滇池福保湾底泥内源氮磷营养盐释放通量估算_李宝
城市河道底泥疏浚深度对氮磷释放的影响
分为 ２ 部分 ， 一部分在室温下阴干， 除去碎石杂物后磨碎过筛并装入 自封袋 ， 用于底泥理化性质的测定 ， 另一 部分制成代表 ４ 个不同疏浚深度 （ ５ ｍ ５ １ １ １ ，５ ０ ｍ 的柱状样 ． ０ ， ０ ｍ， ｃ ｃ ０ ５ｍ １ ｃ ２ ｃ ）
同时还利用 自制采水器采集了原点的河水水样（ 其基本理化性质见表 １ ， ）并通过虹吸法将经 ０４ 胛 玻 ． ５ 璃纤维 滤膜过滤后的 ４０ Ｌ ０ 水样加入到制好的柱状样中 ， ｍ 剩余水样低温（ ℃） ４ 保存备用 ．
园河疏浚深度与底质释放量之间的关系 ， 确定了最佳疏浚深度 ． 并
１ 材料和方法
１ １ 试验 材料 ．
１１ １ 沉积物 和水样 ．．
２０ 年 ５ １ １， ０５ 月 ５３ 笔者利用 自制柱状采样器（ 直径 ６ ｍ 采集 了苏州市古城 区南 园河底泥柱状样 ． ） ｃ 泥样
按表 层 ０—５ｍ、 上层 ５ ０ｍ、 ｃ —１ ｃ 中层 １ ５ ｍ、 ０—１ｃ 下层 １ —２ ｅ ５ ０ ｍ分割 并密 封遮 光后 运 回实验 室 ． 回的柱状样 运
表 １ 供试水 样的理化性质
Ｔａ ｌ Ｐ ｌ ｃ ｌｃ ｍｉ ｌｃ ｒ ｃｅ ｉ ｃ ｆｗａ ｅ ａ ｌｓ ｂｅ１ ｌ ａ・ ｈｅ ｃ ｈａ ａ ｔｒｓ ｓｏ ｔ ｒｓ ｍｐ ｅ ａ ｉ ｔ
注： 溶解氧质 量浓度 ｐ Ｄ 、 （ Ｏ）温度 ｔ ｐ 和 Ｈ值 为现场 测定值 ； 总磷 的质量浓度 ｐ Ｔ ） 磷酸盐的质量浓度 ｌ Ｐ 一） 总氮 的质量浓度 ｌ Ｔ ） （Ｐ 、 。 一 Ｐ 、 （ 。 Ｎ （
度为 ５ ｍ或 １ ｃ ｃ ５ ｍ时， 从泥水界面向水 中扩散的氮和磷的通量均较小．
关键词 ： 城市河道 ； 底泥； 疏浚深度； 营养物释放 中图分类号 ：５２ ） ２ （ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ — ８ （０６０—３８ ０ １ ０ １ ０２０ ｝４０７ —５ ０ ９ 近年来 ， 随着城市规模的不断扩大， 国民经济及工农业生产 的快速发展 ， 大量富含氮磷 的营养性污染物 流人河道 ， 河道富营养化问题 １ ３ 益严重… ． １ 输入水体的营养性污染物 ， 有一部分在底质中累积起来 ， 成为水体 中氮 、 、 、 磷 碳 硫等生源要素（ｉ ｅｉｅ ｍ ｎ ） ｂ ｇ ｃ ｌ ｅｔ 的重要蓄积库［ 在一定条件下 ， ｏ ｎ ｅ ｓ ２３ －． ３ 累积在底质中的氮和磷会重 新释放到水里 ， 造成二次污染， 延续水体的富营养化过程 ， 而使水质进一步恶化＿ 疏浚上层 富含营养盐 从 ４ ＿ ． 的底泥是削减 内污染源的主要手段【 ０． ８ Ｊ由于疏浚深度对底泥 的内源释放有较大影响【－Ｊ因此 ， － １ １１ ， １ ４ 疏浚前必 须合理地确定疏浚深度 ， 以使疏浚取得最佳效果 ． 本文从河流污染的内源负荷人手， 研究 了苏州市古城区南
滇池沉积物重金属污染状况评估
镉 ＞汞 ；（ ）从监测断面来看 ，白鱼 口和观音 山中潜在危 害可能性 大。从 富集污染程度 分析 ，海 口西监 测断 面的底泥 ３
污 染 最 重 ，可 考 虑在 海 口西监 测 断 面 附近 进 行 一 定 的 底 泥 疏 浚 工 程 。从 而 达 到 治 标 治 本 的 目的 。 滇 池监 测 断 面 沉 积 物
ｐＵ ｔｎ ｆ ｉ ｈ ａ ｅａ ｅ ｎ ｅ ｓ ｄ＞ Ｈ ＞ Ｐ ｏ ｕ ｏ ｓ ｘ ｅｖ ｍ ｔ ｓ ｒ ｒ ｋ ｄａ ｉ ｏ ｓ ｙ ｌ ｗ ｅａ Ｃ ｇ ｂ＞ Ｃ ｕ＞ Ｃ ＞ ｓ ３ ｍ ｏｇｔｅ ｎ ｏ ｎ ｅｔ ｎ ，ｈ ｏｌ ｉ ｒ Ａ ；（ ）ａ ｎ ｉｒ ｇｓｃｉ ｓ ｔｅｐｌ ｔ ｎ ｈ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｕｏ
ａ ｉ ｏ ｘ ｓ ｅ ｖ ｅ ，ｗｈｌ ｈ ｅ ｉ ｎ ｕ ｉ ｔ ｓ ｕ ｈ ｒ ａ ｅ ｉ ａ ｓ ｂ Ｒ ｒ Ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｅ ａ ｓ ｓ ｍｅ ｔ ｕ ｉ ｇ ｔＨａｋ ｕ ｉ Ｗａ ｈ ａ ｉ ｒ ｉｅ ｔ ｅ ｓ ｄ ｍｅ ｔｑ ａ ｔ ａ ｏ ｔ ｅ ｎ Ｄｉｎ ｈ ｎ ｗａ ｅ ｅ ． ｃ ｏ ｄｎ ｏ ｔ ｅ ｓ ｎ ｓ ｌ ｙ ｎ ｈ ｓ ｎ
重金属 污染存在 潜在 生物风险 ，应 引起重视 ，但在可控范 围。 关 键 词 ：滇池 ； 沉积物 ； 重金属污染 ； 地积 累指数法 ； 对数 衰减模型
滇池流域荒台地植被恢复工程控制面源污染生态机理
滇池流域荒台地植被恢复工程控制面源污染生态机理
滇池流域荒台地植被恢复工程控制面源污染生态机理
利用标准径流小区技术研究了滇池流域荒台地植被恢复工程对水土及氮磷面源污染物控制效应,用枝叶吸附水量和土壤入渗特征指标评价了恢复的植被树冠截留和径流控制能力,分析了植物枝叶形态特征差异与树冠截留,人工植被恢复与径流调控的关系.结果表明,圣诞树、旱冬瓜和香根草对地表径流、土壤侵蚀及氮磷流失具有良好的控制作用.树冠截留能力强、土壤水库容量大的人工植被系统将导致地表径流、土壤侵蚀、氮磷流失显著减少.叶子小、无角质化、表面粗糙、有表皮毛、含水量低、生物量高,枝表面呈中等粗糙、不分泌脂类物质的植物,具有较高的鲜重吸附水率,能增加人工植被树冠截留.整地过程、植物根系生长和林隙灌草丛的自然恢复改善了荒台地土壤入渗性能,减少了地表径流,最终减轻了面源污染负荷.
作者：王震洪吴学灿李英南 WANG Zhen-hong WU Xue-can LI Ying-nan 作者单位：王震洪,WANG Zhen-hong(贵州大学生命科学学院生态环境系,贵阳,550025)
吴学灿,李英南,WU Xue-can,LI Ying-nan(云南省环境科学研究所,昆明,650331)
刊名：环境科学ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE 年，卷(期)：2006 27(1) 分类号：X171.4 S157 S718.542 关键词：滇池流域荒台地人工植被面源污染物控制机理。
湖泊沉积物中氮磷源—汇现象影响因素研究进展
湖泊沉积物中氮磷源—汇现象影响因素研究进展杨赵【摘要】沉积物中氮磷是湖泊的重要污染源.近年来内源污染日益受到重视.相对湖泊上覆水而言,沉积物既是污染物的汇也是源,存在源-汇转换现象.文章就溶解氧、氧化还原电位、pH、氮磷元素形态、生物及风浪等因素对湖泊沉积物氮磷释放的影响研究结果进行了综述.指出目前研究主要存在的问题是室内模拟研究较多,野外原位研究较少;单项因子研究较多,多因子交互作用研究较少,研究结果不能有效指导内源治理.【期刊名称】《环境科学导刊》【年(卷),期】2017(036)0z1【总页数】5页(P16-19,29)【关键词】湖泊沉积物;内源;氮磷释放;源-汇【作者】杨赵【作者单位】云南环境工程设计研究中心,云南昆明650034【正文语种】中文【中图分类】X52近年来富营养化湖泊点源及非点源污染治理工作取得了突破性的进展，但湖泊水质并未明显好转，使得内源问题日益凸显。
在湖泊富营养化防治实践中，一般认为当外源得到有效控制后内源将成为上覆水氮磷主要的来源。
湖泊内源污染物主要来源于沉积物。
一方面进入湖泊的污染物随泥沙沉积于水体底部形成沉积物，是湖泊及其流域中营养盐及其它污染物的重要归宿和蓄积库，成为湖泊污染物的汇。
另一方面在一定的环境条件下湖泊沉积物中蕴藏的营养盐可以向上覆水体释放，成为内源。
有研究表明大多数湖泊在一年中至少经历一次沉积物的源-汇转换过程[1]。
源-汇转换现象比较复杂，受多种因素的影响。
本文根据已有研究结果对湖泊沉积物氮磷释放影响因素进行小结，以期为科学有效地治理湖泊内源污染提供参考。
沉积物潜在释放能力的大小主要取决于湖泊沉积物及其上覆水体的物理化学和生物特性的改变。
在湖泊底泥营养盐释放风险的研究中，沉积物的物理和化学特性(包括其含量和地球化学形态)是影响沉积物中氮磷营养要素迁移、转化以及生态效应的重要参数，同时沉积物蓄积的氮磷等养分元素向上覆水释放还受生物(藻类、水草、底栖动物)和水文气象因子的影响[2]。
滇池流域磷循环系统的物质流分析_刘毅
滇池流域磷循环系统的物质流分析刘毅,陈吉宁(清华大学环境科学与工程系,北京 100084)摘要:研究营养元素在社会经济系统中的物质代谢结构及特征,是有效预防和控制地表水体富营养化的关键性分析技术之一.以滇池流域磷循环为研究案例,运用物质流分析方法建立了2000年流域静态物质流模型(PHOSFAD ),并在此基础上识别出流域磷循环系统的总体结构特征,以及资源开采、化工生产、农业种植、畜禽养殖、居民生活等生产和消费部门的物质利用效率特征,为科学防治滇池水体富营养化提供了重要决策依据和参考.关键词:物质代谢;物质流分析;磷;水体富营养化;滇池流域中图分类号:X131.2 文献标识码:A 文章编号:0250-3301(2006)08-1549-05收稿日期:2005-06-27;修订日期:2005-10-18基金项目:高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划项目作者简介:刘毅(1975～),男,博士,助研,主要研究方向为环境系统分析和环境政策,E _mail :yi .liu @tsinghua .edu .cnSu bstance Flow Analysis on Phosphorus Cycle in Dianchi Basin ,ChinaLI U Yi ,CHEN Ji -ning(Department of Environmental Science and Engineering ,T singhua U niv ersity ,Beijing 100084,China )A bstract :Investigation of phy sical profiles of nutrients w ithin socio -economic systems is one of the key approaches to cureeutrophication .A pply ing a substance flow analysis (SFA )me thod fo r the case of Dianchi basin located in southw est of China ,w e established a regional sta tic SF A model (PHO SF AD )in 2000via balancing societal phosphorus flows .Ag gregate characteristics of the ov erall phosphorus throughput ,and phy sical efficiencies in relation to phospho rus uses of production and consumption sectors ,including mining ,processing ,farming ,liv estock husbandry and household consumptio n ,were subsequently identified .T he methodology and results o f this study illustrate applicability and value for rational decision -making aiming to curb eutrophicatio n of Dianchi Lake .Key words :material metabolism ;substance flow analy sis ;phosphorus ;eutrophica tio n ;Dianchi Basin 现代经济社会中资源开采、加工制造、产品消费、废物处置、循环再生等一系列由于人类活动所导致的物质流动,即物质的社会代谢极大地扰动了自然循环系统的结构与通量,是诸多环境问题产生的根本原因[1,2].地表水体富营养化是我国面临的水污染核心问题之一.然而,由于长期忽视营养元素代谢系统的整体结构优化与生态效率的提升,目前我国水体富营养化控制体系中缺乏全面的结构性调控措施和系统性政策方案,已有措施大多局限在局部和末端的污染负荷削减,实施成本高昂且生态效率低下,不能有效地遏制持续恶化的水体富营养化趋势[3,4].本文以滇池流域磷元素代谢系统为例,运用现代物质流分析技术建立流域静态磷物质流分析模型,从物质循环角度定量分析社会经济系统中磷的开采、生产、消费、废弃、循环等基本过程,系统识别物质流结构与物质代谢效率特征,以及由此产生的影响水体环境质量的关键途径与机制,从而为有效控制滇池水体富营养化提供科学决策依据.1 滇池流域磷代谢系统建模方法 环境问题本质上是由于物质的社会代谢结构不合理所引发的生态后果.然而,传统上基于货币资本的经济核算方法不能恰当和有效地描述现代经济社会中的资源开采、物质利用、废弃处置等一系列物质代谢过程[5,6].因此,采用整体性、系统化的研究方法,通过分析各种物质材料在现代经济社会中的开采、加工、使用、废弃、处置、再生利用的全生命周期过程,重新审视经济增长的基本动力与规律以及对于环境所产生的影响,进而为解决社会经济的长期稳定发展提供新的认知视角与政策依据,成为近10多年开展物质代谢研究的主要内容[2,3].源于20世纪90年代初的现代物质流分析技术,为系统深入地识别社会经济系统中物质代谢规律及其所产生的结构性资源环境影响提供了定量分析方法,并逐渐发展成为转变生产和消费模式、提高物质代谢效率的重要研究范式和基础技术平台[7].与传统环境经济研究方法相比,物质流分析技术具有以下基本特征:①以热力学第一定律,即物质守恒原理为基本分析原则,以物料衡算为基本分析方第27卷第8期2006年8月环 境 科 学ENVI RONMENTA L SCIENCEV ol .27,No .8A ug .,2006DOI :10.13227/j .hjkx .2006.08.013法[8],即:输入=输出+累积-释放;②以研究对象的物理性状指标作为定量分析单位,这与在现金资本流分析中以货币为测度单位类似[9];③以物质代谢过程为分析结构框架,构建人类经济活动与自然生态系统之间的物质联系,追踪物质在系统内部与系统之间的迁移和转化途径,识别和评价物质流向、规模和强度等多个层次上的合理性及其影响,进而提出新的解决方案[10].建立物质流分析模型,首先应根据研究中物质对象的经济属性、环境属性以及研究目的,概化和定义物质代谢系统边界与结构框架,主要包括确定物质生产部门、消费部门、原材料和产品贸易、物质积累和贮存、废物再生利用与处理处置、物质流向与交换关联等关键环节[11].图1 网络状营养结构的磷代谢概念模型Fig .1 Conceptual S FA model of phosphorus flow netw ork 本文采用一个网络状概念模型用以描述磷的社会代谢过程,如图1所示[12].首先,磷矿资源通过采掘业子系统从自然界进入社会经济系统,采掘和矿石粗选过程中产生数量巨大的含磷尾矿和废渣等固体废弃物.其次,磷化工业进一步对原矿石进行选矿和洗矿等物理加工以及化学冶炼,在制取磷酸等化工原料和磷化肥等化工产品的同时,排放含磷工业废水和以磷石膏为主的化工废渣,除少量磷得以回收利用外,大部分以工业污泥、固体废物等形式排放到环境中.第三,磷化肥作为最主要的磷化工业产品在种植业中广泛使用,而进入作物中的磷则通过农产品消费或其废弃物利用与畜禽养殖业和居民生活产生关联,未被利用的养分累积在土壤中,易于随农田径流进入水体,并直接影响到滇池水质.第四,养殖动物通过饲料和粪便与作物磷的再分配和有机磷的再利用密切相关,由于家庭饲养与集中养殖部门具有完全不同的磷代谢特征,在模型中分别予以考虑.最后,模型以2个子系统的形式分别对城市和农村居民排泄物、生活污水、生活垃圾中磷的处理和循环利用进行物质平衡.上述7个子系统涵盖了磷元素在社会经济系统中的主要代谢过程,构成带有显著地区特征,且相互关联、相互作用的一个有机整体,对滇池水体富营养化形成协同影响.由于物质通量强度或速率相对较小,模型中不考虑大气沉降等自然因素引起的物质流过程.对于底泥释放,因其主要在自然水系统中转移,与社会经济系统的交换量相对较小,模型中也不予考虑.在现有数据条件下,本文建立滇池流域的静态磷物质流分析模型,基准年为2000年.模型假设流域物质代谢系统处于稳定状态,即在生产和消费部门中磷的积累和释放相互抵消,由此物质守恒定律可简化为“输入=输出”.计算数据主要来源包括《昆明统计年鉴》和滇池周边各县区统计年鉴,地方政府部门和科研单位已有研究成果,以及清华大学环境科学与工程系主持的“滇池面源污染控制技术”项目现场调研资料.2 滇池流域概况与水体富营养化 滇池是我国著名的高原淡水湖泊,位于云南省昆明市西南,流域面积2920km 2,年径流量为5.7亿m 3,整个流域南北长114km ,东西平均宽25.6km .滇池水面面积298km 2,平均水深4m ,蓄水量12.9亿m 3,是一个典型的浅水湖泊.2000年滇池流域总人口为223万(不包括流动人口),城镇人口比例68.1%,人口密度591.0人/km 2,人均耕地面积为0.018hm 2/人.滇池流域磷矿储量丰富,磷化工产业活动强度较高,种植业以蔬菜、花卉种植产业为主导,种植面积占流域农作物播种面积的28.2%.滇池水质的恶化始于20世纪70年代,进入90年代以来水体富营养化日趋严重,已成为整个地区发展的重要制约因素[13].据不完全统计,1990～1998年期间,通过各种渠道投入滇池治理的资金已达30.95亿元[14].然而,由于湖泊水体生态恢复过程的复杂性和长期性,也由于已有措施中普遍存在着注重工程技术、忽略政策引导;特别是未能从整体上系统地识别流域内营养元素的社会代谢机理及其潜在的结构性调整手段,因此虽然在局部防治上取得一定成效,但却未能从根本上解决滇池水体富营养化控制问题[4,15,16].3 滇池流域静态磷物质流建模 本节建立2000年滇池流域的静态磷物质流分1550环 境 科 学27卷析模型(以下简称PHOSFAD 模型).图2为PHOSFAD 模型的示意图.该模型包括“节点”和“箭头”2个基本构成要素.节点表示磷的生产部门、消费过程或废物处理过程,联结2个节点之间的箭头则表征磷在不同环节之间的流动过程.为区分不同类型的物质流,资源流和耕地土壤累积物质流分别用R S 和F S 表示,进入非耕地土壤和滇池水体的物质流过程分别标以S i (i =1,…,10)和W j (j =1,…,12),输出到流域外的物质流用E k (k =1,…,4)表示.M 1、P l (l =1,…,3)、F m (m =1,…,6)、L n (n =1,…,6)、R x (x =1,…,8)和U y (y =1,…,9)分别指采掘业、磷化工业、种植业、养殖业、城乡居民等生产和消费物质流过程.此外,由于缺少统计数据,特别是滇池流域与外流域之间的磷产品贸易通量(包括饲料、粮食、肉类等),为表征磷代谢体系的结构也同时平衡各节点物流通量,模型中定义了“名义物流”的概念,即指实际发生但无法准确定量的物质流过程,模型中用N z (z =1,…,8)标识的虚线箭头表示.虽然不能逐个确定名义物流的绝对数值,但是通过节点平衡可以精确地计算得到若干名义物流组合的累积值,这种建模方式对于识别系统整体与各节点代谢特征不产生影响.建模公式可分为3类:定值方程用于描述独立于其它变量且具有固定值的物质流过程,其数值可通过统计资料获得;从属方程用于计算依赖于其它物质流过程的物质流;平衡方程用于保证每一个节点均能满足物质守恒定律.PHOSFAD 模型建模公式和主要参数取值可参见文献[3,12].图2 2000年滇池流域磷物质流循环静态模型(PH OSFAD )示意/tFig .2 Static phosphorus flow analys is model of Dianchi Basin (PHOSFAD )in 2000/t4 滇池流域磷物质流结构和物质利用效率4.1 物质流结构特征分析PHOSFAD 模型的总体结构特征可用图3表示.从物质输入来看,磷矿开采与农畜产品贸易输入构成的直接物质投入量(DMI )表征了流域社会经济系统的物质消耗强度.2000年,滇池流域DM I (P )达到102.5万t ,其中磷矿采掘业是影响DM I 的决定性因素.农作物和畜禽产品输入量分别约为流域内农畜产品产量的422.1%和9.6%,虽然其物质流绝对通量相对DM I 较小,但却相当于降低了本地农业生产强度,因而减轻了流域生态特别是水体环境压力.磷矿开采过程中产生的废矿、尾矿通量,表征流域资源开采效率及其潜在的生态环境影响.由于这部分物质流不进入流域社会经济系统,通常也不纳入常规环境经济统计口径中,故将其称之为“隐流”过程.隐流与DM I 之和构成支撑流域社会经济系统运行的物质需求总量(TM R ),该指标全面真实地反15518期环 境 科 学映出流域物质利用的总体强度.2000年滇池流域隐流通量强度与磷矿石产量相当,由此TM R (P )达到197.9万t .输出至外流域的各类含磷产品、排放到流域生态环境系统中的废弃物以及隐流构成流域总体物质输出,由于不考虑磷在社会经济系统中的物质累积,其通量强度等于TM R .2000年滇池流域提供77.2万t 的P 输出外流域,占DM I 的75.3%,表明流域磷代谢体系具有典型的外向型特征.磷矿石和磷化工产品是输出外流域物质通量的主要部分,其相应的开采和生产过程产生的固体废弃物对于流域生态造成较大影响,并可通过淋溶过程对滇池水质产生潜在危害.2000年滇池流域蔬菜和花卉的P 物质输出强度为191t ,约占流域产量的55%和40%.蔬菜、花卉地施肥强度高、周边排水系统发达,更容易造成磷养分流失.根据PHOSFAD 模型,蔬菜花卉输出外流域导致90.4万t 的P 流失,约占农田化肥流失量的41.4%,这在很大程度上抵消了粮食作物输入的正面生态效益.畜禽产品输出与输入通量基本持平,因此畜禽产品贸易对流域内养殖业的生态环境压力图3 基于PH OSFAD 模型的滇池流域磷代谢体系总体结构Fig .3 Aggregated physical structure of phosphorus metabolism in Dianchi basin based on the PHOS FAD model不产生结构性影响. 2000年滇池流域排放(P )代谢“废物”120.7万t ,其中隐流约占79.0%.流域社会经济系统的生产性输出(DPO )达到25.3万t ,相当于DM I 的24.7%,即每单位物质投入量将产生约1/4的废弃物.大量工业废渣以及生活废弃物通过填埋、堆放、焚烧等处置方式进入非耕地土壤,是构成DPO 的支配通量,如图3所示.通常这部分磷难以再次得到回收和利用,从而造成严重的资源浪费,这也表明滇池流域磷污染控制体系技术路线选择得不合理,它过分强调末端治理而非资源再生.其次,种植业生产效率低下导致磷肥施用总量中约70.7%的磷为耕地土壤所固定和累积,这显著加大了磷养分随农田排水和淋溶过程流失的风险,也进一步增加了化肥施用量.另外,2000年滇池水污染负荷(P )为1181t ,是造成滇池水体富营养化的直接原因.比较而言,流域磷代谢系统向水体输出的物质流通量强度较小,仅为DM I 的0.1%,同时考虑到系统渗漏的普遍性,因此采用传统单一的末端截污和处理技术必然导致较高控制成本和较大生态风险,且难以实现水体富营养化防治目标.4.2 物质利用效率特征分析以物质输入为基准,可定义生产和消费部门及整个系统的物质生产率、污染排放率、土壤累积率、养分循环率,如表1所示.由于城乡居民子系统为最终消费部门,故不讨论其物质生产率.表1同时给出2000年滇池水体负荷来源构成. 通过比较部门的物质利用效率可知,在由采掘业、化工业、种植业、养殖业、居民生活所构成的磷养分传递链中,从上游到下游各部门的物质生产率依次降低,污染排放率逐步上升;同一部门的土壤累积率与养分循环率呈反比关系,其中畜禽养殖粪便大1552环 境 科 学27卷量以有机肥形式返回农田,土壤累积率不足5%;而种植业和城市居民子系统的土壤累积率高达70%左右,大量磷不再进入流域社会经济系统,直接加剧流域生态环境压力.上述部门的物质利用效率决定了流域磷代谢体系的总体效率特征:系统中主要物质循环途径是施用有机肥,而大量工矿业废渣和生活废弃物以简单堆放和填埋为主要处置手段,造成系统整体物质利用效率较低.表1 2000年滇池流域磷代谢系统的物质利用效率及输出水体负荷Table1 Substance us e efficiencies of phosphorus metabolicregime of Dianchi Basin and w ater pollution loads in2000项目物质利用效率/%物质生产率污染排放率土壤累积率养分循环率水体(P)负荷/t采掘业51.70.048.30.02化工业67.60.032.40.028种植业18.25.173.33.4367规模养殖7.35.00.087.728家庭养殖4.95.64.884.7108城镇居民—25.967.66.5477农村居民—17.49.972.7171系统整体39.00.160.70.21181 城镇居民、种植业、农村居民、家庭养殖4个子系统的水污染排放强度分别占水体总负荷的40.4%、31.1%、14.5%和9.2%,累积百分比达到95.1%,是滇池水体最主要的磷负荷来源,由于有效控制工矿业点源以及高强度施用有机肥,采掘业、磷化工业和规模养殖业对滇池水体影响较小.5 结论 (1)基于PHOSFAD模型,滇池流域社会经济体系中存在若干不利于水体富营养化控制的结构性缺陷.低效率开采将显著加速流域内磷矿资源的耗竭速率,其产生的高通量强度物质隐流可对滇池水体环境造成潜在影响.(2)高密度发展以经济效益为驱动、以外销为导向的蔬菜和花卉种植产业,对于滇池水体生态修复和污染控制极为不利.虽然其客观上刺激了有机肥施用、减轻了流域畜禽养殖业发展的环境压力,但同时也显著降低了种植业本身的物质利用效率并加剧农田养分流失.(3)城乡之间、农村与农田之间的传统养分链断裂,致使城乡居民生活废弃物成为滇池流域的主要污染来源.(4)控制滇池水体富营养化,应根据生态原则调整流域磷物质流结构,提高生产和消费部门的物质利用效率,转变末端污染控制模式,推进流域磷循环系统整体的生态化转型.相关措施包括积极探索采矿业生态影响及其污染防治对策,稳定工业点源达标排放,推进大农业产业结构调整、推广农田精准化施肥、建立区域种养平衡管理体系,加快城乡环境基础设施建设、尽快开展城乡居民生活污染源头控制对策研究和示范实践.参考文献:[1]Ay res R U,Simonis U E.Industrial M etabolis m:R estructuring for Sustainable Development[M].Tokyo/NewYork/Paris:United Nations University Press,1994.[2]M atthew s E,Amann C,Bringezu S,et al.The W eight ofNations:M aterial Outflow s from Industrial Economies[R].Washington DC:Worl d Res ources Institute,2000.[3]Liu Y.Phosphorus flow s in C hina:physical profiles andenvironm ental regulation[D].W ageningen,the Netherl ands:Environmental Policy Group,Departmen t of Social S ciences,Wageningen University,2005.[4]Chen Ji-ning,Zhang 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太湖和滇池流域保护地蔬菜氮肥去向研究
验 。结果表 明， 保护地莴苣化肥氮当季利用率为 ８３ ％～ ４５ ％， ． ２ １： ２ 保护地西芹化肥 氮当季利用率为 ６３ ％－ ３ ５ 保护地结球生菜 ． ４ １． ％， ８ 化肥氮当季利用率为 １ ． ％。 同土壤 、 １４ 相 ３ 同一种类蔬菜保护地 种植 中， 随着保护地种植年限的增加 ， 蔬菜对化肥氮当季利用率显著 降低。莴苣 和西芹吸收化肥 氮和土壤氮的 比例 在不 同种植年限保 护地土壤上差异不显著 。当季蔬菜收获后 ，～ Ｏｃ ０２ ｍ土层 Ｎ丰度
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富营养湖泊滇池水华蓝藻的机械清除
富营养湖泊滇池水华蓝藻的机械清除
富营养湖泊滇池水华蓝藻的机械清除
富营养湖泊暴发蓝藻水华时可集聚浓度达n×108-9cell/L,利用重力振动、旋振和离心等方法收集富藻水,逐次浓缩、脱水后得藻泥;根据需要可对藻泥进行干燥,得到干藻粉.2001年4月至2002年11月在云南滇池以上述方式清除蓝藻水华351d,共处理富藻水42648m3,折合清除水华蓝藻干重为460.83t.按所清除的蓝藻干粉的总氮、总磷、总钾、粗有机质及重金属的平均含量计算,相当于从试验区水体中去除了氮(N)37.33t、磷(P)2.71t、钾(K)2.49t及粗有机质200.32t;重金属铅(Pb)2.289kg、砷(As)2.23kg、汞(Hg)2.3kg、镉(Cd)0.51kg.表明在富营养湖泊中水华蓝藻大量暴发时,采用机械除藻,对控制蓝藻水华污染,有效降低内源氮、磷等污染物负荷具有十分重要的作用.
作者：沈银武刘永定吴国樵敖鸿毅丘昌强作者单位：中国科学院水生生物研究所,武汉,430072 刊名：水生生物学报ISTIC PKU 英文刊名：ACTA HYDROBIOLOGICA SINICA 年，卷(期)：2004 28(2) 分类号：X13 关键词：富营养化湖泊水华蓝藻机械清除。
广西北部湾近岸海域氮生物地球化学过程及营养盐沉积记录
广西北部湾近岸海域氮生物地球化学过程及营养盐沉积记录摘要河口近岸区域作为连接陆地和海洋的重要过渡地带，承受着沿海城市发展和人类活动的巨大压力，更容易发生各类环境问题，如富营养化及赤潮爆发已经对沿岸生态系统和经济发展带来了严重的威胁。
了解营养盐的迁移转化和沉积历史对于缓解和防治近岸富营养化问题具有重要的科学意义。
本研究选取广西北部湾近岸海域作为研究对象，针对营养盐的收支平衡、氮的关键生物地球化学过程及营养盐的沉积记录开展了一系列研究，主要研究成果如下：(1) 本文研究了广西北部湾近岸海域表层水、上覆水和沉积物孔隙水中的营养盐浓度，发现营养盐的高值区都位于受河流输入和人类活动显著影响的区域，整体上营养盐都有着从河口向外湾逐渐降低的趋势，说明了陆源输入是营养盐的一个主要来源。
而夏季的营养盐浓度基本都显著高于冬季，这也与丰水期陆源的输入量大大高于枯水期密切相关。
另外，本文运用Fick第一扩散定律估算了沉积物-水界面的营养盐扩散通量，发现所有营养盐的扩散通量均为正值，表明营养盐是从沉积物扩散到上覆水体中的，是水体营养盐的一个内源。
低氧和高温可以促进沉积物-水界面的营养盐扩散过程。
(2)本研究通过实地调查和LOICZ箱式模型，估算了广西北部湾近岸海域氮、磷、硅的收支情况。
在季节尺度内，由于水通量和营养盐浓度的差异，营养盐通量的季节变化很大，丰水期的通量明显大于枯水期。
综合所有河口的收支结果表明，广西北部湾近岸海域是所有营养盐的汇。
海底地下水排放是最大的营养盐来源，其次为河流输入；外海交换是主要的营养盐输出途径。
(3)本文研究了广西北部湾近岸海域固氮作用的时空分布规律，运用乙炔还原法测定了研究区域表层水体的固氮速率。
固氮作用在夏季和冬季的平均速率分别为0.33±0.17 nmolN/L/h和0.23±0.11 nmolN/L/h，主要发生在高温、低硝酸盐、低氮磷比（N/P<16）的环境中。