土面积的0.95%，由于近20年经济的高速发展和不适当的湖泊资源开发利用，使这些湖泊的多数已经处于富营养化或正在富营养化中，造成了巨大的经济损失。在过去的十几年中，围绕湖泊富营养化治理，各级政府投入了大量的人力和物力，但收效并不理想，这在很大程度上与对湖泊富营养化机理方面的基础研究不够和认识不足有关。因此，有针对性地寻找富营养化产生的原因，具有非常重要的意义。在20世纪初期，国外部分生态专家、湖沼学家已经开始对富营养化的成因进行初步探索。由于富营养化的发生、发展包含一系列生物、化学和物理变化的过程，并与水体形状、湖泊形态和底质等众多因素有关，演变过程十分复杂，研究还停留在初级阶段，有待进一步的深入。本文在前人研究的基础上，对富营养化形成的原因和机理进行了总结。 1、自然条件下湖泊的富营养化 在自然条件下，湖泊也会富营养化，但这是一种漫长的自然过程，随着河流夹带各种碎屑和生物残骸在湖底的不断淤 积，湖泊会从贫营养湖过渡为富营养湖，进而演变为沼泽和陆地，湖泊就自然消亡了。 关于自然状态下湖泊富营养化的原因，尚未有明确的定论，一般认为是气候导致的。特别是浅水湖泊，在自然状况下比深水湖泊更容易产生富营养化，这是由于其浅水区常常有茂盛的水生植物发育，在大洪水期间，持续一定时间的高水位将导致水生植物大面积消亡，而洪水泛滥所带来的大量的悬浮物

淡水鱼对浅水湖泊生态及富营养化的影响

淡水鱼对浅水湖泊生态及富营养化的影响淡水鱼是湖泊生态系统的重要组成部分, 也是重要的资源。渔业一直是我国许多湖泊的重要功能, 包括很多城市湖泊, 如杭州西湖、南京玄武湖、北京昆明湖和武汉东湖等也把提高鱼产量放在显著地位。鱼类是影响湖泊生态系统的重要因素, 影响包括湖泊的生物( 尤其是饵料生物) 群落结构、营养物质的状态和水平等。随着湖泊富营养化问题的日益严重, 养鱼与富营养化进程之间的关系愈加受到各国学者的关注。 我国湖泊的放养鱼类一般可分为3类: 第1类是滤食性、营中上层活动的鱼类,如鲢、鳙等；第2类是草食性、营中下层活动的鱼类, 如草鱼等；第3类是杂食性或温和肉食性、营底层活动的鱼类,如鲤等。在我国,湖泊富营养化的进程与渔业的发展几乎是同步的,研究分析鱼类与浅水湖泊富营养化之间的关系对我国湖泊富营养化治理有重要的理论价值和实践指导意义。 1 草食性鱼类的影响 草鱼是一种典型的摄食大型水生植物的鱼类。在天然水域中,它摄食水生植物具有一定的选择性, 比较喜食的种类有芇草、黑藻、马来眼子菜、菹草、黄丝草、小茨藻等, 不喜食的种类有菜、聚草和水花生。但在喜食水生植物匮乏的情况下, 不喜食的植物也将被吃光, 甚至摄食昆虫及其幼虫。草鱼的食量大,每天摄食沉水植物的量甚至超过鱼的体重,高的超过体重的93%。沉水植物的饵料系数因种类不同而有较大差异, 其范围在50～180。陈洪达认为,其平均值可以120 (湿重)或100(鲜重)计算。因此,当草鱼放养量过大,其摄食强度超过植物再生产能力时, 必然导致水生植物的减少, 甚至毁灭。特别是植株再生能力不强、地下茎和根系又不发达、种子量不多、且为草鱼喜

水体富营养化评价方法

为了进一步认识调查区域水质状况，我们采用了TLI 综合营养指数法运用TP 、TN 、SD 、COD Mn 对其水质进行评价。 综合营养状态指数公式： j 1 ()()m j TLI W TLI j ==?∑∑ (1) TLI(chl)=10(2.5+1.086ln chl ) (2) TLI(TP)=10(9.436+1.624ln TPl ) (3) TLI(TN)=10(5.453+1.694ln TN ) (4) TLI(SD)=10(5.118-1.94ln SD ) (5) TLI(COD)=10(0.109+2.661ln COD ) 式中，TLI （∑）表示综合营养状态指数；TLI （j ）代表第j 种参数的营养状态指数；W j 为第j 种参数的营养状态指数的相关权重。以chla 为基准参数，则第j 种参数的归一化的相关权重计算公式为： 221ij m ij j r Wj r ==∑ r ij 为第j 种参数与基准参数chla 的相关系数；m 为评价参数的个数。 中国湖泊的chla 与其他参数之间的相关关系r ij 和r 2ij 见表2。 表1 中国湖泊的chla 与其他参数之间的相关关系r ij 和r 2i 值 参数 chla TP TN SD COD Mn r ij 1 0.84 0.82 -0.83 0.83 r 2ij 1 0.7056 0.6724 0.6889 0.6889

为了说明湖泊富营养状态情况, 采用0～100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级: TL I < 30 贫营养(Oligotropher) 30≤TL I≤50 中营养(Mesotropher) TL I > 50 富营养(Eutropher) 50< TL I≤60 轻度富营养( lighteutropher) 60< TL I ≤70 中度富营养(Middleeutropher) TL I > 70 重度富营养(Hypereutropher) 在同一营养状态下, 指数值越高, 其营养程度越重。 本文档部分内容来源于网络，如有内容侵权请告知删除，感谢您的配合！

黄河干流表层沉积物磷形态研究王峰

2012年11月内蒙古科技与经济N ov ember2012　第21期总第271期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.21T o tal N o.271黄河干流表层沉积物磷形态研究 王　峰1,陈茂林2,张　志2,郭博书2 (1.山西省电力公司电力通信中心,山西太原　030001;2.内蒙古师范大学化学与环境科学学院,内蒙古呼和浩特　010022) 摘　要:采用改进的Rut t enberg法研究内蒙古段黄河干流表层沉积物中磷形态的分布特征,计算了生物可利用磷,并探讨了磷对河流和海洋产生的可能影响。 关键词:磷的形态;表层沉积物;内蒙古;黄河 中图分类号:X522(226) 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)21—0057—04 磷是海洋生物赖以生存的生源要素之一,在合适的光照、温度、pH值、硅及其他营养物质充分的条件下,藻类光合作用的总反应式为:106CO2+ 16NO3-+HPO42-+122H2O+18H++能量+微量元素→C106H263O110N16P+138O2[1]。根据L eibig最小因子定律,植物的生长取决于外界供给它们养分最少的一种或两种因子,通常认为地球拥有丰富的碳资源,因此氮、磷元素往往成为浮游植物生长的限制因素,氮不足可由生物固定海水中的氮气获得,所以,磷更易成为限制因素。由于浮游植物大约以16∶1的比例吸收氮、磷,低于或高于这一比例就会形成氮或磷限制,所以,1958年Redfield提出大洋水中氮、磷比为16∶1[2],一直沿用至今。孟春霞2004年调查了黄河口及邻近海域的氮、磷比值[3],黄河口邻近海域水体中N∶P比值为111,其中表层水体中N∶P比值为150,底层水体N∶P比值为53。黄河口内水体中N∶P比值为684,高于20世纪80年代黄河下游可溶性无机氮(DIN)与可溶性无机磷(DIP)的DIN/DIP的平均值503[4]。当时测得DIN含量升高(18.33 mo l/L～308.34 m ol/L),而DIP含量降低(0.08 m ol/L～0.47 mol/L),从而使黄河口内的氮/磷比值发生变化,这可能是由于黄河磷元素的输入源发生了变化。 河流输送是海水中磷的主要来源,河流不断向海水中输送大量的磷,成为有机生命存在和发展的基础。Zhang对中国主要河流中磷的入海通量进行了估算[5],鸭绿江、大辽河、滦河、黄河、长江、岷江、九龙江和珠江中磷的输入通量分别为1.3×106、16.1×106、2.1×106、14.8×106、529.1×l06、47.1×106、5.1×106、和237.3×106mo lyr-1。河流向海水中输送的磷主要以颗粒态形式存在,在一些河流中颗粒态磷占的比例达到90%以上。黄河是我国第二大河流,以输沙量多、含沙量高而举世闻名。黄河多年经流量占流入渤海经流量的78%。黄河沉积物是磷酸盐积累和间歇性再生的重要场所,在一定条件下,沉积物具有“源”和“汇”效应,向水体释放或吸附磷酸盐。 磷在沉积物——水界面的迁移转化和交换机制受到磷形态的影响。为了更全面的评价黄河沉积物向水生态系统的供磷能力,更好的理解沉积物中磷的循环过程,必须对沉积物中磷的形态、数量、再生过程及机制等进行全面的较深入的研究,以弄清黄河口及其邻近水域近几年产生磷限制的原因所在。黄河每年向渤海输送约4.8亿t泥沙,它是影响磷的迁移、转化和生物可利用性的重要载体,有关黄河沉积物磷的形态研究很少,此研究是国家973计划项目“高混浊河口水域的生物地球化学过程”前期工作的一部分内容。 1　实验部分 1.1　样品采集 表1采样站位 站位名称东经(E) 北纬 (N) 高度 (H,m) 精度 (m)宁夏石咀山106°47′01.3″39°14.4′45″1082.0 4.3 内蒙古乌海106°47′54.2″39°41′25.7″1063.0 4.8 内蒙古临河107°25′59.2″40°44′21.8″1028.0 6.1 乌拉特前旗108°37′50.0″40°43′28.6″1012.0 6.9 包头大桥109°54′82.7″40°31′88.9″998.57.1 喇嘛湾111°24′48.8″40°02′16.5″978.5 5.2山西兴县张家湾110°52′15.5″38°30′47.1″766.07.0 柳林三交镇110°40′36.5″37°18′15.8″615.0 5.0 壶口瀑布110°26′39.3″36°08′57.3″444.015.1 芮城大禹渡110°45′04.3″34°39′21.9″318.0 5.0 陕西潼关110°16′91.3″34°36′64.8″319.0 5.4 三门峡111°09′72.2″34°48′36.8″31428 5.4郑州花园口113°39′55.9″34°51′45.8″81.1 6.3 山东济南116°59′39.6″36°43′63.7″23.58.0 垦利黄河口119°00′31.3″37°45′58.7″0.87.6 渤海浅海119°17′05.9″37°43′92.9″-2.0 6.3 ? 57 ? 收稿日期:2012-09-21 基金项目:国家自然科学基金资助项目20467002。 作者简介:王峰(1980-),男,工程师,现就职于山西电力公司,从事通讯工程和计算机化学工作。

湖泊富营养化的生态修复

湖泊富营养化的生态修复 摘要目前我国湖泊富营养化呈恶化趋势，严重影响到水生生态系统的平衡和人们的健康。水体富营养化的形成与营养物质、溶解氧、光照、温度、水动力以及底泥等影响因素有关。在分析了水体富营养化的成因以及危害的基础上, 论述了湖泊富营养化得生态修复机制和目标，分别对水生植物修复技术、微生物修复技术和水生动物修复技术的机理、特点、存在的问题以及今后的研究方向进行了阐述。 Abstract At presen，t the level of lake eutrophication is deteriorating in China， which has destroyed the balance of aquatic ecosystems and endangered human health seriously。The formation of water eutrophication is releated to several factors，such as nutr ients，dissolved oxygen, ligh,temperature, hydrodynamic and sedmient，etc. Based on analyzing the causes and harm of water eutrophication，the remediation technology of aquatic plantm ，icroorganism and aquatic-animal were discussed in detail，including the irtreatment-mechanism，process characteristics，existing problems and the future research d irection。 关键词生物修复水体富营养化修复机制水生植物微生物水生动物 前言近年来，随着我国经济的迅速发展，排污量日益增加，加上长期以来人们对湖泊资源的不合理开发，大量含有氮、磷元素营养物质的污染物不断排入湖 ???。水体富营养使水体的营养物质负荷量不断增加，造成水体富营养化)库， (化不仅对水体水质有严重影响，而且影响到周边水环境和人文景观。根据近几中国环境状况公2007我国湖泊富营养化非常严重且呈恶化趋势。年的数据显示，报显示，28 个国控重点湖泊中，满足Ⅱ类水质的2个，占7.1%；Ⅲ类的6个，占21.4% ；Ⅳ类的4个，占；Ⅴ类的5个，占17.9%；劣Ⅴ类的11个，占39.3%。主要污染指标为总氮和总磷。在监测的26个湖泊中, 重度富营养的2个, 占7.7%；???。因此, 预防和治理34.6%轻度富营养的9个, 占, 中度富营养的3个占11.5%; 湖泊的富营养化势在必行。仅仅依靠建立污水处理厂和制定严格的排放标准来减少排入水体的有毒有害物质是远远不够的，也是很被动的一种预防措施。随着水生态修复理论的不断完善和深入，近年来水生态修复技术发展较快。水生态修复技术是根据水生生态学及恢复生态学基本原理，对受损的水生态系统的结构进行修复，促进良胜的生态演替，达到恢复受损生态系统生态完整性的一种技术措施???。 1 水体富营养化的成因与危害 1. 1水体富营养化的成因 富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。在自然条件下,随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积, 湖泊会从 贫营养湖过渡为富营养湖, 进而演变为沼泽和陆地, 这是极为缓慢的过程。但由于人类的活动, 将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排 入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后, 水生生物尤其是藻类将大量繁殖,

湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定

湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定 2004-08-11 1、湖泊（水库）富营养化状况评价方法：综合营养状态指数法 综合营养状态指数计算公式为： 式中：—综合营养状态指数； Wj—第j种参数的营养状态指数的相关权重。 TLI（j）—代表第j种参数的营养状态指数。 以chla作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为： 式中：rij—第j种参数与基准参数chla的相关系数； m—评价参数的个数。 中国湖泊（水库）的chla与其它参数之间的相关关系rij及rij2见下表。 ※：引自金相灿等著《中国湖泊环境》，表中rij来源于中国26个主要湖泊调查数据的计算结果。 营养状态指数计算公式为： ⑴ TLI（chl）=10（2.5+1.086lnchl） ⑵ TLI（TP）=10（9.436+1.624lnTP）

⑶ TLI（TN）=10（5.453+1.694lnTN） ⑷ TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD） ⑸ TLI（CODMn）=10（0.109+2.661lnCOD） 式中：叶绿素a chl单位为mg/m3，透明度SD单位为m；其它指标单位均为mg/L。 2、湖泊（水库）富营养化状况评价指标： 叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）、高锰酸盐指数（CODMn） 3、湖泊（水库）营养状态分级： 采用0～100的一系列连续数字对湖泊（水库）营养状态进行分级： TLI（∑）＜30贫营养（Oligotropher） 30≤TLI（∑）≤50中营养（Mesotropher） TLI（∑）>50富营养 (Eutropher) 50＜TLI（∑）≤60轻度富营养(light eutropher) 60＜TLI（∑）≤70中度富营养(Middle eutropher) TLI（∑）>70重度富营养(Hyper eutropher) 在同一营养状态下，指数值越高，其营养程度越重。 注：此规定由中国环境监测总站生态室负责解释

水体沉积物中磷形成规律

水体沉积物中磷形成规律 1 引言 随着国家政策支持和引导力度的加大，太湖富营养化的治理逐见成效，对太湖富营养化的研 究也逐步由外源性的污染控制转移到对内源性污染的关注，但外源性污染的控制依然不容忽视. 太湖流域污染性工业已经得到一定控制，但流域内生活污水、农业面源污染仍未得到有效的控制，而这些污染物均通过入湖河流排入到太湖中.太湖流域内村镇级的河流特别是断头浜均与入湖河 流水系相通，而这些河流长期受到沿岸农业面源污染、生活污水和人畜废水的影响，蓄积了大量 的营养物质，底泥淤积严重，有些则形成黑臭河流，对下游河流及湖泊的水体生态系统构成重要 的影响;此外，这些河流平时成为环保部门监测和治理的盲点区域，第一手资料仍然十分匮乏， 因此，要从污染源头抓起，使外源性污染得到一定控制. 沉积物是磷等营养物质的重要蓄积库，既可作为“汇”收集来自上覆水体中沉降、颗粒物、 运输等多种途径带来的污染物;也可在特定的环境条件下，沉积物作为“源”将污染物再次释放 到上覆水体中，从而引起水体二次污染.因此，对深受外源性污染影响的村镇级的河流特别是断 头浜给予关注外，其河流的内源性污染也不容忽视.沉积物作为内源性污染的重要来源之一，是 构成黑臭河流中重要的一部分.掌下浜(北段)是太滆南运河下游的自然支流之一，沿途与数条断 头浜相连，流域内由于农村居住分散，加上农村集体经济实力有限，缺乏有效管理和技术处理能力，基本无完整的生活污水收集系统和处理设施，农村生活污水、农业退水直接排入现有排水沟 渠塘及河道，导致河流污染日益严重，加上河道沉积物中污染物含量高，严重影响了太湖水质. 同时，目前对湖泊、入湖河流、入湖河口、城市内河及湖泊的外源性污染控制的研究较多，但对 农村地区的黑臭河流、断头浜的沉积物污染状况从外源和内源两方面研究相对较少. 因此，笔者从太湖流域农村黑臭河流中选取掌下浜(北段)作为典型研究区域，分析河道沉积 物中磷形态的分布特征及相关性，从日益加重的外源性污染和不容忽视的内源性污染两方面给予 评价，以期为河流污染现状和治理及太湖富营养化防治提供基础数据. 2 研究区域及方法 2.1 研究区域概况 掌下浜(北段)为太滆南运河下游的一条天然支流，全长约3 km，河段主要位于江苏省宜兴市周铁镇内，由北向南注入太滆南运河.河流两岸土地以农业用地和居住用地为主，随着区域经济 的发展和居民生活水平的提高，日益增长的生活污水和农业退水均未经处理直接排入河流，导致 河流污染日益严重. 2.2 采样点设置及样品采集 采样点的布设结合河流的特点，特别是农村村落分布及断头浜交汇处，从上游到下游共设13个采样点，样点具体布设如图 1所示.于2014年10月对掌下浜(北段)进行现场观测与采样，采 用口径为9 cm的柱状采样器(HYDROBIOS，德国)采集未经扰动的沉积物柱状样品，每个采样点均 随机采集3个样品，沉积物现场以5 cm分层，混匀后立即装入聚乙烯自封袋中，并同时运用有 机玻璃采水器采集相应点位距离水面30 cm深处的河水，一同放入冷藏箱中4 ℃保存，送往实验室处理.沉积物样品送至实验室后采用孔径1 cm的铁筛对底泥进行粗筛，以除去植物残体和贝类 等大颗粒物质，对筛过的底泥进行充分混匀，经冷冻干燥机(LABCONCO冻干机，美国)冻干后，玛瑙研钵充分研磨，过100目筛，放入玻璃瓶置于阴凉干燥处备用.采集的柱状沉积物均分为3层，即表层(0~5 cm)、中层(6~10 cm)、底层(11~15 cm).

长江中下游浅水湖泊富营养化发生机制与控制途径初探

第14卷第3期 湖 泊 科 学 Vol.14,No.3 2002年9月 JOURNAL OF LA KE SCIENCES Sep.,2002 长江中下游浅水湖泊 富营养化发生机制与控制途径初探Ξ 秦　伯　强 (中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008) 提要 长江中下游地区是我国淡水湖泊比较集中的地区.该地区绝大多数湖泊为浅水湖泊.所有的城郊湖泊都已经富营养化,其他湖泊的营养状况均为中营养-富营养,处于富营养 化的发展中.这些湖泊富营养化的原因同流域上的人类活动有很大的关系.一方面,工业、农业 和城市生活污水正源源不断地向湖泊中排放,另一方面,人类通过湖泊围垦、湖岸忖砌、水产养 殖等破坏自然生态环境,减少营养盐输出途径.国际上对于浅水湖泊富营养化治理的经验表 明,即使流域上的外源污染排放降到历史最低点,湖泊富营养化问题依然突出.其原因与浅水湖 泊底泥所造成的内源污染有关.动力作用导致底泥悬浮,影响底泥中营养盐的释放,也影响水下 光照和初级生产力.控制浅水湖泊富营养化,除了进行外源性营养盐控制之外,还必须进行湖内 内源营养盐的治理.治理内源营养盐的有效途径是恢复水生植被,控制底泥动力悬浮与营养盐 释放.而要进行水生植被恢复,必须进行湖泊生态系统退化机制及生态修复的实验研究. 关键词 长江中下游地区　浅水湖泊　富营养化　机制　控制 分类号 P343.3 浅水湖泊是相对于深水湖泊而言的湖泊范畴.所谓深水与浅水湖泊之分,并无明确的界限.一般认为,深水湖泊在夏季都会出现热力分层的现象,而浅水湖泊则几乎不出现[1].至于深度,绝大多数浅水湖泊均不超过20m[2].长江中下游平原是我国浅水湖泊分布最集中的地区,五大淡水湖中有四个湖泊(鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖)分布于此.据统计,长江中下游平原湖泊面积在1km2以上的共有651个,其中面积大于100km2的有18个[3].从湖泊成因来看,多与洼地蓄水及长江水系的演变有关[4,5],如江汉湖群诸湖;在长江三角洲地带,湖泊的形成与发展,还与海涂的发育及海岸线的变迁有直接联系[4].湖泊由于长期泥沙淤积,面积日趋缩小,湖床抬高,洲滩发育,普遍呈现出浅水湖泊的特点,多数湖泊水深小于10m,平均水深仅2m左右[4,5]. 长江中下游地区浅水湖泊是我国富营养化湖泊分布的主要地区[6].针对富营养化发生过程与机制,国内外已有一些研究报道[7～9],但是机理目前尚未完全明了.出于经济及社会可持续发展的需求,国内外对浅水湖泊富营养化的治理均进行了大量的试验、实践与探索,但是效果并不理想,可以说至今尚未有哪个浅水湖泊的富营养化治理取得了显著的成效.这从一方面突出说明对于浅水湖泊富营养化的机理研究远远落后于生产实际的需求.根据国 Ξ中国科学院知识创新项目”太湖水环境预警”(KZCX2-311)、中国科学院战略重大项目”长江中下游地区湖泊富营养化发生机制与控制对策”和国家自然科学基金(40071019)联合资助. 收稿日期:2002-05-08;收到修改稿日期:2002-06-10.秦伯强,男,1964年生,博士,研究员.

土壤中氮和磷的存在形态和特点

土壤养分含量以及存在形态和特点 土壤形态 一、根据在土壤中存在的化学形态分为 （1）水溶态养分：土壤溶液中溶解的离子和少量的低分子有机化合物。 （2）代换态养分：是水溶态养分的来源之一。 （3）矿物态养分：大多数是难溶性养分，有少量是弱酸溶性的（对植物有效）。 （4）有机态养分：矿质化过程的难易强度不同。 二、氮的形态与转化 1、氮的形态：（全氮含量0.02%——0.3%） （1）无机态氮：铵离子和硝酸根离子，在土壤中的数量变化很大，1—50mg/kg （2）有机态氮：A、腐殖质和核蛋白，大约占全氮的90%，植物不能利用； B、简单的蛋白质，容易发生矿质化过程； C、氨基酸和酰胺类，是无机态氮的主要来源。 （3）气态氮： 2、氮的转化： 有机态氮的矿质化过程：氨化作用、硝化作用和反硝化作用； 铵的固定：包括2：1型的粘土矿物（依利石、蒙脱石等）对铵离子的吸附；和 微生物吸收、同化为有机态氮两种形式。 土壤是作物氮素营养的主要来源，土壤中的氮素包括无机态氮和有机态氮两大类，其中95%以上为有机态氮，主要包括腐殖质、蛋白质、氨基酸等。小分 子的氨基酸可直接被植物吸收，有机态氮必须经过矿化作用转化为铵，才能被作物吸收，属于缓效氮。 土壤全氮中无机态氮含量不到 5%，主要是铵和硝酸盐，亚硝酸盐、氨、氮气和氮氧化物等很少。大部分铵态氮和硝态氮容易被作物直接吸收利用，属于速效氮。无机态氮包括存在于土壤溶液中的硝酸根和吸附在土壤颗粒上的铵离子，作物都能直接吸收。土壤对硝酸根的吸附很弱，所以硝酸根非常容易随水流失。在还原条件下，硝酸根在微生物的作用下可以还原为气态氮而逸出土壤，即反硝化脱氮。部分铵离子可以被粘土矿物固定而难以被作物吸收，而在碱性土壤中非常容易以氨的形式挥发掉。土壤腐殖质的合成过程中，也会利用大量无机氮素，由于腐殖质分解很慢，这些氮素的有效性很低。 三、磷的形态与转化 1、形态（土壤全磷0.01%——0.2%） （1）有机态磷：核蛋白、卵磷脂和植酸盐等，占全磷总量的15%——80%； （2）无机磷：（占全磷20%—85%） 根据溶解度分为三类 A、水溶性磷： 一般是碱金属的各种磷酸盐和碱土金属一代磷酸盐，数量仅为0.01—— 1mg/kg。在土壤中不稳定，易被植物吸收或变成难溶态。

浅论湖泊富营养化预测及评价的模型的研究

目录 摘要 1 引言…………………………………………………… 2 绪论………………………………………… 2.1 湖泊富营养化的概念及分类………………………… 2.2 国内外水体富营养化污染概况…………………… 3 湖泊富营养化的研究内容……………………………… 3.1 富营养化预测………………………… 3.1.1 预测的目的及内容……………… 3.1.2 预测模型进展概况……………… 3.2 富营养化评价…………………… 3.2.1 评价的目的及意义……………………… 3.2.2 评价的基本步骤………………………… 3.2.3 评价模型进展概况…………………… 3.3 湖泊富营养化模型………………………… 3.3.1 评分模型………… 3.3.2 营养状态指数模型………… 3.3.3 改进的营养状态指数模型……………… 3.3.4 生物多样性评价………… 3.3.5 灰色理论评价模型…………………… 3.3.6 浮游植物与营养盐相关模型………………………… 3.3.7 生态动力学模型……………… 4 结论及展望…………………………………… 4.1 结论………………………… 4.2 展望……………………………… 参考文献…………………………

摘要 本文主要讲述了湖泊富营养化的几种模型，分别有：评分模型、营养状态指数模型、改进的营养状态指数模型、生物多样性评价、灰色理论评价模型、浮游植物与营养盐相关模型、生态动力学模型，针对不同模型分别进行相应介绍，并且对国内外水体富营养化污染做出一定概况，对未来湖泊水体进行了一定程度的展望。 1 引言 水资源是人类赖以生存的基础物质，随着人口增长和社会经济飞速发展，水的需求量急剧增加，而水资源污染也日益严重。我国自20世纪80年代以来，由于经济的急速发展和环保的相对滞后，许多湖泊、水库已经进入富营养化，甚至严重富营养化状态，如滇池、太湖、西湖、东湖、南湖、玄武湖、渤海湾、莱州湾、九龙江、黄浦江等。2000年对我国18个主要湖泊调查研究表明，其中14个已经进入富营养化状态。 2 绪论 2.1 湖泊富营养化的概念及分类 通常，湖泊水库等水体的富营养化[1]是指湖泊水库等水体接纳过量的氮、磷等营养物质，使藻类和其它水生生物大量繁殖，水体透明度和溶解氧发生变化，造成水体水质恶化，加速湖泊水库等水体的老化，从而使水体的生态系统和水功能受到损害。严重的会发生水华和赤潮，给水资源的利用如：饮用，工农业供水，水产养殖、旅游等带来巨大的压力。另一种定义方法[2]（Cooke等提出）是由于过量的营养物质、有机物质和淤泥的进入，导致的湖泊水库生物产量增加而体积缩小的过程。该定义除了营养盐以外，还强调了有机物质和底泥的输入。因为有机物质也可以导致水体体积缩小，溶解氧消耗，并通过矿化作用从沉积物中释放营养物质；淤泥的输入也可使水体面积缩小，深度降低，并能吸附营养盐和有机物质沉积到水底部，成为潜在污染源。释放后必然会促进水体生物的大量繁殖，当水体内大量的植物（沉水植物和漂浮植物）以及大量藻类死亡后，释放的有机物和营养物会进一步加剧水体的营养程度。 根据水体营养物质的污染程度，通常分成贫营养、中营养和富营养三种水平。实际上，湖泊水库等水体的富营养化自然条件下也是存在的，不过进程非常缓慢，这就是地理学意义上的富营养化。然而一旦水体接受人类活动的影响，这种转变的速度会大大加快，特别是在平原区域，人口密集，工农业发达，大量污水进入水体，带入大量的营养物质，极大的加速水体富营养化进程。人们通常所说的富营养化是指这种在人为条件的影响下，大量营养盐输入湖泊水库，出现水体有生产能力低的贫营养状态向生产能力高的富营养状态转变的现象。这种富营养化通常称为人为富营养化。 水体富营养化的发生也是逐步进行的。水体在营养盐浓度较低，藻类和其它浮游植物的生物量随着营养盐浓度的增加而相应增加的时期，称为响应阶段，这

湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定(eco)(精)

附件1： 湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定 1、湖泊(水库)富营养化状况评价方法：综合营养状态指数法 综合营养状态指数计算公式为： ∑=?=∑m j j TLI Wj TLI 1)()( 式中：)(∑TLI —综合营养状态指数； Wj —第j 种参数的营养状态指数的相关权重。 TLI （j ）—代表第j 种参数的营养状态指数。 以chla 作为基准参数，则第j 种参数的归一化的相关权重计算公 式为： ∑==m j ij ij j r r W 122 式中：r ij —第j 种参数与基准参数chla 的相关系数； m —评价参数的个数。 中国湖泊(水库)的chla 与其它参数之间的相关关系r ij 及r ij 2见下表。 中国湖泊(水库)部分参数与chla 的相关关系r 及r 2值※ ※：引自金相灿等著《中国湖泊环境》，表中r ij 来源于中国26个主要湖泊调查 数据的计算结果。 营养状态指数计算公式为： ⑴ TLI （chl ）=10（2.5+1.086lnchl ） ⑵ TLI （TP ）=10（9.436+1.624lnTP ） ⑶ TLI （TN ）=10（5.453+1.694lnTN ）

⑷TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD） ）=10（0.109+2.661lnCOD） ⑸TLI（COD Mn 式中：叶绿素a chl单位为mg/m3，透明度SD单位为m；其它指标单位均为mg/L。 2、湖泊(水库)富营养化状况评价指标： 叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）、高锰 ） 酸盐指数（COD Mn 3、湖泊(水库)营养状态分级： 采用0～100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级： TLI（∑）＜30 贫营养（Oligotropher） 30≤TLI（∑）≤50 中营养（Mesotropher） TLI（∑）>50 富营养(Eutropher) 50＜TLI（∑）≤60 轻度富营养(light eutropher) 60＜TLI（∑）≤70 中度富营养(Middle eutropher) TLI（∑）>70 重度富营养(Hyper eutropher) 在同一营养状态下，指数值越高，其营养程度越重。 注：此规定由总站生态室负责解释

模拟降雨条件下沉积物对磷的富集机理

文章编号:025322468(2000)20320332206 中图分类号:X144 文献标识码:A 模拟降雨条件下沉积物对磷的富集机理 晏维金,章申,唐以剑　(中国科学院地理研究所环境质量室,北京　100101) 摘要:通过模拟降雨径流实验,在72mm/h 的大暴雨条件下,研究侵蚀性颗粒从土壤中的径流流失过程及其对磷的富集作用和机理.结果表明,沉积物中不同粒径团聚体的组成和原来土壤中的组成有很大差异.径流流失的沉积物主要以0125mm 以下的团聚体为主.径流中80%以上的磷以颗粒态形式流失,而颗粒态磷的60%—90%随011mm 以下的团聚体流失.不同粒径团聚体对磷的富集作用和富集系数不同.模拟实验建立了沉积物富集系数与其累积流失量之间相关关系的经验模型:ln (ER )=1115—0122ln[SL ],来预测颗粒态磷的流失. 关键词:磷;颗粒态磷;富集系数;沉积物;团聚体;地表径流 Sediment enrichment mechanisms of phosphorus under simulated rain 2fall conditions Y AN Weijin ,ZHAN G Shen ,TAN G Y ijian (Institute of G eography ,CAS ,Beijing 100101) Abstract :The study on mechanisms of soil aggregates detachment by rainfall and loss by runoff was conducted to seek explanation for the enrichment of PP in eroded sediment and original soil (Meadow Drab S oil )in a rainfall simulation experiment with a constant rainfall rate of 72mm h -1.The results showed that the aggregate size distribution of the eroded sediment was drastically different to that of the original soil.More than 80%of total P transported by runoff was in the particulate form ,whereas 60%—90%of PP lost with finer aggregates smaller than 011mm.The study demonstrated that both the PP enrichment mechanism and enrichment ratio (ER )are different for different aggregate sizes.The ER for both larger aggregates (>011mm )and finer aggregates (<01045mm )is higher than that of intermediate one (011—01045mm ).The enrichment mechanism of larger aggregates is due to the higher pro 2portion of organic matter ,while the higher content of clay in finer sediment is responsible for that of finer aggregates.A simple en 2richment equation is proposed to predict the loss of PP :ln ER =1115—0122ln[soil loss]. K eyw ords :sediment ,phosphorus (P );particulate phosphorus (PP );aggregate ;enrichment ratio (ER );runoff 收稿日期:1999202203;修订日期:1999210211 基金项目:国家自然科学基金(批准号49801019);国家“九五”重大基金项目(批准号39790100)资助项目 作者简介:晏维金(1965— ),男,副研究员(博士后)在农业生产上,磷肥的投入是实现粮食增长的最有效措施之一.然而施入土壤中的磷肥,除少量被植物生长吸收外(约30%)[1],大量的磷肥在土壤中积累并随降雨径流由陆地向水生生态系统迁移,这不仅造成农业生产的损失,还加速受纳水体富营养化[2,3].磷随地表径流的流失从形态上分为颗粒态和溶解态两部分,颗粒态磷的流失主要是通过沉积物对磷的吸附作用而进行的.与土壤相比,沉积物有较高的含磷量,表明沉积物对磷有富集作用[4,5],这种富集作用,一方面决定于土壤中有机质对磷的吸附作用[6,7];另一方面决定于粘土的吸附作用[4],这二者都与土壤中的团聚体组成有关.从农田土壤中流失的沉积物由不同粒径的团聚体组成[8],而沉积物中团聚体的粒径组成与土壤类型[9],降雨径流过程[10]和土壤表面条件[11]有关,从而影响对磷的富集作用.此外,施肥对磷在土壤团聚体中的分布和富集作用影响很大[12].沉积物对磷的富集作用可用富集系数(Enrichment Ratio ,ER )表示,ER =[沉积物含磷 第20卷第3期2000年5月 环　境　科　学　学　报 ACTA SCIEN TIA E CIRCUMSTAN TIA E Vol.20,No.3May ,2000

浅水湖泊沉积物中磷的地球化学特征

浅水湖泊沉积物中磷的地球化学特征 朱广伟,高　光,秦伯强,张　路,罗潋葱 (中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京　210008) 摘要:对太湖不同污染状况和生态系统状况的湖区沉积物中磷的地球化学形态及其分布进行了研究。结果发现,沉 积物的理化性质和磷的化学形态一般都在表层下深5～15cm 发生明显的转折;草型湖区、藻型湖区、开阔湖面的 大湖区沉积物的理化性质、间隙水中的磷浓度及沉积物中磷的形态存在较大的差异。东太湖沉积物间隙水磷浓度 和交换态磷含量都显著低于其他湖区;风浪扰动相对剧烈的开阔湖面湖区沉积物中磷的沉积规律也不同于梅梁湾 藻型湖区和东太湖草型湖区。研究表明,浅水湖泊中水生生物状况、风浪扰动状况对沉积物中磷的地球化学行为有 至关重要的影响。 关　键　词:浅水湖泊;沉积物;磷;地球化学形态;富营养化;太湖 中图分类号:X142 文献标识码:A 文章编号:100126791(2003)062714206 收稿日期:2002209211;修订日期:2002212230 基金项目:中国科学院知识创新项目(KZCX12SW 2122II 202;KZCX22311);国家自然科学基金资助项目(40203007);中国 博士后科学基金资助项目(2002031226) 作者简介:朱广伟(1972-),男,河南中牟人,中国科学院南京地理与湖泊研究所助理研究员,博士,主要从事湖泊水环 境治理研究。E 2mail :gwzhu @niglas 1ac 1cn 深水湖泊沉积物中磷的释放比较有规律,主要随季节变化呈现周期性的变化,浅水湖泊中磷的释放、沉积等地球化学行为则较为复杂。浅水湖泊中,一方面,由于水浅,温度等理化性质分层不明显,风浪作用对沉积物2水界面的干扰大,表层沉积物的氧化比较充分,铁锰氧化物等胶体通过吸附作用对磷的迁移控制作用也较大,有利于沉积物中磷的固定;另一方面,与深水湖泊相比,浅水湖泊单位体积的水拥有更大面积的沉积物表面,风浪作用更容易扰动沉积物2水界面,沉积物与水体的接触机会大大增加,沉积物与水之间磷的交换作用更加充分,沉积物对水体磷的影响也更为直接和频繁[1],尤其是在湖面开阔、风的吹程长的大型湖泊中。研究浅水湖泊沉积物中磷的地球化学规律,对正确认识浅水湖泊的内源负荷特点及揭示水华爆发机制都有重要意义。本文以太湖为例,研究了不同水文状况、水质特征和生态类型的湖区沉积物中磷的地球化学特征及其与浅水湖泊中磷的内源负荷之间的联系,为湖泊富营养化治理提供依据。 1　研究区域概况 太湖水面面积为2338km 2,平均水深为1189m ,是一个典型的大型浅水湖泊[2]。由于湖面开阔,又位于典型的季风气候区,太湖风浪的发生频繁,5m/s 以上的风速在太湖地区很常见,比如在2000年至2001年的731d 中,有119d 的日平均风速在5m/s 以上,平均每611d 就有1d 的日平均风速超过5m/s ,还不包括许多短时间的大风天气[3,4]。湖面风速在5m/s 以上时风浪对沉积物的扰动作用已经相当强烈,可引起上覆水悬浮物浓度的显著增高[5],风浪作用对太湖沉积物2水界面的交换过程的干扰相当强烈,而这种风浪频繁扰动下沉积物中磷的地球化学特征并不清楚。 太湖的主要入湖河道集中在西岸,自北向南主要有梁溪河、直湖港、 太 运河、大浦港(宜溧河)、东西苕溪等,其中大浦港和东西苕溪是太湖的主要水源,70%以上的太湖水都来自这两条河。东部河网地区是太湖的 出水河道,经东太湖而入淀山湖以及经望虞河入长江是太湖的两个主要出口。 太湖的富营养化问题自1988年以来就比较突出,20世纪90年代以来水华频繁爆发。水华爆发主要集中第14卷第6期 2003年11月　水科学进展ADVANCES IN WA TER SCIENCE Vol 114,No 16　Nov.,2003

湖泊富营养化的形成原因及其生态修复

湖泊富营养化的形成原因及其生态修复 姓名：黄艳红学号：10082096 摘要：近些年来,因经济的快速发展,各种有毒有害物质的大量排入水体,导致我国湖泊水体富营养化呈现迅猛发展的趋势,水体污染非常严重,对人民生活和经济发展产生巨大影响。水体富营养化的形成与营养物质、溶解氧、光照、温度、水动力、底泥以及光线和PH值等影响因素有关。在分析了水体富营养化的成因以及危害的基础上,提出了物理、化学、生物的修复技术的原理和方法，为处理湖泊富营养氧化的问题提供了方向。 关键词：富营养化水体污染形成原因修复技术 前言近年来，随着我国经济的迅速发展，排污量日益增加，加上长期以来人们对湖泊资源的不合理开发，大量含有氮、磷元素营养物质的污染物不断排入湖(库)，使水体的营养物质负荷量不断增加，造成水体富营养化。水体富营养化不仅对水体水质有严重影响，而且影响到周边水环境和人文景观。据资料显示，由于排入湖体的氮、磷等营养物质在不断增加，我国湖水水质的富营养化过程大大加快。在我国131个主要湖泊和39个大中型水库中，已达富营养程度的湖泊有67个，占调查湖泊总数的51.3%。因此，修复湖泊的富营养化问题俨然成了当今社会的主要问题之一。 一、水体富营养化的成因与危害 1、水体富营养化的成因 富营养化指湖泊、水库、缓慢流动的河流以及某些近海水体中氮、氧营等植物营养物质过量从而引起水体植物的大量生长，从而引起水质污染现象。在自然条件下,随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在

湖底的不断沉降淤积, 湖泊会从贫营养湖过渡为富营养湖, 进而演变为沼泽和陆地, 这是极为缓慢的过程。但由于人类的活动, 将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后, 水生生物尤其是藻类将大量繁殖, 使生物量的种群种类数量发生改变, 破坏了水体的生态平衡。大量死亡的水生生物沉积到湖底, 被微生物分解, 消耗大量的溶解氧, 使水体溶解氧含量急剧降低, 水质恶化, 以致影响到鱼类的生存, 大大加速了水体的富营养化过程。水体富营养化的形成主要受营养物质、溶解氧、气温、光照、水动力和底泥等因素的影响。 ①营养物质。水体富营养化的根本原因是营养物质的增加。淡水水域藻类大量增殖的限制因子主要是磷，其次是氮，可能还有碳、微量元素或维生素。在适宜的光照、温度、pH值和具备充分营养物质的条件下, 天然水中藻类进行光合作用, 合成本身的原生质。 ②溶解氧。根据湖水中光合作用产氧和污染物氧化降解的耗氧过程可知，水体溶解氧下降有利于蓝藻的生长，而对其他藻类生长不利。当水体中氮磷过量富集，水中营养物质增多，促使自养型生物生长旺盛，特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加，而其他藻类的种类则逐渐减少。鱼类等对藻类的消费能力赶不上藻类的繁殖速度，水中藻类越长越多，藻类生物集中在水层表面，光合作用释放出的氧溶解在水体表层，表层水面形成氧饱和溶液，从而阻止了大气向水体进行复氧。与此同时，大量死亡的海藻在分解时也要消耗水中的溶解氧，这样水中的溶解氧就会急剧减少，甚至可降至零，从而导致水中的鱼类等动物