北京城市湖泊富营养化评价与分析
湖泊富营养化水体生态修复技术国内外研究进展
湖泊富营养化水体生态修复技术国内外研究进展()摘要：湖泊富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入水体并致使水体的溶解氧下降、透明度降低、水质恶化、鱼类及其他生物大量死亡的现象。
富营养化水体治理技术按照治理手段可分为化学处理、物理处理和生态修复处理方法等。
化学方法处理污染水体主要是添加化学药剂改变水体中氧化还原电位去除水体中悬浮物质和有机质。
物理治理技术措施包括人工曝气、调水冲污、河道疏浚等措施。
水体生态修复技术包括生物膜法处理技术、微生物制剂技术、人工湿地处理及生物栅修复等。
本文阐述了当前国内外水体生态修复技术的相关研究进展并比较了各方法的优缺点，并对未来富营养化水体生态修复技术做了展望。
关键词：富营养化；生态修复技术Research of water ecological restoration technology about lakeeutrophication()Abstract: Lake eutrophication refers that nutrients of nitrogen and phosphorus are into the water, bringing the phenomenon that clarity and dissolved oxygen drop causing deterioration of water quality and death of fishes and other creatures. Treatments of eutrophic water include chemical treatment, physical treatment and ecological restoration. Chemical method are that adding chemicals into water changs redox potential to remove suspended substances. Physical treatments include artificial aeration, flushing and river dredging. Ecological restoration technologies include the biological membrane, microbial preparation, artificial floating island and biological grid restoration. This paper describes the progress research of ecological remediation technologies for the present and compares the advantages and disadvantages, and makes forecast for the future ecological restoration technologies of eutrophic water. Keywords: eutrophication; Ecological restoration technologies前言我国是一个多湖泊的国家，全国湖泊共有2759个，总面积达91019km2，占国土面积的0.95%(王苏民，1998)，由于这些湖泊地处东南沿海或长江中下游平原地区，人口稠密、经济发达，加上近年来欠适宜的人类活动方式，极大地改变了自然湖泊生源要素的循环规律，这些湖泊多数已经富营养化或正在富营养化中；据调查，2006年27个国控重点湖泊中，满足Ⅱ类水质有2个，占7%；Ⅲ类水质的湖泊6个，占22%；Ⅳ水质的湖泊1个，占4%；Ⅴ类水质的湖泊5个，占19%，劣Ⅴ类水质湖泊13个，占48%(国家环保总局，2006)；故湖泊富营养化的治理成了当务之急。
《北京市的水资源》课件
工业用水
工业用水量
北京市的工业用水量也较大，主要用于冷 却、洗涤和锅炉等用途。
节水技术
工业企业采用各种节水技术，如循环冷却 、中水回用等，以降低用水量和排放量。
水资源管理
加强水资源管理，确保工业用水的合理使 用和排放。
城市用水
城市用水量
北京市的城市用水量逐年增加，主要用于 居民生活、公共设施和商业用途等。
《北京市的水资源》ppt课件
CONTENTS
• 北京市水资源概况 • 水资源利用现状 • 水资源管理政策 • 水资源面临的问题与挑战 • 水资源可持续发展的对策与建
议
01
北京市水资源概况
水资源总量
01
北京市水资源总量约为26.8亿立 方米，其中地表水约16.8亿立方 米，地下水约10亿立方米。
北京市水质状况在不同地区和不同水体存在差异，部分水体 存在富营养化问题，而饮用水源地的水质基本达标。
02
水资源利用现状
农业用水
农业用水量
北京市的农业用水量较大 ，主要用于灌溉和养殖业
。
节水农业
为了提高农业用水的利用 效率和降低浪费，北京市 正在推广节水农业，如滴
灌、喷灌等。
水资源保护
加强水资源保护，确保农 业用水的质量和安全。
谢谢善水资源保护法律法规
01
制定更加严格的水资源保护法规，明确水资源保护责任和义务
。
加强执法力度
02
加大对违法行为的查处力度，强化执法监督，确保法律法规的
有效执行。
推进水资源保护宣传教育
03
加强水资源保护宣传教育，提高公众的水资源保护意识。
促进水资源循环利用
推广节水技术
鼓励企业和居民采用节水器具和 节水技术，提高用水效率。
城市景观水体富营养化及其控制
法， 以满足 对城 市景观 水体富营养化控 制的要 求。同时指 出针 对 不 同的受污染 的景观水体 ， 应根据 其具体情
况， 因地制 宜地 采取 相 应 的 施 加 以控 制 ， 能 获得 满意 的处 理 效 果 。 才
城 市景观 水体 富营 养 化及 其控 制
徐晶， 朱民
（ 北京市环境保护科学研究院 ， 北京 １０ ３ ） ０ ０ ７
摘 要： 随着城 市的发展及人们生活质量要 求的不断提 高 ， 市景观水体 污染及富营养化 问题越来越 引起更 多 城 关注， 景现 水体 治理 工作 迫在眉睫。本文着重分析了城 市景观 水体 污染及 富营养化的原因及危 害， 出针对外 提
ｂ ｕ ｈ ｕ ｏｍｅ ｔｔｅｃ ｎｒｌ ｎ ｅ ｕｒｍｅ ｔ ｏ ｒａ ｃ ｎｃｗａｅ ｕｒｐ ｃ ｔ ｎ ｕ ｈ ａ ｕ ｐｅ ｎ ｔｒｓ ｕｃ ｓｃ ｎｒｌ ｏ ｒ ｇ ｔｏ ｔ ｅ ｏ ｔ ｌｇ ｒｑ ｉｅ ｎｓ ｆｕｂ ｎｓ ｅ ｔｒｅ ｔｏ ｈ ａ ｏ ，ｓ ｃ ｓｓ ｐ ｌｍｅ ｔ ｅ ｏ ｒ ｅ ｏ ｔｏ ， ｔ ｈ ｏｉ ｉ ｉ ｉ ｗａ
１３ 水 体流 动性 的影 响 ． 俗话说 ： 流水不腐。水体流动 ， 能够增加水中的
溶解氧 ， 为其它微生物生存提供有利条件 ， 进一步增 加水体的 自净能力， 形成 良 的水生态系统 。相反 ， 好 流动缓慢 的水体， 生态条件差， 为藻类 的生长、 迅速 繁殖提供了条件。可见， 水体静止 、 缺乏流动交换加 剧了水体的富营养化程度。 １４ 维护与管理力度不足 ． １ １２ 雨水径 流 污 染 ．． 景 观水 环境 的 管理 是 一 项 系统 工 程 ， 除在 技术 污染物通过大气 沉降 、 雨水淋溶与冲刷进入水 方面保 障水 质 的 同 时 ， 日常对 景 观水 体 的维 护 和管 体 ， 将 植 物 中 的各 种 氮 、 、 、 等 营 养 物 和 肥 理 也不 容 忽视 。如 禁 止 在 园 区 绿 地 养 护 中施 用 化 会 磷 碳 钾 料 、 药 以及 树 叶 、 草 等 “ 化 废 物 ” 量 汇 集 到 肥 ， 农 枯 绿 大 尽量减少农药 的用量 ， 禁止游 客向湖 内投食喂 水体 中， 最后沉积到湖底 ， 并逐渐富集 ， 使底泥受到 鱼 ， 同时 加 强对 湖水 水 质 的监 测 、 督 、 测 和评 价 监 预 污染 ， 而导 致 水 体 富 营 养化 进 程 的加 速 发 展 。伴 工 作 等 。 从 随经济 的高速 发 展 ， 种现 象越来 越严 重 ， 括 有机 这 包 ２ 城 市景观水体 富营养化的危害 质 碎屑 、 有毒 难降解 物 质等 大量在 底 泥中沉积 ， 导致 水体富营养化不仅影响水 体的水质质量 ， 而且 底 泥污染 加剧 。 危 害人 类 的健康 。水 体富 营养化 的危 害主要 有 以下 １２ 内源性 营养 物 的污染 ． 内源 营 养物 质 的 污染 主要 有两 种途 经 ： 泥 污 几个方 面 。 底 ２ １ 影响 景观水 体的 生态环 境 ． 染和人 为污 染 。 １２ １ 底 泥 污 染 ．． 水体富营养化 最直观 的表现为藻类数量的增 多和 由于藻类 的超 常生长 ， 常 的生态平衡 使正 由于 常年 的沉 积作 用 ， 观 水 体底 泥 中 富含 大 种类 的变化 ， 景 被破 坏 ， 导致水生生物 的稳定 性和多样性降低 ， 大型水 量氮、 磷等营养物质 ， 它们的溶解释放是水体内部 营 养 的主要 来源 。景观水 体 中的沉 积物是水 生 生态 系 生植物群落会随着富营养程度的加剧逐渐灭绝。 ２ ２ 影响水 体 的观 赏价 值 ． 统 中物质 、 量循 环 中 的重 要环节 。水 源补水 、 能 大气 降水和地 表径 流 注入 、 水体 中水生 生 物的死亡 堆 积 ， 处 于 富营养化 的水 体 中 ， 由于 蓝 、 藻的大 量增 绿 会 使景观 水体 沉 积 物 中的 污染 物 质 逐 步 富集 起 来 ， 殖 ， 使水 体 色度增加 ， 水质 浑浊 。 明度降 低 ， 散 发 透 并 为深层水 的细 菌 、 真菌 、 原生 动物 以及 一些无 脊椎 动 出腥臭味 ， 丧失水体美学价值和观赏价值 。 物提 供 了食物 和 能量 。这些 生物 的代谢 呼吸将 消耗 ２ ３ 影响生 物资 源的发 展 ． 储存 在深 水层 中 的氧 气 ， 释放 原 先 与有 机 物 结 合 并 藻类的过度生长就会 耗尽水体中的溶解 氧。 使 在一 起 的氮 、 等 营 养元 素 ， 而 形 成水 体 的 “ 磷 从 内源 鱼类生 存空 间缩 小 ， 导致 浮 游 动 物和 鱼 类 窒息 。同 性 负荷 。 时富营 养化水 体会 由于 藻类释放 的毒 素可 以杀 死 浮 在底泥中营养盐的积累已成为景观水体营养盐 游 动物 、 鱼类 、 野生 动物 、 甚至危 机人类 。 循环 的重 要组 成 部 分 ， 大 加速 了景 观水 体 富营 养 大 ３ 景观水体富营养化的控制措施 化进 程 。 当水 体 的 外 部污 染 源 受 到控 制 以后 ， 由于 自然界是 一个 十 分 复 杂 的系 统 ， 营 造 一个 清 要 沉 积物 中营养 盐 内负 荷 的存 在 和 释 放 ， 体 仍 然 可 水 澈、 自然 的水 体 景 观 ， 能 机 械 地采 用 单 一 的方 法 ， 不 发 生富 营养 化 ， 至 出现 “ 华 ” 甚 水 。 而 是要 进行综 合 的考 虑 ， 取 外 源 污染 和 内源 污 染 采 １ ２ ２ 人 为 污 染 ．． 人为不文 明的破坏行为 ， 也是导致景观水体恶 控制相结合 的方法 消减水体 的营养负荷或营养 积 才是治理景观水体富营养化的根本措施。 化的原 因之一。如在观光时游人有时向水体内丢弃 累， 塑料袋、 果核等的污染物 ； 游船存在漏油问题 ； 有些 ３ １ 外 部控 制 ． 清洁人员直接用景观水洗拖把或是 冲洗地面上的污 外界营养性物质的输入是导致景观水体产生富 迹 ， 完 后再 直接 将水 倒 回人工湖 ； 用 这些 都对水 体 造 营养化 的根本原因。如果减少或截断外部输入 的营 成 了污染 。 养物质 ， 将使景观水体失去营养物质富集的可能性 ， 而对 于某 些 景 观 河道 ， 由于 周 边居 民和 工 厂 的 这是 从 根本上 控 制 景观 水 体 富 营养 化 的 有 效途 径 。 环保 意识 不强 ， 常会 将 一 些生 活或 工业 污 水 排 人 要控制水体富营养化， 经 必须先控制富营养化的极限 河道 ， 样 的行 为将 给河道 带来毁 灭性 的破坏 。 这 物质 ， 如氮 、 。针对 外源 性 营养物质 的输 入途 经采 磷
2013年北京市环境状况公报
根据《中华人民共和国环境保护法》第十一条“国务院和省、自治区、直辖市人民政府的环境保护行政主管部门，应当定期发布环境状况公报”的规定，现发布2013年《北京市环境状况公报》。
北京市环境保护局2014年3月北京市环境状况公报2013BEIJING ENVIRONMENTAL STATEMENT2013年，在党的十八大精神指引下，北京市认真落实党中央、国务院关于生态文明建设和大气污染防治的决策部署，顺应人民群众对良好环境质量的新期待，将环境保护工作摆在首都建设和发展大局中更加重要的位置，把大气污染防治作为全市工作的当务之急、重中之重，以时不我待、只争朝夕的责任感和紧迫感，以壮士断腕的决心和勇气，打响了治理空气污染的攻坚战，初步形成了政府主导、单位施治、全民参与、社会监督、区域联动的新格局，环境保护工作取得新成效。
2013年，不利气象条件频发、区域污染加剧，经济社会发展继续带来较大污染“增量”，经过全市共同努力，主要污染物二氧化硫、氮氧化物、化学需氧量和氨氮排放总量比上年分别下降7.25%、6.29%、4.30%和3.80%，提前两年动态完成国家下达的“十二五”污染减排任务；大气环境质量、地表水环境质量和声环境质量基本稳定，辐射环境质量保持正常，生态环境状况总体良好，环境安全得到有效保障。
全市空气中细颗粒物（PM 2.5）年平均浓度值为89.5微克/立方米, 超过国家标准156%；二氧化硫（SO 2）年平均浓度值为26.5微克/立方米，达到国家标准；二氧化氮（NO 2）年平均浓度值为56.0微克/立方米，超过国家标准40%； 可吸入颗粒物（PM 10）年平均浓度值为108.1微克/立方米，超过国家标准54%。
全市空气中一氧化碳（CO）24小时平均第95百分位浓度值为3.4毫克/立方米，达到国家标准；臭氧（O 3）日最大8小时滑动平均的第90百空气中主要污染物年平均浓度值变化趋势＊空气质量按照国家《环境空气质量标准》（G B 3095-2012）规定的二级标准和 《环境空气质量评价技术规范（试行）》（H J 663-2013）进行评价。
北京通州区主要河道水质分析及综合评价
摘要 对北京市通州区６条主要河道共计１４个取样断面的主要水质指标进行了为期 １ 年的监
测，并运用均值污染指数法和主成分分析法对其水 质 状 况 进 行 评 价。 结 果 如 下：１４ 个 河 道 断 面 均 污
染严重，主要污染指标是 ＴＰ 和 ＮＨ３－Ｎ；６条河道全年 ＴＰ 浓度 范 围 为（１．７±０．７）ｍｇ／Ｌ、ＮＨ３－Ｎ 浓
图 １ 取 样 河 道 及 取 样 点 分 布 Ｆｉｇ．１ Ｍａｐ ｏｆ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ
ＮＯ３－Ｎ、ＮＯ３－ －Ｎ、ＴＮ、ＣＯＤ、ＢＯＤ５、ＰＯ３４－ 、ＴＰ。ＳＳ 采用重量法，ＮＨ３－Ｎ 采用纳氏试剂法，ＮＯ２－ －Ｎ 采 用 Ｎ－（１萘 基 ）－乙 二 胺 光 度 法，ＮＯ３－ －Ｎ 采 用 紫 外 分 光 光度法，ＢＯＤ５ 采 用 稀 释 与 接 种 法，ＰＯ３４－ 采 用 钼 锑 抗分光光度法，ＴＮ、ＴＰ、ＣＯＤ 采用哈希比色法。
７２４
第４６卷 增刊２０２０年
给水排水
ＷＡＴＥＲ ＆ ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏｌ．４６ 增刊２０２０
０ 引 言
通州区作为北 京 副 中 心，对 其 水 环 境、水 安 全、
水生态提出了更高的要求。为了解通州区主要河道
水质状况，在２０１６年１１月至２０１７年１０月间，对 流
第４６卷 增刊２０２０年
给水排水
ＷＡＴＥＲ ＆ ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏｌ．４６ 增刊２０２０
北京通州区主要河道水质分析及综合评价
王 睿 左剑恶 张 宇 任海腾 于中汉 陈 磊
（清 华 大 学 环 境 学 院 环 境 模 拟 与 污 染 控 制 国 家 重 点 联 合 实 验 室 ，北 京 １０００８４）
北京水质分析
水质不容乐观，健康天方夜谈——健康从水开始一、北京的水质状况及污染在环境学领域，有一个重要名词叫“水体”，它包括我们平时所说的水，另外，还包括水中的悬物、溶解物、水生物和底泥都作为水体的组成部分来看。
在环境学领域中，区分“水”和“水体”的概念非常重要。
例如重金属污染物，由于本身重量，容易从水中转移到底泥中，水中的重金属一般并不高，若着眼于水，似未受到重金属污染，但从水体看，可能受较严重的污染。
所以，我们平时说的水污染准确说是水体污染，即指排入水体的污染超过了水体的自净能力，破坏了水体原有的用途。
北京的地表水指的是北京的三大水库，即密云水库、怀柔水库和官厅水库。
由于连续6年的干旱，库容量达44亿立方米的密云水库只剩下7亿立方米水量，其中还有亿立方米无法流出的库底。
怀柔水库的情况跟密云水库相似。
官厅水库储存的是发源于山西的洋河水，洋河上游环境污染严重，水中藻类含量显著增多。
也就是说，密云水库和怀柔水库的水用得多、补得少，水体没能及时稀释，微生物数量直攀官厅水库，三大水库水质全部富营养化。
有资料表明，中国的地表水富营养化程度达到70％，远远排在欧洲、非洲甚至亚太地区的前面。
由于三大水库水量严重不足，北京市于2003年开采怀柔、顺义应急地下水源，并将于2004年7月1日启动平谷应急水源。
届时，怀柔、顺义、平谷三地每天将向北京输运优质地下水万立方米。
目前已经开始启动的南水北调工程正是为解决北京巨大的用水压力而设的项目。
《北京地下水有机污染调查成果报告》由中国地质大学（北京）提交。
调查主要目的为基本查明北京市城近郊区浅层地下水中有机污染状况。
工作年限1999年-2003年，完成了689个地下水井调查并选取191个进行取样测试，共测试地下水样355组，地表水样12组，包气带土样73组，外检样品83组；施工钻孔剖面2个，进尺212m，观测取样测试6次，抽水试验4组；室内柱模拟试验2组，测试无机水样816组，有机水样212组。
浅谈国内外江河湖库水体富营养化状况
文章编号:1004 8227(2002)06 0575 04浅谈国内外江河湖库水体富营养化状况马经安,李红清(长江流域水资源保护局,湖北武汉430051)摘 要:随着人类对环境资源开发利用活动日益增加,特别是进入本世纪以来,工农业生产大规模地迅速发展,工业化带来了 城市化 现象,使得大量含有氮、磷营养物质的生活污水排入附近的湖泊、水库和河流,增加了这些水体的营养物质的负荷量。
为了提高农作物产量,施用的化肥和牲畜粪便逐年增加,经雨水冲刷和渗透,进入水体的营养物质不断增多。
以上这些人为因素的影响,极大地减少了水体由贫营养向富营养过渡所需要的时间。
国内外的现状调查结果表明,在全球范围内30%~40%的湖泊和水库遭受不同程度富营养化影响,我国近年来湖泊富营养化呈发展趋势,从20世纪80年代后期的41%上升到90年代后期的77%,水库富营养化问题也较严重,处于富营养状态的水库个数和库容分别占所调查水库的30.8%和11.2%。
总体而言,水体发生富营养化的程度和范围呈发展趋势,城市湖泊及邻近城镇的水库水体富营养化程度较高,湖泊和水库等相对静止的水体发生富营养化现象重于河流,但河流富营养化问题也不容轻视。
富营养化已成为世界范围内水环境保护中的重大环境问题。
关键词:富营养化;湖泊;水库;河流文献标识码:A1 国外水体富营养化现状20世纪初,水体富营养化问题引起了生态学家、湖沼学家的注意,同时也得到一些国际组织、国家政府及社会各界人士的关注与重视。
在60年代末,联合国粮农组织(FAO)、联合国教科文组织(UNESCO)、世界卫生组织(WHO)、欧洲经济共同体(EEC)以及经济合作与发展组织(OECD)等众多国际组织开始在其计划中设立研究专项。
1973年OECD曾在其18个成员国之间建立过国际富营养化研究合作计划。
当时主要是对湖泊水体开展水体富营养化研究,通过在世界范围内开展的大量的研究,确定水体中总磷、总氮的含量是水体富营养化程度的重要标志,是产生水体富营养化的主要原因和物质基础,如美国、日本等国根据大量的湖泊调查资料提出了各自水体营养程度评价模式及营养分级标准。
湖库富营养化状态的快速评价
湖库富营养化状态的快速评价白爱民【摘要】This paper makes an introduction about the code-writing of the customized EXcellfunctions,module saving and output and the use of the functions.The example of the eutrophication assessment shows that it is simple to use the customized function to make calculation with multiple parameters.%介绍了实现富营养化评价的EXCEL自定义函数的代码编写、模块保存与导入、函数使用等。
以富营养化评价的实例，说明使用自定义函数求解含多参数的复杂计算是很方便的。
【期刊名称】《环境科学导刊》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P80-83)【关键词】富营养化;综合营养状态指数;EXCEL;自定义函数;湖 (库)【作者】白爱民【作者单位】云南省环境监测中心站，云南昆明650034【正文语种】中文【中图分类】X82近20年来，随着经济和社会的发展，江河湖海的富营养化也日益严重。
据调查，我国有大小湖泊24800多个，而处于富营养化的占湖泊总量的65%，处于中营养化转化富营养化的湖泊占湖泊总量的20%［1］。
水体富营养化不仅使当地饮用水源地受到威胁，水质普遍恶化，而且也制约了当地的社会经济的可持续发展和人民的生活［2］，因此，对湖泊、水库富营养化程度做常规性评价对掌握水体富营养化及变化情况十分重要，也是环境监测部门的常规例行工作之一。
水体富营养化（eutrophication）是指水体中含有过多的氮、磷等可溶性营养物质，导致水体中的藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，水质恶化，鱼虾等生物大量死亡的现象［3］。
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J. Lake Sci.(湖泊科学), 2008, 20(3): 357-363. E-mail: jlakes@©2008 by Journal of Lake Sciences北京城市湖泊富营养化评价与分析∗荆红卫, 华 蕾, 孙成华, 郭 婧(北京市环境保护监测中心, 北京100044)摘要: 根据2006年对北京市区不同功能重点湖泊水体进行的逐月监测, 采用综合营养状态指数法, 对湖泊富营养化现状进行了评价. 结果表明, 水源湖泊目前处于中营养状态，但在夏秋季由于温度和光照等气象条件的影响, 可接近轻富营养; 重要景观湖泊处于轻—中度富营养; 一般景观湖泊处于中度—重度富营养状态. 湖泊富营养程度随季节变化明显: 盛夏和初秋形成高峰, 冬、春季最低, 总磷、总氮含量与叶绿素a呈显著正相关关系, 尤其总磷与叶绿素a的相关性更加显著. 由于城市排水管网不健全, 雨污分流不彻底, 暴雨期大量溢流生活污水直接向湖泊补水河道中排放; 湖泊补水沿线降雨径流产生的非点源污染较严重；加上污水处理厂再生水水质较差, 加重了补给湖泊富营养程度.关键词: 北京; 城市湖泊; 富营养化Analysis on urban lakes’ eutrophication status in BeijingJING Hongwei, HUA Lei, SUN Chenghua & GUO Jing(Beijing Municipal Environmental Monitoring Center, Beijing 100044, P.R.China)Abstract:Referring to the different water body function, the survey of water quality was carried out on major urban lakes of Beijing monthly in 2006. According to TLI method, the state was evaluated on the basis of measurement result: lakes of drinking water source were mesotropher; lakes of major landscape water were light-middle eutropher; lakes of ordinary landscape water were middle-hyper eutropher. The eutrophic characteristics and its changing trend were analyzed. The causes were analyzed. The measures and suggestions were expounded on different water body function for improving water quality and reducing eutrophication. Keywords:Beijing; urban lakes; eutrophication北京市区共有大小湖泊30余个, 水面面积约7.3km2. 最大的是昆明湖, 面积1.94km2. 湖泊水深一般为1.5-2m, 属于城市小型浅水湖泊. 绝大部分湖泊与河道相通, 汛期可防洪、排水, 大的水域可调节周围小气候. 2001年夏季北京市城市河湖爆发了大面积的蓝藻水华. 2005年8月底至9月初, 昆明湖又出现了较严重的水华现象, 营养级别为中度富营养, 叶绿素a含量高达70.8mg/m3, 浮游植物数量4108.28×104cells/L, 给首都的生态环境和声誉带来了不良影响. 本文以2006年对市区重点湖泊进行的富营养化采样监测为依据, 采用综合营养状态指数法, 对湖泊水体富营养化现状进行评价, 分析市区浅水湖泊富营养化特征和变化规律, 研究其产生的原因, 提出有针对性的防治措施.1 监测与分析、评价方法1.1 监测布点2006年4-12月(1月至3月结冰期除外)对北京市区21个重点湖泊开展了手工采样监测, 监测湖泊水面面积达6.9km2, 占市区湖泊总面积的95%. 湖泊监测点位设置在湖心区和岸边区, 在0.5m左右深处采集亚表层水样. 采样频次为每月一次, 采样时间为每月1-10日之间.∗北京市科委项目(Z0005184040991)资助. 2007-09-03收稿; 2007-12-28收修改稿. 荆红卫, 女, 1966年生, 高级工程师;E-mail: jinghongwei@.J. Lake Sci .(湖泊科学), 2008, 20(3) 3581.2 监测项目与分析方法重点选取了与水体富营养化密切相关的监测项目: 水温、pH 、透明度、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、叶绿素a 以及浮游植物群落分析.叶绿素a 的测定: 取适量水样, 倒入抽滤器中抽滤(滤膜孔径为0.45µm); 将带有浮游植物的滤膜放入冰箱中低温干燥6-8h 后, 放入匀浆器中, 加入2-3ml 90％丙酮溶液、少量碳酸镁粉末, 充分研磨提取; 将提取液置于离心管中, 离心10min, 将上清液倒入10ml 容量瓶中, 重复1-2次, 直至沉淀物不含绿色, 最后将上清液定容到10ml, 摇匀. 在分光光度计上, 用1cm 光程比色皿, 分别读取750nm 、663nm 、645nm 、630nm 波长的吸光度, 并以90%的丙酮作空白吸光度测定, 对样品吸光度进行校正.浮游植物细胞分类与计数:(1)定性(藻细胞分类): 样品用25号浮游生物网捞取, 在表层至0.5m 深处以20-30cm/s 的速度作∞形循回缓慢拖动约1-3min, 装瓶带回实验室鉴定.(2)定量(藻细胞计数): 采集水样1L 加入15ml 鲁哥氏液固定, 倒入分液漏斗静置沉淀24h 后, 用虹吸管小心抽掉上清液, 余下20-25ml 沉淀物转入30ml 定量瓶中, 定容至30ml; 将样品充分摇匀, 用移液管吸取0.1ml 样品注入0.1ml 计数框内; 在10×40倍显微镜下计数100个视野, 每个样品计数两片取其平均数, 每次计数的结果与其平均值之差应不大于15%; 记录浮游生物的种类和个数, 最后将计数所得结果换算成每升水中的浮游植物数量.其它监测项目检测方法按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)以及《水和废水监测分析方法》(第四版)中要求的方法测定.1.3评价方法目前我国湖泊富营养化评价的基本方法主要有营养状态指数法(卡尔森营养状态指数(TSI )、修正的营养状态指数、综合营养状态指数(TLI ))、营养度指数法和评分法. 以上几种方法在实际工作中都被采用, 其中营养度指数法计算步骤繁琐、耗时长, 不如综合营养指数法简便易行; 评分法在实际应用过程中, 受人为因素的干扰较多, 影响结果的准确性. 因此, 本文选取综合营养状态指数法评价湖泊富营养化程度[1-2].评价项目选取了反映水体营养程度的主要指标: 叶绿素a (Chl.a)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(COD Mn )5项. 综合营养状态指数为:1()()m j j TLI WTLI j =∑=×∑式中: TLI (∑)为综合营养状态指数; W j 为第j 种参数的营养状态指数的相关权重; TLI （j ）为第j 种参数的营养状态指数.以Chl.a 作为基准参数, 则第j:式中: r ij 为第j 种参数与基准参数Chl.a 的相关系数; m 为评价参数的个数.各项目营养状态指数计算公式为:TLI ( Chl.a)=10( 2.5+1.086lnChl.a); TLI ( TP)=10( 9.436+1.624lnTP)TLI ( TN)=10( 5.453+1.694lnTN); TLI ( SD)=10( 5.118-1.94lnSD)TLI ( COD Mn )=10( 0.109+2.661lnCOD)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为贫营养; 30≤TLI (∑)≤50为中营养; TLI (∑)>50为富营养, 其中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.2 结果与讨论2.1 湖泊富营养化现状和特征2.1.1湖泊富营养化总体状况 从2006年湖泊富营养化评价结果可以看出(表1), 监测的21个湖泊中, 除团城==m j ijj rr W 12荆红卫等: 北京城市湖泊富营养化评价与分析359湖为“中营养”外, 其余20个湖泊均处于富营养状态, 其中“轻度富营养”湖泊9个, 占42.9％;“中度富营养”湖泊6个, 占28.6％; “重度富营养”湖泊5个, 占23.8％(图1). 可见, 北京城市湖泊富营养化较严重.表1 2006年北京城市湖泊富营养化评价结果Tab.1 Evaluation results of eutrophication on Beijing urban lakes in 2006湖泊名称透明度 年均值(m) 高锰酸盐指数年均值(mg/L)总磷年均值(mg/L) 总氮年均值(mg/L) 叶绿素a 年均值(mg/m 3)综合营养 状态指数 营养状态级别 团城湖1.30 3.19 0.04 1.08 8.21 44.6 中营养 昆明湖0.87 4.91 0.06 1.06 15.75 51.4 轻度富营养西海0.52 6.40 0.11 1.56 67.78 61.9 中度富营养后海0.51 6.31 0.08 1.35 51.63 59.8 轻度富营养前海0.61 6.09 0.09 1.38 56.76 59.6 轻度富营养北海0.50 6.19 0.09 1.19 51.36 59.8 轻度富营养中海0.57 7.22 0.07 1.12 46.55 58.6 轻度富营养南海0.67 7.63 0.06 1.26 58.15 58.8 轻度富营养圆明园湖0.84 8.49 0.07 0.92 19.86 55.0 轻度富营养玉渊潭湖0.66 7.80 0.16 1.47 102.29 64.2 中度富营养八一湖0.77 7.84 0.14 2.11 60.13 62.7 中度富营养紫竹院湖0.53 7.35 0.13 1.50 61.93 62.7 中度富营养展览馆后湖0.87 5.19 0.09 1.47 38.00 56.7 轻度富营养陶然亭湖0.52 15.96 0.12 7.98 128.41 73.5 重度富营养龙潭湖0.31 16.01 0.34 6.17 147.33 78.1 重度富营养青年湖0.46 10.90 0.14 2.21 89.59 67.6 中度富营养红领巾湖0.18 18.46 0.81 4.73 133.46 82.2 重度富营养柳荫公园湖0.44 8.99 0.11 1.83 78.06 65.1 中度富营养筒子河0.45 6.17 0.08 1.18 33.03 58.5 轻度富营养莲花池0.26 12.80 0.12 2.58 111.39 71.0 重度富营养朝阳公园湖0.19 16.02 0.32 3.32 103.98 76.9 重度富营养2.1.2 湖泊营养程度随季节变化规律 对4-12月湖泊各月营养程度进行统计可知(图2), “中营养” 和 “轻度富营养” 湖泊所占比例在冬季和春季较高, 冬季最高, 达66.7%; 在夏季和秋季较低, 夏季7月最低,只有14.3%. “中度富营养” 和 “重度富营养” 湖泊所占比例在夏季和秋季较高, 夏季7月最高, 达85.7%,冬季最低, 为33.3%. 表明湖泊富营养化程度随季节变化十分明显, 富营养化程度在盛夏和初秋形成高峰,冬季、春季为全年最低. 图1 北京城市湖泊营养状态分布 Fig.1 The percent of different eutrophication grade on Beijing urban lakesJ. Lake Sci .(湖泊科学), 2008, 20(3)360 2.1.3 典型湖泊总氮、总磷含量与叶绿素a 的相关分析 氮磷是造成水体富营养化的主要元素.根据典型湖泊团城湖、昆明湖、“六海”(西海、后海、前海、北海、中海、南海)、龙潭湖总磷、总氮含量与叶绿素a 的相关分析可知(图3), 总磷、总氮含量与叶绿素a 呈显著正相关关系, 并且总磷与叶绿素a 的相关性更加显著.氮磷比值(N/P)同样对藻类生长有重要影响, 当N/P 小于7时, 氮是可能的限制性营养盐, N/P 大于7时, 磷是可能的限制性营养盐. 日本湖泊学家坂本曾经研究指出, 当湖水的总氮和总磷浓度的比值在10:1-25:1的范围时, 藻类生长与氮、磷浓度存在着直线相关关系[3-6]. 北京城市湖泊氮磷浓度比基本在10:1-21:1之间, 处于藻类生长最佳氮磷比值范围内.2.2 不同功能典型湖泊富营养化状况根据《北京市地表水环境功能区划方案》, 北京市区湖泊按照功能分为三类: 一是集中式饮用水源地, 水质目标为II 类; 二是重要景观游览水域、一般鱼类保护区及游泳区, 水质目标为III 类; 三是人体非直接接触的一般景观水域, 水质目标为IV 类. 下面就不同功能选择重点湖泊分析其富营养化现状及其特征.2.2.1水源湖泊的营养态势 团城湖是北京市唯一的一个以饮用水源功能为主的湖泊. 2006年团城湖透明度在1.2-1.5m, 高锰酸盐指数在2.2-3.9mg/L, 总磷在0.02-0.09mg/L, 总氮在0.51-1.68mg/L, 叶绿素a在3.18-21.0mg/m 3之间; 各月综合营养状态指数在39.1-49.8之间变化, 全年平均为44.6; 全年各月均处于“中营养”状态(图4); 营养指数峰值出现在7月, 已接近“轻度富营养”状态.图3 典型湖泊2006年总氮、总磷与叶绿素a 相关关系 Fig.3 The correlation of TN, TP and Chlorophyll-a of typical lakes in 2006图4 2006年部分典型湖泊综合营养状态指数逐月变化趋势Fig.4 The monthly changing trend of TLI on partial typical lakes in 2006荆红卫等: 北京城市湖泊富营养化评价与分析361浮游植物监测分析, 团城湖春季的优势种为金藻门锥囊藻, 为贫营养湖泊的优势种; 夏季的优势种为栅藻、脆杆藻, 分别为中营养和富营养湖泊的代表种类, 浮游植物细胞数量为933.3×104cells/L; 秋季的优势种为微囊藻, 是形成水华的主要种类, 浮游植物细胞数量为4308.3×104cells/L. 因此, 团城湖浮游藻类的群落结构: 春季以金藻为主, 夏季为蓝藻+绿藻型, 秋季为蓝藻型.2.2.2 重要景观湖泊营养态势 (1)昆明湖富营养化现状和特征: 昆明湖是北京市最大的湖泊, 水面面积为1.94km2. 2006年昆明湖水体透明度在0.6-1.1m, 高锰酸盐指数在3.8-5.6mg/L, 总磷在0.02-0.13mg/L, 总氮在0.52-2.08mg/L, 叶绿素a 在7.16-34.37mg/m 3之间. 综合营养状态指数在45.4-57.9之间变化(图4),全年平均为51.4; 其中6-9月营养级别为“轻度富营养”, 其它时间均为“中营养”, 全年平均为 “轻度富营养”状态; 营养指数峰值出现在7月, 营养程度已接近“中度富营养”.浮游植物监测分析, 昆明湖春季的优势种为绿藻门的微小四角藻, 其中绿藻门占45.3%, 硅藻门占16.5%, 蓝藻门占14.0%, 浮游植物细胞数量为2622.2×104cells/L; 夏秋两季的优势种均为微囊藻, 蓝藻门占80%以上, 夏、秋季浮游植物细胞数量分别为19685.2×104cells/L 和33333.3×104cells/L. 因此, 昆明湖浮游植物群落结构: 春季以绿藻为主, 夏秋两季均为蓝藻型; 从生物量来看, 秋季>夏季>春季.(2)“六海”富营养化现状和特征: “六海”是京城的核心水系, 总水面面积为1.24km 2. 2006年“六海”水体透明度在0.40-0.82m, 高锰酸盐指数在 4.0-9.4mg/L, 总磷在0.06-0.12mg/L, 总氮在1.01-1.55mg/L, 叶绿素a 在23.46-89.17mg/m 3之间. 综合营养状态指数在55.4-64.1之间变化(图4), 全年平均为59.8, 营养指数峰值出现在7月和8月; 6-10月营养级别为“中度富营养”, 其它时间均为“轻度富营养”状态.浮游植物监测分析,“六海”春季的优势种为绿藻门的微小四角藻和蓝藻门的微囊藻; 夏、秋季的优势种均为蓝藻门易形成水华的主要种类—微囊藻和平裂藻. 4月份蓝藻所占比例在43.2%-55.4%, 绿藻在30.1%-36.3%之间, 浮游植物细胞数量为9425.9×104cells/L; 7月份蓝藻所占比例增大, 在73.2%-89.4%之间, 绿藻所占比例为8.4%-25.2%, 浮游植物细胞数量为32175.9×104cells/L; 9月份蓝藻比例达81.5%-86.6%, 浮游植物细胞数量达45865.7×104cells/L. 因此, “六海”浮游植物群落结构: 春季为蓝藻+绿藻型, 夏秋季均为蓝藻型; 从生物量来看, 秋季>夏季>春季.综上所述, “六海”、昆明湖、团城湖营养程度排序依次为: “六海”>昆明湖>团城湖(图4). 与2005年国内主要城市内湖营养程度相比, “六海”比杭州西湖营养程度(TLI =58.0)高, 与济南大明湖(TLI =60.0)相当, 但比南京玄武湖(TLI =63.0)、武汉东湖(TLI =63.0)的营养程度低[7].2.2.3 一般景观湖泊营养态势 2006年监测的21个湖泊中, 有8个属于一般景观湖泊. 一般景观湖泊富营养化程度处于“中度—重度富营养”状态, 其中有5个湖泊均处于“重度富营养”状态(表1), 并且氮磷含量明显高于饮用水源湖泊和重要景观湖泊(图5). 按照营养程度排序: 一般景观湖泊>重要景观湖泊>水源湖泊.以龙潭湖为例, 龙潭湖位于龙潭公园内, 其水面面积35×104m 2, 水深1.5m. 2006年监测结果显示, 龙潭湖水体透明度在0.10-0.60m, 高锰酸盐指数在8.3-35.4mg/L, 总磷在0.20-0.72mg/L, 总氮在图5 典型湖泊2006年总氮、总磷月变化曲线 Fig.5 TN and TP monthly changing curve of typical lakes in 2006J. Lake Sci .(湖泊科学), 2008, 20(3)3623.8-12.2mg/L, 叶绿素a 在34.7-600mg/m 3之间. 综合营养状态指数在62.7-92.8之间变化, 营养指数峰值出现在7月; 营养程度除4月为“中度富营养”外, 其它时间均为“重度富营养”.2.3 湖泊补给水源的水质分析截止2006年北京市区污水处理率已达到90％, 其中湖泊周边以及补水河道的工业污染源已全部搬迁, 生活污水全部截留进入污水处理厂处理后出水排入城市下游河道, 市区点源污染已基本得到控制.因此, 市区湖泊水质好坏主要受补水水源水质、水量的影响, 同时又与在补水河道受到的污染有关. 湖泊补水水源主要由三部分组成: 密云水库、官厅水库、污水处理厂再生水补给.2.3.1 典型补水水源营养盐现状及其对湖泊水质的影响 密云水库是北京市重要饮用水源地, 水质长期保持在II 类, 2006年总磷年均值为0.016mg/L, 总氮年均值为0.66mg/L; 官厅水库水质较差, 现状为IV类水质, 2006年总磷年均值为0.081mg/L, 总氮为1.57mg/L.水体功能为饮用水源的团城湖: 团城湖为北京田村山自来水厂水源地, 由于其水源全部来自密云水库, 且水源保护区管理严格, 输水沿线—京密引水渠基本无点源、面源污染物排入, 因此团城湖水质良好,水体营养盐含量低, 目前未达到富营养程度.水体功能为重要景观的湖泊: 重要景观湖泊补给水源来自密云水库和官厅水库联合供水. 一方面官厅水库本身水质较差, 另一方面密云、官厅之水流经补水河流时, 水质又有不同程度下降, 对景观湖泊水质有较大影响. 所以, 重要景观湖泊昆明湖、“六海”等营养程度明显高于团城湖, 处于“轻度富营养”—“中度富营养”状态. 例如:“六海”由密云水库补水时, 补水路线为: 密云水库—京密引水渠—昆玉河—长河—“六海”; 由官厅水库补水时, 路线为官厅水库—永定河引水渠—昆玉河—长河—“六海”. 监测结果显示, 密云水库的II 类水质, 通过昆玉河、长河、永定河引水渠等补水河流时, 在暴雨季节水质下降为V 类—劣V 类, 其中昆玉河、永定河引水渠丰水期总磷、总氮比枯水期升高5.6-6.0倍和2.6-2.8倍(图6).密云、官厅之水流经补水河流时, 水质下降的原因主要有以下三方面:(1)暴雨期溢流生活污水入河影响: 目前北京市区污水处理率虽然较高, 但由于城市排水管网不健全,雨污分流不彻底, 在湖泊补水河道仍然存在暴雨期大量溢流生活污水入河现象. 根据1999年北京市水务部门进行的入河排污口调查, 昆玉河有12个雨污合流口, 长河有11个雨污合流口, 永定河引水渠有28个雨污口, 为减少雨污合流管道向河湖排污, 采取了两种补救措施, 一种是挡堰式污水截留, 一种是槽式污水截留, 但这两种补救措施在降雨超过15mm 时, 雨水就会携带着大量溢流生活污水直接排入河流,对河流水质产生了较大影响.(2)非点源污染影响: 暴雨期重要景观湖泊不仅要面临补水河道溢流污水入河的问题, 同时还要承受降雨形成的地表径流污染的影响. 研究表明降雨径流中固体悬浮物和营养盐浓度极高, 大量流入河湖中,对湖泊水质产生了极大影响[8].(3)补给水量较少: 1999年以来北京市连续干旱, 水资源严重短缺, 引入城市河湖的水量减少, 根据图6 2006年补水河流枯、丰水期营养盐含量变化对比 Fig.6 The comparison of nutrient salts content change on filling water river at low-water season and high-water season in 2006荆红卫等: 北京城市湖泊富营养化评价与分析363预测规划市区河湖环境需水量为2×108-3×108m3/年, 但“十五”期间每年实际向城市河湖供水仅0.6×108-0.8×108m3, 从而不能满足城市河湖用水要求; 补给的水量仅能够维持水体的蒸发与渗漏, 水体自净能力明显减弱, 水质下降.2.3.2 污水处理厂再生水补给湖泊的水质问题由于水资源严重短缺, 目前一般景观湖泊补水主要依靠污水处理厂的再生水补给, 如: 龙潭湖、陶然亭湖、红领巾湖、朝阳公园湖等, 其水源均来自高碑店污水处理厂的再生水, 再生水已成为北京的第二水资源.《城市污水再生利用-景观环境用水水质》(GB/ T18921 -2002)标准规定了将再生水回用于景观环境时的水质要求, 但存在的问题是: 规定的再生水景观水质标准与地表水景观水质标准之间有较大差距, 再生水中氨氮、总磷和总氮水质标准值是地表水景观水体IV 类标准的3.3倍、5倍和10倍.因此, 当再生水补入一般景观湖泊时, 由于再生水氮、磷含量高, 使得一般景观湖泊水体氮、磷含量也明显增高, 富营养化程度加重. 例如, 2006年5月对陶然亭湖以及再生水补水口进行总氮指标的同步监测, 补水口总氮含量为31.2mg/L, 湖水总氮为16.8mg/L. 2006年以再生水为水源的龙潭湖、陶然亭湖、红领巾湖、朝阳公园湖等总磷年均值在0.12-0.81mg/L之间, 总氮年均值在3.32-7.98mg/L之间, 营养状态全部为“重度富营养”.3 建议(1) 建议进一步加大对雨污合流排水管网的改造, 解决暴雨期溢流生活污水直接向城市河湖排放的问题; 全面开展城市地表径流非点源污染调查和研究, 掌握城市地表径流污染特征和排放规律, 研究非点源污染的控制途径, 制定相应的法规与政策, 将城市径流污染控制纳入法制轨道.(2) 污水处理厂再生水水质较差, 加重了补给湖泊富营养程度. 建议进一步提高污水处理厂再生水出水的排放标准, 加大对氮磷的处理和控制, 特别是控制磷的浓度是降低富营养化风险的重要途径; 同时再生水出水经湿地处理, 水质达到地表水环境IV类标准要求后再入湖[9].(3) 生态补水严重不足. 建议对湖泊水体实施生态修复工程的同时, 加大向重点景观湖泊供应清洁水, 保证其最小生态需水量.4 参考文献[1] 金相灿, 屠清瑛主编. 湖泊富营养化调查规范. 北京: 中国环境科学出版社, 1990: 286-302.[2] 王明翠, 刘雪芹, 张建辉. 湖泊富营养化评价方法及分级标准. 中国环境监测, 2002, 18(5): 47-49.[3] V ollenweider RA. 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