汉江“水华”成因分析及防治
南水北调中线工程有利于汉江_水华_的防治

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2018年汉江中下游水华成因分析与治理对策

2018年汉江中下游水华成因分析与治理对策王俊;汪金成;徐剑秋;钱宝【摘要】2018年2月汉江中下游再次暴发硅藻水华,从2月8日至3月中下旬,历时30余天,是有资料记载以来最长的一次.自水华暴发后,长江水利委员会及时启动应急预案,利用汉江中下游梯级水库群进行了水量调度,以控制水华的进一步发展,同时在汉江中下游河段设置了6个监测断面进行逐日监测.调查结果显示:此次硅藻水华优势种为汉氏冠盘藻(Stephanodiscus hantzschii),暴发期其藻密度最高达到了3200万cell/L,水华影响范围从原先的武汉至仙桃段延伸至了兴隆库区.根据调查结果,分析了水华发生的几点原因,包括硅藻优势种种源问题、污染源控制问题以及特殊的水文气象情势等,并提出了严控污染输入、优化水量调度方案、完善管理机制等几点治理对策.但要永久解决汉江水华问题,还需地方各级政府在当前河长制要求下积极作为,全面保护汉江水生态环境,彻底解决流域面源污染问题.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2018(049)017【总页数】5页(P7-11)【关键词】硅藻水华;水量调度;藻类监测;河长制;汉江流域【作者】王俊;汪金成;徐剑秋;钱宝【作者单位】长江水利委员会水文局,湖北武汉,430010;长江水利委员会水文局,湖北武汉,430010;长江水利委员会水文局,湖北武汉,430010;长江水利委员会水文局,湖北武汉,430010【正文语种】中文【中图分类】TV698在当前全面推行河长制的大背景下,地方各级政府对辖区水环境问题非常重视,特别是在行政交界地区,水系河湖的环境问题更是各方关注的焦点。
汉江作为长江的最大支流,其上游末端的丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,担负着缓解我国北方用水压力的重任;中下游干流流经了14个县市区,也是湖北、河南两省重要的工农业取水和居民用水水源地。
然而由于近年来汉江中下游水体富营养化加剧,水华现象频发[1]。
汉江_水华_治理问题研究

华中科技大学硕士学位论文汉江"水华"治理问题研究姓名:邱炬亨申请学位级别:硕士专业:行政管理指导教师:严丹屏2010-12-07摘要汉江是长江最大的支流,也是南水北调工程的重要水源同时也是沿岸城市生活和工农业用水重要的水源。
进入九十年代以后,随着工农业建设的发展,工业废水、农业化肥灌溉用水和生活用水排放量逐年递增,这些废水基本上未经处理而直接排入汉江,致使汉江部分河段尤其是下游河段水质恶化非常严重。
由于流域水体富营养化的影响,自1992年2月起,汉江中下游发生多次“水华”,其实质也就是汉江水污染,形式非常严峻。
“水华”问题的产生,根源涉及原因诸多。
其治理采取的方式也不同,有从技术上进行处理的,也有从河流治理和管理的角度进行研究治理的。
本文从政府及公众参与汉江水污染控制管理,公共治理管理的角度出发 ,来研究对汉江“水华”问题治理,并通过以下几个方面对汉江流域“水华”现象的治理问题进行研究:一、从认识“水华”,“水华”发生状况,以及危害和产生的原因进行分析;二、汉江“水华”治理现状进行分析;三、针对上述的治理现状,对汉江“水华”治理过程中遇到的困难进行分析;四、提出汉江“水华”治理对策的改进策略。
本文试图通过市场、政府和社会三分法,对汉江流域“水华”问题的现有治理政策和管理体制进行归纳分析。
并运用公共管理学、公共政策学以及经济学的相关理论来分析各种公共政策的背景、实质、优点和弊端;最后运用这些理论结合现实,针对汉江“水华”治理进行更深入的研究。
关键词:“水华” 汉江 治理 改进策略AbstractHan-jiang River is the largest tributary of the Yangtze River, also is the major water transfer project which is from south to north. At the meantime, it is also a coastal city life and an important industrial and agricultural water source. After the nineties, with the development of industrial and agricultural construction, industrial wastewater, agricultural fertilizers and irrigation water emissions increase every year. These are basically untreated wastewater directly into the Han-jiang River, resulting in the Han-jiang river part of the river; especially downstream water quality deterioration is very serious. As The impact of the Han-jiang river “water bloom” of the water in Han-jiang river. Since February 1992, the Han-jiang river suffered to several “water bloom” the essence of that is the p ollution of the Han-jiang river water. The situation is very serious. The problems results from serious aspects, There are many kinds of methods, such as:To deal with it technically, and we also from the perspective of river regulation and management of governance.This article from the perspective of the Han-jiang river water government control and public participation on the management of the “water bloom”., to study on the Han-jiang river “water bloom”in governance management, and through the following aspects of the Han-jiang river “water bloom”in the issue of governance. First, from the understanding of “water bloom”, “water bloom”conditions occur, as well as the causes of hazards and analysis. Second, the paper takes an analysis of the Han-jiang river “water bloom”Governance. Thirdly,for the governance situation, to study on the difficulties of the Han-jiang river “water bloom” which encountered in the process of governance analysis;4,finally,giving the strategies to improve the situation of the Han-jiang river “water bloom”This paper attempts to market, government, social three angles, for induction of the Han-jiang river “water bloom”that existing governance policies and management system. And using of public management, public policy and the theory of economics, to analyze the background of public policy, nature, advantages and disadvantages, then the paper uses these theories Combined with practical, to study the Han-jiang river “water bloom”more in-depth governance.Keywords:“Water bloom” Han-jiang River Governance Improvement strategies独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
汉江下游江段春季频发“硅藻水华”原因分析

汉江下游江段春季频发“硅藻水华”原因分析城市环境第16卷第3期2002年6月汉江下游江段春季频发”硅藻水华’’原因分析TheAnalysisontheCauseoftheFrequentArising”DiatomWaterBloom”atHanjiangRiverDownstream’SWaterBodyinSpring邵开忠吴青文刘晓云(武汉市环境监测中心站武汉430015) ShaoKaizhong,WuQingwen,LiuXiaoyun(WuhanEnvironmental MonitoringCenterWuhan430015)摘要根据汉江下游从1992年至2000年发生的3次”硅藻水华”跟踪调查资料和近1O年的汉江下游水质监测数据,对汉江下游水华的特征,发生的原因,以及发展趋势进行研究和探讨.结果发现汉江下游水体中浮游植物生长所必须的磷,氮等营养物质浓度均已超过典型的富营养化湖泊,并逐年上升.这是汉江水华频繁发生的主要原因.另外,汉江流域近年常出现暖春,干旱气候,导致汉江下游水流减缓,水温升高,光照充沛,为浮游植物大量增殖提供了适合的环境.关键词汉江水华富营养化浮游植物中图分类号:x522文献标识码:AAbstract:Accordingtotheinvestigationofthethreetimesof”diatomwaterblo om”incidentsinthedownstreamofHanjiangRiverfrom1992to2000andthewaterqu~tymonitoringdatainthelast10yeats,inthi spapertheauthorshavediscussedthecharacteristics,CatlS~anddevelopmenttendencyoftheHanjiangRiver’swaterbloom,Ithas beenfoundthattheconcenl~afionofnutriments(including nitrogenandphosphorus),whichareindispensabletothegrowthofphytoplan kton,allhaveexceededthecorrespondingvaluesofaty1)i- caleutrophiclakeandhavebeingincreasedeveryyear.Thisisthemain~ea.qol qthatwaterbloomarisesfrequentlyatthiswaterbody.Atthesametime,intheHanjiangRiverbasintherehas印pc娜wannspringanddroughtyweatherduringlastseveralyears,whichresult- edindowerflow.increasedtemperatureandabundantsunshine.Thisoffersan idealenvironmentfortherapidgrowthofphytoplankton.Keywords:I-IanjiangRiverWaterbloomEutrophyPhytop]ank~n水华是指富营养湖泊中常见的一种藻类恶性增殖现象.然而,汉江下游先后于1992年,1998年,2OOO年枯水季节(每年1~3月份)发生3次”硅藻水华”——硅藻恶性增殖.水华发生期间,汉江下游水体的主要特征为:水色加深呈黄褐色,浮游植物密度大于10_7个/升,江水有较重的腥味.水华现象在大型河流干流中罕见.本文通过分析近十多年来汉江下游水质监测数据,以及汉江下游硅藻水华发生期间的跟踪调查结果,探讨汉江下游频发”硅藻水华”的原因.1汉江中,下游水域自然环境状况1.1流域概况汉江是长江最大的支流,流经陕西,湖北两省.丹江水库以上为上游,丹江水库到钟祥旧口为中游,钟祥旧口至武汉龙王庙为下游,并由龙王庙汇入长江.汉江中游河道比较大,水流急,下游地处江汉平原,地势较低,水流较缓,北岸局部有基石残丘,南岸沉积物较厚,土地肥沃,此段为易发生”水华”的江段.图1为汉江中,下游流域示意18图.汉江中,下游江段位于湖北省境内,沿途流经1O多个重要城镇,流域面积约占全省总面积的1/3,流域内人口约1110万.汉江是两岸居民主要饮用水源,流域内重要的工,农业用水源,同时,汉江也是沿途城镇所排放生活污水和工业废水的受纳水体之一.1.2水质概况从1980年开始,环保部门已对汉江进行了连续的水质监测.历年的环境质量报告书显示:汉江除氮,磷指标外,其它监测项目都达到I~Ⅱ地表水环境质量标准.在正常年份下,汉江下游枯水期水体中浮游植物密度为32.6X1~67.4X1个,L,水清无味.1.3水文概况收稿日期:2001—09—18作者简介:邵开忠,男,1958年生.高级工程师,从事多年环境生物监测和数据分析工作.汉江下游江段春季频发”硅藻水华”原因分析邵开忠吴青文刘晓云在正常状态下,汉江下游枯水期水流速度大于lm/s,水流量大于lO00m3/s,水温为6一IO~C.2汉江3次”硅藻水华”对比分析1992年.2月汉江下游240公里江段发生历史上首次硅藻水华后,又于1998年2月和2000年2月再次发生更大规模的硅藻水华,现将3次硅藻水华的调查结果和所收集的跟踪调查资料整理为表1,由表1可把汉江下游水华发展趋势归纳为:表1汉江三次水华情况比较*:表示该数据为当年春季枯水期监测数据.2.1发生间隔时间缩短首次水华和第2次水华间隔时间为5年,而第2次水华和第3次水华间隔时间仅2年.说明汉江下游水华发生频率有增加趋势.2.2波及范围扩大5.O4.03.O2.O1.OO.O2.OI.51.0O.5O.O第1次水华只影响到潜江以下240公里江段,而第2次和第3次水华则逐渐波及到钟祥以下约400公里的所有下游江段,水华的影响范围不断扩大.2.3影响程度加深水体中的藻类密度峰值呈递增态势,特别是2000年2 0.250.2O0.15QlO0.05l99019921994199619982ooo~19901992图1CODh变化趋势图图29.O8.07.O6,O5.O4.O3.O2.OI.OO.Ol994l996总磷变化趋势图1998200~-度19@019921994199619982ooo~199019921994199619982ooo~度图3无机氮变化趋势图图4浮游植物密度变化趋势图l9城市环境第16卷第3期2002年6月月枯水期水华的藻类密度峰值为7.46X1个儿,3倍于1992年水华的藻类密度峰值.2.4硅藻水华向硅藻一绿藻混合水华演替一般认为硅藻是中一富营养水体的优势类群,而蓝绿藻是富营养水体的优势类群.汉江下游水华藻类群落结构每次都有变化,1992年水华硅藻占90%以上,随后的2次水华硅藻比例减少到60%左右,绿藻比例呈上升之势表明水质趋向恶化.3汉江下游水质变化趋势为了探讨汉江下游频发水华的原因,分析了汉江武汉段近10年的水质监测数据,并以较有代表性的武汉市宗关水厂监测点位19902OOO年枯水期的水质监测数据为线索,从中筛选出cOD,总磷(rIP),无机氮,藻类密度等4项与水华密切相关的指标进行分析,以判断汉江下游水质的变化趋势,详见图1一图4.图1显示了高锰酸盐指数cOD明显的呈逐年上升趋势,反映出汉江的纳污量提高,水体的自净能力降低.图2显示了无机氮的变化趋势,水体中无机氮的浓度值(水体中氨氮,硝酸盐氮,亚硝酸盐氮浓度值的总和)常年保持在0.8mg/L以上水平.它们是能够被浮游植物快速利用的有效氮源.图3显示了总磷的变化趋势,水体中总磷的浓度常年保持在0.087mg/L以上水平,逐年上升.总磷通常是水体中浮游植物生长的限制性因素,当浓度小于0.Olrne/ L时,浮游植物增殖缓慢;当浓度大于0.05mg/L时,在适当条件下浮游植物会发生恶性增殖,产生水华.图4则显示了汉江下游浮游植物密度逐年上升的变化趋势势.未发生水华现象时,测到的浮游植物最高密度是6.74X1个儿4汉江下游江段频发硅藻水华原因水华是指在相对封闭性水域(如湖泊)内,因水体富营养化而导致的浮游植物恶性增殖现象.本文将参照湖泊富营养化研究的相关成果,分析,探讨汉江水华发生的原因.表2列出了湖泊水域富营养化评判指标(参数),结合表1中归纳的汉江水华调查资料和图2一图5 中反映的水质参数,汉江下游在枯水期易发生水华的原因可归纳为以下三个方面:表2湖泊富营养化评价参数旦堕鲞!重鲞宣笪鲞堑塑蛐度3x1053-10×10510~lOs蓑总磷(,w/L)<0.O10.0l一0.05>0.05总氮(,w/L)<0.0250.025—1.10>1.10se优势种嚣,藻甲鐾,藻蓝n卿副4.1水体内富含氮,磷等营养物质,具备藻类恶性增殖的物质基础从图3和图4可以看出,汉江下游枯水期总磷的浓20度水平每年均保持在0.087megL以上,总氮的浓度水平每年均保持在0.78mg/L以上,两者都超过了表2所列的富营养化湖泊评判标准.丰富的营养物质为浮游植物增殖提供了物质基础.表3列举了国内部分富营养化湖泊水质参数,并把汉江下游枯水期水质参数与其对比.表3国内典型富营养化湖泊水质参数与汉江下游枯水期水质参数比较................................................................................................................... ..................................一●r堡旦塑奎塑墨塑宣塑塑坚!塑富营养化程度重一富营养富营养富营养中营养一{物密度1913.71130.05.314.5(3浮2.游6~植67物.4)总磷(rag/L)1.1450.020.0320.020.087—0.180总氮(rng,L)1.760.901.670.220.78—1.78优势种蓝,绿藻蓝藻蓝藻硅,蓝藻硅藻4.2枯水期汉江下游容易形成相对封闭的水域环境每年2~4月份汉江上游水库下泄水量减少,致使下游江段水位降低,水流减缓.如果遇到气候异常的年份,下游江段容易形成水流量小于50orn3,s,水流速小于0.8m/s的特殊状况,致使汉江下游类似于一段封闭性水体,提供了浮游植物快速增殖的水域环境.4.3枯水期常多晴少雨,水温上升,有利于藻类的光合作用汉江流域1—3月份常多晴少雨,光照充沛,气温逐渐上升,使江面水温升高;加上枯水期汉江下游水量小,流速慢,泥沙下沉,水体表层透光性提高,为浮游植物的光合作用提供了良好的水温和光照环境.通过以上分析,我们认为汉江下游枯水期浮游植物生长必须的营养盐浓度总保持在较高水平,这是藻类恶性增殖的物质基础,也是主要的内在原因.因此,每当遇到汉江流域暖春,干旱的异常气候,汉江下游容易形成流速<0.8m/s,流量<500rn3/s,水温>10℃环境条件, 极有可能发生水华.卢大远(1999)把上述三个参数界定为汉江下游发生水华的”预警值”或”指示值”.5结论在9年内,汉江下游在枯水期发生了3次硅藻水华,这一现象在国内外大型河流干流中极为罕见.汉江水华发生的主要原因是水体中磷,氮等营养物质浓度长期保持在较高水平,提供了藻类增殖的物质基础;当汉江流域遇到暖春,干旱的异常气候,汉江下游在枯水期容易形成流速<0.8m/s,流量<50orn3,s,水温>10℃环境条件,此时这段河流类似一个封闭水域,极有可能发生水华.参考文献1蒙宪仁等,以浮游植物评价巢湖富营养化,水生生物,1988,(12)2国家环保局,水生生物监测手册编委会,水生生物监测手册,东南大学出版社,1993。
2015-2016年汉江中下游硅藻水华发生成因分析

第38卷第6期2017年 11月水生态学杂志JournalofHydroecologyVol.38,No.6Nov. 2017DOI:10.15928/j.1674-3075.2017.06.003 收稿日期:2016-12-22基金项目:国家重点研发计划重点专项(2016YFC0502210);国家自然科学基金(41301097;51279011)。
作者简介:吴兴华,1979年生,女,博士,工程师,主要从事浮游植物生理生态学研究。
E mail:wenluo8015@126.com2015-2016年汉江中下游硅藻水华发生成因分析吴兴华1,殷大聪2,李 罛1,陈 磊1,李 媛1,赵 荧1(1.中国长江三峡集团公司,北京 100038;2.长江科学院水资源综合利用研究所,武汉 430010)摘要:为了探究汉江中下游多年春季易发生硅藻水华的成因,2015年和2016年早春水华发生期在汉江干流布设8个点位(黄家港、襄阳、皇庄、沙洋、兴隆闸、泽口、仙桃、蔡甸),进行密集的浮游植物定性定量监测,同时监测总氮、总磷、硅酸盐、水温、pH和溶解氧等水质理化指标,并搜集水华期汉江中下游干流各水文站的流量数据,分析理化指标与水华细胞密度之间的相关性以及流量与水华细胞密度之间的关系。
结果表明,自皇庄以下,水华发生期浮游植物密度高于107个/L,优势种为冠盘藻属(Stephanodiscus),达总生物量的95%以上;各样点浮游植物细胞密度与硅酸盐浓度、硅氮比均呈显著正相关(P<0.01);在考虑上下游点位距离和时间推移的交互作用下,通过逐步向前回归方法拟合多元线性回归模型,发现采样时间和采样点位间距与细胞密度呈极其强烈的显著正相关(P<0.001),流量与细胞密度呈极其强烈的显著负相关(P<0.001)。
适宜的早春气候条件、较高的硅氮比、低流量是汉江中下游硅藻水华发生的原因。
建议在控源截污的基础上,应注意早春时节对重要站点的流量监控,适时增加下泄流量以防控硅藻水华的发生。
汉江水污染情况调研

摘要随着科学的发展、时代的进步、人口的迅猛增长,人类赖以生存和发展的环境受到污染,生态环境受到破坏,生态系统也会随之遭到破坏,环境问题已从地域性走向全球性,人类必须爱护地球,共同关心和解决全球性的环境问题。
因为我们“只有一个地球。
”水是生命的源泉,没有水,我们的生活将无法继续下去。
水资源的污染及短缺是当今社会面临的一个重大问题。
虽然安康市不是一个用水紧张的城市,但水污染却存在,并与每个市民都息息相关。
AbstractWith the development of science and the progress of the era, the rapid growth of population, human survival and development of the environment is polluted, the ecological environment, ecological system will follow destroyed, environmental problems have from local to global, human beings must take good care of the earth, common interest and solve global environmental problems. Because we have only one earth."Water is the source of life, without water, our life will not be able to continue. Pollution and shortage of water resources is a major problem facing today's society. Although ankang municipality is not a city of water stress, but water pollution exists, and is closely related to every citizen.关键词:生态环境、水资源、水污染Key words:The ecological environment、The resources of water、The Water pollution目录一、调查背景 (1)二、调查过程 (1)1、实地调查 (1)2、走访相关部门,了解情况 (2)(1)汉江现状 (2)(2)汉江水污染的成因 (2)①农村面源污染严重 (2)②水资源浪费非常严重 (4)(3)污染防治 (4)①完善水资源保护法规,保障汉江水质安全 (4)②加大水污染防治力度 (5)③强化对饮用水源取水口的保护 (5)④加强公民的环保意识 (5)三、调查结论 (5)四、参考文献: (6)一、调查背景"南水北调"工程是我国"十一五"期间重要项目,汉江作为我国现存较少几条水质达标的河流之一,党中央、国务院把陕西省安康市定为国家南水北调中线工程水源养区和保护区,将汉江定为南水北调中线工程水源地,所以保护汉江水系势在必行。
从流域水环境与水利工程影响角度分析汉江水华成因

从流域水环境与水利工程影响角度分析汉江水华成因作者:***来源:《长江技术经济》2020年第04期摘要:水电梯级开发对河流产生的系列生态学效应是当前热点问题,通过梳理近年汉江水华应急监测成果,从水利工程运行与水华发展的关联角度,进一步深入剖析汉江水华发生的成因及影响要素,提出相关应急调度的防控措施和建议,为汉江水华综合防治提供技术支撑。
关键词:汉江水华;营养盐;叶绿素;水生态群落中图法分类号:X524 文獻标志码:A DOI:10.19679/ki.cjjsjj.2020.0423汉江干流梯级开发在取得巨大社会经济效益的同时,对河流生态系统产生了一定的影响,其中汉江水华作为汉江流域的热点环境问题,呈现逐年频发的态势,严重威胁着区域生态安全。
一般认为,汉江水华的产生与汉江充足的营养盐、春季流域适宜的气候、缓慢的水流有关,但也有学者指出,汉江水体营养盐含量丰富,并不能成为汉江水华暴发的诱发因子,水利工程影响下的流量、流速等水文因子才是制约汉江水华发生的关键要素。
因此,探究影响汉江水华发生的关键因素,以及如何及时精准地防控水华暴发,是目前亟待解决的问题。
1 实验与方法1.1 研究区域与样点布置2018年2月至3月,汉江中下游再次暴发大规模水华,其影响范围、发生历时均明显增加。
为进一步分析汉江水华发生、发展和水利工程运行之间的内在联系,2018年7月至2019年3月,项目组在汉江中下游的19个重要控制断面开展了连续的现场观测,其中以丹江口水库和兴隆水库为重要研究对象,分析水利工程运行对汉江水华发生成因的影响,具体监测样点布置如图1所示。
1.2 样品采集与分析测试按照《水环境监测规范》要求开展现场水质样品和底质样品的采集,同时利用便携式多参数水质分析仪(YSI-EXO,美国)现场开展部分参数的监测,具体包括水温、pH值、溶解氧、电导率、浊度及叶绿素等。
实验室分析参数主要包括总氮、总磷、氨氮、硝氮、叶绿素a、脱镁叶绿素等。
赤潮和水华形成的原因和对策

赤潮和水华形成的原因和对策一、从自然现象发展为灾害赤潮(redtide)是海洋中某些微小(2~20微米)的浮游藻类、原生动物或更小的细菌,在满足一定的条件下爆发性繁殖或突然性聚集,引起水体变色的一种自然生态现象。
“水华”(waterblooms)是一种在淡水中的自然生态现象,只是仅由藻类引起的,如蓝藻(严格意义上应称为蓝细菌)、绿藻、硅藻等。
“水华”发生时,水一股呈蓝色或绿色。
这两种在自然界就有的赤潮和“水华”现象,在我国古代历史上就有记载。
在自然界中它们很快消失,并没有给水产动物和人类带来危害。
由于人类经济的发展,对大自然造成了许多干扰,最主要的是N、P营养成分的增加,造成淡水、海水的富营养化,为水中这些微小生物的爆发性生长提供了十分有利的条件。
海洋中约有4000余种浮游藻类,其中约300种是可导致海水变色的赤潮种。
在300种赤潮种中约有70种能产生毒素,可通过鱼或贝类等食物链对人类造成毒害,可造成人类消化系统或神经系统中毒,如麻痹性贝毒(PSP)、腹泻性贝毒(DSP)、神经性贝毒(NSP)、记忆缺失性贝毒(ASP),严重的还可致死。
此外,还可造成大量的养殖贝类、虾类、蟹类和鱼类中毒死亡。
保护动物,如鳟鱼、海豚、海牛、海鸟、海狮、海鲸也有中毒致死的报道。
在赤潮消失期,赤潮生物大量死亡和分解,耗尽了水中的溶解氧,分解物产生大量的有害气体,恶臭难闻,严重威胁海洋养殖业和旅游业的发展。
沿海渔民谈到赤潮变色,这不是灾害又是什么?同样地,淡水中富营养化后,“水华”频繁出现,面积逐年扩散,持续时间逐年延长。
太湖、滇池、巢湖、洪泽湖都有“水华”,就连流动的河流,如长江最大支流----汉江下游汉口江段中也出现“水华”。
淡水中“水华”造成的最大危害是:饮用水源受到威胁,藻毒素通过食物链影响人类的健康,蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏,具有促癌效应,直接威胁人类的健康和生存。
此外,自来水厂的过滤装置被藻类“水华”填塞,漂浮在水面上的“水华”影响景观,并有难闻的臭昧。
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汉江“水华”成因分析及防治2007-4-10摘要:汉江是长江的最大支流,是陕西、湖北两省沿岸居民生活用水和工业用水的重要水源。
随着沿岸人口的增加,工业的发展,排污量不断增加,使汉江水质逐年下降,于近几年多次出现水华。
本文在调查的基础上,对汉江水华成因进行了分析并提出了防治措施,供有关部门参考。
关键词:水华;成因分析;防治Han-JIANG River “algae bloom”Cause Analysis and PreventionWang GuiRong(Institute of Environmental Science and Engineering, HUAZHONG University of Science and Technology, WUHAN,430074)Abstract: Han-JIANG river is the largest branch of Yangtze river and important water resource of people living and industry production in SAN-XI province and HU-BEI province. With people increasing and industry developing, sewage is increasing constantly, so that water quality of Han-JIANG gets worse year by year. In recent server years, Han-JIANG breaks out "algae bloom" many times. Based on investigation, the paper makes analysis on cause of Han-JIANG" algae bloom" and put forward prevention measure as reference to some departments.Key Words: algae bloom cause analysis prevention前言:汉江是长江的最大支流,全长1532km,年径流总量为591亿立方米。
流域面积15.1万平方米。
汉江是陕西、湖北省沿岸居民生活用水和工业用水的重要水源。
早在70年代,汉江的水质一直符合地面水二级标准,但自90年代以来,随着人口的增加,工业的发展,污水大量排入汉江。
据98年调查统计,沿途接纳工业废水和生活污水7亿m3/年,在汉江干流形成大小不等的污染带20多条,总长度达10km,使汉江水质逐年下降,尤其是汉江中下游湖北境内的水域的水质有逐渐恶化的趋势,主要表现为水中藻类逐年增加(见下表),特别是1992年、1998年和2000年的初春先后多次发生水华,即硅藻大量繁殖,水色发褐,并伴有腥味,使汉江中下游水厂净化处理发生严重困难,用水水质急剧下降。
汉江水华的频繁发生是汉江水质恶化的标志,给沿岸人民的健康和社会经济带来极大的损失,已引起政府和有关部门的高度关注。
90年代汉江藻类总数据有关硅藻大量增殖的室内研究表明,硅藻的大量繁殖与营养浓度的高低关系密切,硅藻细胞的增长率随培养时间的延长及营养浓度的减少而降低,培养液中的主要营养元素,尤其是氮和硅则随藻类细胞的增长而降低。
磷的含量虽也随培养时间的延长逐步下降,但变化幅度不大。
当在培养液中氮浓度下降至最低点时补充氮源,几乎停止增长的硅藻细胞又可继续增长。
光强和温度对硅藻的生长也有影响,在一定的光强范围内,硅藻的生长随光强的增加而加快:当光强低于2000lux时,硅藻细胞仍可正常繁殖,2000-5000lux时,生长最佳,但当光强提高到8000lux时,生长速度明显减慢,10000lux时细胞变白,生长完全停止。
硅藻适宜的温度相对低一些,在初春或初冬生长最好。
据此认为,近几年汉江下游几次发生硅藻细胞量猛增,出现硅藻水华和水质恶化的“突发”性现象,主要是以下原因引起的:1.1大量的污水排入汉江,特别是氮肥厂、磷肥厂的污水,为硅藻的繁殖提供了营养元素。
1.2充足的阳光、适宜的温度为硅藻的繁殖创造了良好的气候条件。
近几年汉江水华均发生在2月,天气较暖,阳光充足,水温一般在7~10℃,适宜于硅藻生长。
1.3 汉江水华发生时正处于枯水期,水的自净能力大大降低。
加之长江汛期比汉江早,对汉江产“顶托”,使汉江水流速度更加缓慢,呈现湖泊水状态,为硅藻生长繁殖提供了“温床”。
2.藻类处理及防治原水中的藻类会严重影响常规处理效果。
由于藻类形成的浊度其ζ电位较高,且具有较高的稳定性,因此混凝剂对含藻悬浮颗粒脱稳效果较差,形成的絮体强度较弱、体形较小、易穿透滤层。
藻类和其他微生物灭活后的残骸形成腐殖质产生臭味物质,或氯与藻类代谢化合产生臭味物质,这些物质进入管网送至用户,而使自来水中带“腥味”,影响居民身心健康。
常规处理工艺很难去除水中的藻类和臭味。
目前除藻方法有以下几种:2.1 化学预氧化法化学预氧化法是通过氧化剂来氧化破坏水中的藻类和有机物。
目前采用的氧化剂主要有臭氧、二氧化氯、过氧化氢等。
2.1.1 臭氧传统的预加氯预氧化和消毒,虽能部分去除藻类,但是预加氯过程中氯与源水中较高浓度的有机物作用会生成对人体有害的卤代有机物,如三卤甲烷等致癌物质。
近年来,殴美等一些发达国家采用臭氧预氧化除藻。
臭氧是一种很强的氧化剂,投入水中后,可氧化难于被生物分解的大分子有机物为易于被生物降解的中小分子有机物;还可去除铁、锰。
藻类被氧化剂氧化后,会释放出有机碳、土腥臭代谢物,这些产物会被臭氧立即氧化掉,而其他氧化剂对消除这些代谢物的味与臭不起作用,这是臭氧的优势。
臭氧化技术虽然效果好但设备投资大,运行操作管理技能要求严,运行费用较高。
2.1.2 二氧化氯近年来,应用二氧化氯为饮用水处理的消毒剂和氧化剂已受到国内普遍关注。
二氧化氯应用于水处理有如下优点:①与有机物反应不会生成三卤甲烷等致癌物质;②氧化铁、锰能力比氯强;③降低出厂水的嗅阈值;④有较强杀菌能力,其杀生力优于氯;⑤不会与氨氮反应生成氯胺。
目前在美国有四百多家水厂,在欧洲有数千家水厂在应用二氧化氯。
与臭氧相比,二氧化氯工艺投资少,产率高。
但二氧化氯工艺也存在以下缺点:一是制取二氧化氯不尽如人意,不论以亚氯酸钠、氯酸钠为原料的化学法还是已食盐为原料的电解法来制取二氧化氯,要么原料价格很高,要么装置复杂。
鉴于以上问题,作者认为目前存在几个问题急需解决:一是解决亚氯酸钠原料的生产供货途径,呼吁化工行业组织批量生产,以降低其价格;二是面对广大的国内市场,加速研制出高产率的二氧化氯发生器,提高纯度,降低成本,这样可为二氧化氯广泛应用开辟广阔的前途。
2.1.3 过氧化氢(H2O2)过氧化氢(H2O2)预氧化对水中有机物染物和氨氮都具有相当高的去除率。
过氧化氢的标准氧化还原电位高于KMnO4、CLO2,能直接氧化水中有机物染物和构成微生物的有机物质,同时,其本身只含氢和氧两种元素,分解后成为水和氧气,使用中不会引入任何杂质。
在饮用水处理中过氧化氢分解速度很慢,可保证较长时间的残留消毒作用,又可作为脱氢剂,不会产生有机卤代物,故过氧化氢是较为理想的饮用水预氧化剂和消毒剂。
但过氧化氢预氧化对藻类的抑制有待在生产性实验中考查。
2.2 化学药剂法在室内条件下测试了两种无机絮凝剂即聚硫酸铁(P-Fe)和聚合氯化铝(PAC)的除藻作用。
在5个1000ml的烧杯中各装800ml人工培养的混合藻液并分别加入不同剂量的上述絮凝剂,先快速(260r/min)搅拌1min,再慢速(45r/min)搅拌4min,然后静置20min,逐一测定上层清夜的藻类细胞密度,并求出每一烧杯的除藻率。
当PAC的用量为20mg/l时,除藻率可达70%以上。
可见,絮凝剂不失为一种有效的除藻手段,但絮凝剂有可能对水体产生二次污染。
2.3 超声辐射超声辐射化学反应在1927年由美国学者Richards和Loomis首次报道。
八十年代以来,英、法、美、德等欧美国家以及亚洲的日本、韩国、印度等纷纷致力于超声空化降解有机物研究。
近年来我国的台湾地区和大陆的一些大学也开始了这方面的研究。
同济大学研究了超声辐射对三卤甲烷、四卤化碳的降解效果和机理以及超声杀菌效果。
目前超声空化降解有机物技术在国内开始受到越来越多的关注和研究。
频率在16khz以上的超声波辐射会引起许多化学变化,称为超声空化。
它是液体中的一种复杂的物理化学现象,液体中的微小泡核在超声波作用下被液化,表现为泡核的震荡、生长、收缩及崩溃等动力学过程。
其降解有机物的机理为:超声空化在溶液中形成局部高温高压区,生成高浓度氧化性物质如oOH和H2O2,以及形成超临界水。
这样超声空化通过三种途径来氧化有机物:(1)自由基氧化;(2)高温热解;(3)超临界水氧化。
经有关专家研究,超声对降解浓度在50-350mg/l的卤代烃(氯甲烷、氯仿、四氯化碳)的降解率为72-99.9%。
对于除藻有待于进一步实验。
超声空化技术利用声解将水体中的有机物降解为小分子的无机物,将有毒有害物质降解为无毒或毒性小的物质,具有操作方便、高效、无污染或少污染的特点,是一项很有应用前景的水处理新技术。
对于水中藻类的去除除了上述方法外,还可以采用激光、等离子等手段,但必须通过试验来证明。
要保护汉江各江段及支流的水质,防止藻类过量繁殖和形成藻类水华,一方面积极研究一些新的除藻药剂以及对传统工艺作一些改进,另一方面必须制定切实可行的环保措施,严格控制沿岸污染带及污染负荷,尽量限制高浓度污水排入汉江。
参考文献:1.周克钊过氧化氢预氧化技术试验研究.中国给水排水.1999.vol.15:15-182.况琪军等.汉江中下游江段藻类现状调查及“水华”成因分析.长江流域资源与环境.2000.vol.9.No.1:63-693.沙鸿勋对汉江两度出现“水华”污染的思考.环境导报.2000(3):23-244.陈伟超声辐射降解水中有机物染物的研究同济大学博士学位论文2000.3文章作者:唐友尧。