实验20 水体富营养化的评价
水体富营养化评价方法
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此模糊综合评价法是一种利用模糊数学进行综合评价的方法，可以将定性评价转化 为定量评价，从而对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。
人工神经网络法
主要结构包含输入、隐藏和输出三层，每层都由一个或多个节点（神经元）组成， 同层神经元之间没有连接，相邻两层的神经元通过权值连接。
1
水体富营养化
评价方法
主成分分析法
将原始变量减少为少数具有代表意义的新变量
遥感技术法 灰色关联法
遥感作为一种湖泊水体富营养化监测手段可进行大范围的湖泊富营养化调查评价。
在系统发展过程中，若两个因素变化的趋势具有一致性，即同步变化程度较高， 即可谓二者关联程度较高；反之，则较低。
评分法 ASSETS方法
此方法将湖泊富营养状态的贫营养-富营养采用0 -100 的一系列连续数字对湖泊 营养状态进行分级。在同一营养状态下, 指数值越高, 其营养程度越重.
水体富营养化评价试验
水污染生物学实验一. 实验目的1. 了解水体富营养化评价方法，并通过对单一因子指标的测定，对模拟水体的富营养化程度进行评价。
2. 回顾水体单一污染因子测定方法，包括透明度(SD)、总磷(TP)、总氮(TN) 和高锰酸盐指数(CODMn)。
3. 掌握叶绿素Chla、TN、TP的测定方法，熟悉实验程序，了解各种仪器的工作原理和操作方法。
二．实验原理1. 叶绿素a的测定原理叶绿素a存在于所有植物中，约占有机物干重的1%～2%，是水体初级生产力和估算水体中浮游植物浓度的重要指标，对叶绿素a进行测定，可以了解水体的生产力和富营养化水平。
叶绿素不溶于水，但溶于乙醇、丙酮、乙醚等有机溶剂。
叶绿素a和b，分别在蓝紫光区和红光区对光谱有两个吸收峰。
因此，可以应用有机溶剂提取叶绿素，在特定波长下进行比色测定。
2.TN的测定原理--碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法总氮：指可溶性及悬浮颗粒中的含氮量。
在60℃以上水溶液中，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子，故在氢氧化钠的碱性介质中可促使分解过程趋于完全。
分解出的原子态氧在120～124℃条件下，可使水样中含氯化合物的氮元素转化为硝酸盐。
并且在此过程中有机物同时被氧化分解。
可用紫外分光光度法于波长220和275nm 处，分别测出吸光度A220及A275按公式求出校正吸光度A：A＝A220－2A275 (1)按A的值查校准曲线并计算总氮(以NO3－N计)含量。
3. TP的测定原理总磷是指水体中各种形态的磷的总量，是反映水体所受污染程度和湖库水体富营养化程度的重要指标之一。
本实验采用过硫酸钾高温高压消解法进行预处理,使其中的含磷有机物转化成可溶的磷酸盐,同时也使偏磷酸盐和焦磷酸盐都转化成正磷酸盐，然后于波长700nm处测定吸光度，从标准曲线上查出含磷量。
三．实验仪器紫外分光光度计，高压蒸汽消毒器，10ml、25ml、50ml具塞玻璃磨口比色管，抽滤器，离心机。
富营养化评价方法
富营养化评价方法
富营养化评价方法通常包括以下几个方面：
1. 水质评价：通过监测水体中的氮、磷等养分含量，以及水体的浑浊度、溶解氧含量等指标，来评估水体富营养化的程度。
2. 植物评价：通过调查和监测水体中的水生植物种类、数量和分布情况，以及植物的生长状况和富营养化相关的指标（如叶绿素含量），来评估富营养化对水生植物群落的影响。
3. 浮游植物评价：通过监测水体中的浮游植物种类、数量和分布情况，以及浮游植物的生长状况和富营养化相关的指标（如叶绿素含量），来评估富营养化对浮游植物群落的影响。
4. 湖泊营养状态指数（TN/TP比值）：通过测量水体中的总氮（TN）和总磷（TP）的浓度，计算出TN/TP的比值，来评估水体的富营养化状态。
较高的TN/TP比值通常表示水体富营养化程度较高。
5. 富营养化指数（TSI）：TSI是一种综合评价指标，通过综合考虑水质、植物和浮游植物等多个方面的指标，来评估水体富营养化的程度。
不同的TSI计算方法会根据具体的指标和参数设定不同的权重。
这些评价方法可以单独或组合使用，根据具体情况选择最合适的评价方法，从而有效评估富营养化的程度。
水体富营养化的评价及调控
农业与生态环境98科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N当水体中氮、磷等营养物质过量时,就会出现富营养化的情况,这时水中某些藻类和水生植物会异常增殖,致使水质变坏等,严重破坏了水生生态系统。
水体富营养化一般发生在水体流动性不高且水体更新时间较长的水域。
而这种水体现象在我国很严重。
淡水水域中,大部分的湖泊及水库都出现过富营养化(也被称作为“水华”),而“赤潮”(就是海域的水体富营养化)也不容乐观。
20世纪以前,只有少数海域发生过赤潮;而进入21世纪后,除去个别海域(比如:南海)还好,剩下的其他海域都经常爆发大面积的赤潮。
而这种现象现在还在往更频繁、更大面积、更恶劣的趋势发展［1］。
目前,世界上大多数发达国家都对水体富营养化的问题引起了很大的重视,很多的权威专家对此问题都进行了比较全面系统的研究。
而该文主要就采用王维［2］的方法之一模糊综合评价法进行评价,进而采取相应措施进行调控降低水体富营养化程度。
1 问题重述水体富营养化在全世界都很普遍。
而现在,随着世界的发展,人口数量增长迅速,生态环境也终将会受到更大的影响。
伴随着水生生态环境被破坏,人类的生活质量将受到影响,人类的身体也将会受到危害。
而我国是一个多湖泊、水库以及海域的国家,对于水体富营养化的问题尤为重要,为此,有必要对水体富营养化的问题设计合理的指标体系,建立模型进行分析,并提出可行有效的建议。
2 水体富营养化的问题分析2.1 水体富营养化的成因分析水体富营养化是由于水体中含有的氮、磷等可利用的营养物质较多,导致藻类繁殖泛滥而造成的。
根据研究发现:氮、磷等营养物质的来源比较繁琐,所以水体富营养化的形成伴随着很多的因素,自然因素算一个,人为因素也算一个［1］。
2.1.1 自然因素除了营养物质之外,还有一些自然因素也会促使水体出现富营养化问题,比如：冰体的深度，流度及气候环境等因素。
水体富营养化程度分析评价
水体富营养化程度分析评价水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
提到富营养化，普遍想到的就是营养盐总磷、总氮超标。
诚然，总磷总氮等营养盐是发生富营养化的必要条件。
如果水体中总磷总氮浓度很低，不可能发生富营养化；但是，反之则不然，水体中总磷总氮浓度的升高，并不一定能发生富营养化问题。
富营养化发生发展是由于水体整个环境系统出现失衡，导致某种优势藻类大量繁殖生长的过程。
因此，了解富营养化的发生机理和发生条件，实质上需要了解的是藻类生长繁衍的过程。
尽管对于不同的水域，由于区域地理特性、自然气候条件、水生生态系统和污染特性等诸多差异，会出现不同的富营养化表现症状，也即出现不同的优势藻类种群，并连带出现各种不同类型的水生生物种类的失衡。
但是，富营养氧化发生所需的必要条件基本上是一样的，最主要影响因素可以归纳为以下三个方面：（1）总磷、总氮等营养盐相对比较充足；（2）缓慢的水流流态； （3）适宜的温度条件；只有在三方面条件都比较适宜的情况下，才会出现某种优势藻类"疯"长现象，爆发富营养化。
其中的水流流态主要指以流速、水深为要素的水流结构。
一、水体富营养化的主要原因：水体富营养化的根本原因是营养物质的增加。
一般认为主要是磷，其次是氮，可能还有碳、微量元素或维生素等。
受控生态系统装置和试验湖区的研究结果表明磷是主要“限制因子”。
Vollenweider等关于磷负荷和初级生产关系的研究也表明磷的重要性.在氮磷比低于10: 1时，或在某个季节，氮也可能成为限制因子。
导致富营养化的营养物按其来源可分为点源和非点源(或面源)。
前者是排放集中、位置固定的污染源，也较容易测定:非点源污染是通过地表径流、降水、地下水等进入水体，较难以测定和控制。
水体富营养化评价标准
水体富营养化评价标准水体富营养化是指水体中富含大量营养物质，特别是氮、磷等营养盐，导致水体生物生长异常旺盛，水质恶化，水生态系统失衡的现象。
富营养化不仅影响水质，还对水生态环境造成严重破坏，因此对水体富营养化进行评价具有重要的意义。
本文将从水体富营养化的定义、影响因素、评价指标和方法等方面进行探讨。
一、水体富营养化的定义。
水体富营养化是指由于外源性氮、磷等营养物质的输入过量，导致水体中富含营养物质，从而引发水生态系统失衡，水质恶化的现象。
富营养化的主要表现是水体中藻类、水生植物等生物大量繁殖，引发水华、赤潮等现象，严重影响水体的透明度、溶解氧含量等水质指标，破坏水生态系统的平衡。
二、水体富营养化的影响因素。
1. 氮、磷等营养物质的输入，工业废水、农业化肥、城市污水等都是导致水体富营养化的主要原因，其中以农业面源污染为主要来源。
2. 水体环境条件，水温、光照、流速等环境条件对水体富营养化的发展起着重要作用，适宜的环境条件有利于富营养化的发展。
3. 水体生物群落，水体中的浮游植物、底栖生物等对水体富营养化的发展也有一定影响，它们的数量和种类会影响水体中营养物质的吸收和释放。
三、水体富营养化的评价指标。
1. 溶解氧含量，富营养化会导致水体中藻类大量繁殖，消耗大量溶解氧，导致水体溶解氧含量下降。
2. 叶绿素a含量，叶绿素a是藻类的主要色素，其含量可以反映水体中藻类的数量和分布情况。
3. 透明度，富营养化会导致水体中藻类大量繁殖，使水体透明度下降，影响水生态系统的正常运行。
4. 水华发生频率，水华是富营养化的一种表现形式，通过水华发生频率可以评价水体富营养化的程度。
四、水体富营养化的评价方法。
1. 实地调查，通过实地采样、监测和调查，获取水体中营养盐、叶绿素a含量、水华发生情况等数据，对水体富营养化进行评价。
2. 水质模型模拟，利用水质模型对水体富营养化进行模拟和预测，通过模型模拟可以更加客观地评价水体富营养化的程度。
水体富营养化评价与治理资料
⑵ 营养物质去除难度高。至今还没有任何单一的生物学、化学 和物理措施能够彻底去除废水中的氮、磷营养物质。通常的二级生化 处理方法，只能去除 30%～50%的氮和磷。
深层曝气适用于湖水较深而出现厌氧层的水体。磷容易在厌氧条 件下从底泥中释放出来，采取定期或不定期人为湖底深层曝气充氧， 使水与底泥面之间不出现厌氧层，有利于抑制底泥磷释放，对改善水 质有利。
注水冲稀的一种手段是在有条件的地方，用含磷和氮浓度低的水 注入湖泊，起到稀释营养物质浓度的作用，这对控制水华现象，提高 水体透明度等有一定作用，但营养物绝对量并未减少，不能从根本上 解决问题；另一种手段是换水，这是针对临江湖泊的方案，起到江水 取代湖水，以流动的贫营养水代替停滞的富营养水的目的。
水体富营养化程度的评价指标分为物理指标、化学指 标和生物学指标。物理指标主要是透明度，化学指标包括 溶解氧和氮、磷等营养物质浓度等，生物学指标包括优势 浮游生物种类、生物群落结构与多样性和生物现存量（如 生物量、叶绿素a）等。
目 前 一 般 采 用 的 标 准 是 ： 水 体 中 氮 含 量 超 过 0.2~0. 3mg/L, 磷 含 量 大 于 0.01~0.02mg/L, 生 化 需 氧 量 大 于 10mg/L,pH值7~9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个 ，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10 umg/L.
水体富营养化评价与治理
2012年8月 武汉东湖 蓝藻水华
赤潮
水体富营养化
水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影
响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等 缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶 解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现 象。这种现象在河流湖泊中出现称为水华，在海洋中出
水体富营养化的评价方法
结构施工做法如下：基础施工、角铁柱、角铁平梁、角铁斜梁焊制施工、骨架外罩钢筋网、钢筋网上挂镀锌铁丝网、1：1.5水泥砂浆塑制山体初步造型、工艺师根据效果图精心塑制石纹石峰或纹路、精塑成功后，再对塑制面作地仗基层处理、再喷假山高级聚合物外墙涂料三遍低于1000MM的景石可不作角铁龙骨，直接作钢筋网，再挂镀锌铁丝网，然后塑假山等工序。
塑山工艺做法：根据效果图，用水泥砂浆塑制山峰造型，使之成为具有峰、峦、台、岭、壁、岩、谷、洞、坝等单元组合而成的假山，利用假山施工中的祖传十五字诀，即"安、连、接、斗、挎、拼、悬、剑、卡、垂、挑、券、撑、托、椎"，构筑假山石体构造的各种做法投入充足的管理人员，根据项目施工生产的动态需要，及时补充有关管理人员，加强项目管理力量。
2、与内地有关劳动管理机构签订长期合同，根据施工需要，合理安排劳动力的配备。
3、在综合办公室的统一管理下，掌握和引导项目施工人员思想，做好有关思想工作，提高项目员工的工作积极性，发挥最大的施工效益.水泥：水泥是以含有较多碳酸钙、氧化硅等成份的石灰岩、白垩土(高岭土、瓷土)以及粘土为原料，用球磨机封闭研细后，再经过1300～1450℃的煅烧，成石膏为以硅酸钙为主要矿物成份的熟料，然后加入2～5％的生石膏(CaSO4·2H2O)或熟～(CaCO3·1/2H2O)，再磨细，就成为灰色粉末状的材料。
由于水泥浆不仅能在潮湿环境中硬结，而且还能在水中硬结，因而便成了现代假山工程中乐于使用的胶结材料了。
然而，也正是由于水泥容易水化硬结，因此在贮存时要严防受潮，并不宜久存，一般以出厂时间不超过3—6个月为好。
在使用前再作一次鉴定，以确保工程质量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。
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当（TLI∑）<30，为贫营养； 30＜（TLI∑）≤50，为中营养； 50＜（TLI∑）≤60，为轻度富营养； 60＜（TLI∑）≤70，为中度富营养； （TLI∑）>70，为重度富营养。
三. 实验原理
2．叶绿素a的测定原理 叶绿素a
叶绿素a存在于所有植物中，约占有机物干重的 1%～2%，是水体初级生产力和估算水体中浮游植 物浓度的重要指标，对叶绿素a进行测定，可以 了解水体的生产力和富营养化水平。 叶绿素不溶于水，但溶于乙醇、丙酮、乙醚等有 机溶剂。叶绿素a和b，分别在蓝紫光区和红光区 对光谱有两个吸收峰。因此，可以应用有机溶剂 提取叶绿素，在特定波长下进行比色测定。
三. 实验原理
TLI∑的计算公式为：
TLI∑=∑Wj· TLI∑=∑Wj·TLI(j)
j=1
m
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)——第 j 种参数的营养状态指数。
三. 实验原理
各指标权重
权重 Wj Chla 0.2663 TP 0.2237 TN 0.2183 SD 0.2210 CODMn 0.2210
式中：V——水样体积(L)； D——吸光度； V1——提取液定容后的体积(ml)； δ——比色皿光程(cm)。
五. 实验结果记录及整理
主要水质参数测定结果记录 测定结果 叶绿素a(Chla) (mg/m3) 总磷(TP) (mg/L) 总氮(TN) (mg/L) 透明度(SD)(m） 高锰酸盐指数(CODMn) (mg/L) （TLI∑） 分项指数TLI
三. 实验原理
3. 其他污染因子测定原理
本实验中其他因子测定包括透明度 SD、总磷 TP、 总氮 TN和高锰酸盐指数 CODMn，具体实验方法及仪 器设备等参考国家环境保护总局水和废水监测分析 方法。
四. 实验步骤
①
水样采集与保存
②
抽滤
③
不干燥研磨、 不干燥研磨、提取
④
离心、 离心、上清液定容
⑤
测定吸光度值
四. 实验步骤
1. 水样采集后放在阴凉处，避免日光直射， 最好立即进行测定的预处理。如需经过一 段时间 (4～48h) 才能进行预处理，则应 将水样保存在低温避光处，在每升水样中 加入1ml 1% 的碳酸镁悬浊液，以防止酸 化引起色素溶解。
四. 实验步骤
2. 在抽滤器上装好0.45μm醋酸纤维滤膜， 倒入定量体积的水样进行抽滤，抽滤时负 压不能过大 (约50kPa)。水样抽完后，继 续抽1～2min，以减少滤膜上的水分。
叶 绿 素 测 定 方 法
高效液相 色谱法 仪器昂贵 ，操作复 杂，难作 为常规的 监测方法 荧光
三. 实验原理
单色法测定叶绿素a 根据萃取溶剂不同，分为丙酮 丙酮 法和乙醇法。 法和乙醇法 丙酮法于1941 年由 Mackinney 首先提出，自1949 年经 Arnon 解释和推导以来在国际上广泛应用， 我国也长期使用此法，并有相应的国家规范方法。 相对于丙酮法而言，乙醇法测定叶绿素 a 含量具 有操作简便、快捷、低毒害和萃取效率高等优点， 国际上已经逐渐改用乙醇法，本实验也将采用乙醇 法提取叶绿素a。
水体富营养化的评价与测定
2007年3月 年 月
大连理工大学环境与生命学院
一. 实验目的
1. 了解水体富营养化评价方法，并通过对单一因 子指标的测定，对模拟水体的富营养化程度进 行评价。 2. 回顾水体单一污染因子测定方法，包括透明度 (SD)、总磷(TP)、总氮(TN) 和高锰酸盐指数 (CODMn)。 3. 掌握叶绿素Chla 的测定方法，熟悉实验程序， 了解各种仪器的工作原理和操作方法。
四. 实验步骤
3. 抽滤完毕后， 将带有浮游植物的滤膜 直接放入 10ml 比色管中(即不干燥研 磨)，加入少量的碳酸镁粉末，再加入 90% 乙醇 10ml，在常温暗室中提取6～ 8h；
四. 实验步骤
4. 取出，充分摇匀比色管内含物，用3500r /min 离心10min，上清液再转入比色管中， 用 90% 的乙醇定容至 10ml；
实验材料、 二. 实验材料、设备和试剂
可见分光光度计722型 可见分光光度计722型 722
台式离心机 TDLTDL-5-A
实验材料、 二. 实验材料、设备和试剂
电冰箱 BCDBCD-196E/B
抽滤器
实验材料、 二. 实验材料、设备和试剂
其他： 其他：
抽滤瓶；10ml比色管； 抽滤瓶；10ml比色管； 比色管 醋酸纤维微孔滤膜（玻璃纤维滤纸）； 醋酸纤维微孔滤膜（玻璃纤维滤纸）； 碳酸镁；90%乙醇（分析纯）。 碳酸镁；90%乙醇（分析纯）。 乙醇
三. 实验原理
分光光度法 基本原理：以有机溶 基本原理： 剂直接提取浮游生物 浓缩样中的叶绿素， 浓缩样中的叶绿素， 测定其吸光度， 测定其吸光度，根据 叶绿素 a 在特定波 长的吸收，用公式计 长的吸收， 算其含量。 算其含量。目前大多 采用Lorenzen 采用Lorenzen 提出 的单色分光光度法， 的单色分光光度法， 此法只测定叶绿素 a ，并对脱镁叶绿素a 并对脱镁叶绿素a 的干扰进行了校正。 的干扰进行了校正。
三. 实验原理
1.TLI评价法 1.TLI评价法
其中:TLI(Chla)——叶绿素a(mg/m3)指数； TLI(SD)——透明度SD(m)指数； TLI(TP)——总磷TP(mg/L)指数； TLI(TN)——总氮TN(mg/L)指数； TLI(CODMn)——高锰酸盐CODMn (mg/L)指数。 评价某水体的富营养化程度， (1)～ 评价某水体的富营养化程度，需要对 (1)～(5) 式中各TLI指数进行加权求和， TLI指数进行加权求和 式中各TLI指数进行加权求和，其最终营养状态指数 TLI∑表示 表示。 以TLI∑表示。
六. 评价结果及讨论
根据实验测定结果和表格整理数据，对模拟水体富 营养化水平进行评价，并对水体外观进行描述。
七. 思考题
1. 2. 3. 实验中为什么要校正脱镁叶绿素a的干扰？ 采集水样时应怎样做到水样的代表性？ 使用乙醇法提取较丙酮法提取有哪些优点？
三. 实验原理
1.TLI评价法 1.TLI评价法
TLI评价法是中国环境检测总站推荐的湖泊（水库） 富营养化评价方法， 该方法考虑影响因素包括叶绿素 Chla、SD、TP、TN和CODMn指数，具体计算公式为： TLI(Chla)=10(2.5+1.086lnChla) TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD) TLI(SD)=10(5.118TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP) TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN) TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCODMn) （1） （2） （3） （4） （5）
三. 实验原理
水 体 富Leabharlann 营 养 化 评 价 方 法综合指 数法 单因子评价 方法 物理参数： 物理参数：气温、水温、SD等 化学参数： TN、TP、 化学参数：DO、TN、TP、COD等 生物学参数：Chla、多样性指数、 生物学参数： 指示生物群落结构的变化、藻类优 势种 多指标综合营 养状态指数法 :TSI、TSIM、TLI 营养状态法（NQI） 营养状态法 溶解氧指数法 营养度指数法（AHP-PCA） 营养度指数法
四. 实验步骤
5. 用分光度度计在750nm、663nm、 645nm、 630nm 波长处，分别测定其吸光度值，并 以90%的乙醇作空白吸光度测定。
四. 实验步骤
叶绿素a 叶绿素a的含量计算
叶绿素(mg/m 叶绿素(mg/m3)= [11.64 (D663-D750)-2.16 (D645-D750) +0.10 (D630-D750)] ·V1/(V δ) V /(V·δ)