富营养化淡水湖泊生态恢复

1、富营养化淡水湖泊生态恢复汇报人：秦凯2018年5月16日LOGO三峡大学China Three Gorges University1目录Catalog01我国淡水湖泊富营养化现状02.湖泊富营养化的形成 以江苏湖泊为例03.湖泊生态恢复的理论基础04.湖泊生态恢复技术201.我国淡水湖泊富营养化现状3土壤重金属污染概况演讲人：秦凯2018年4月1日三峡大学China Three Gorges University4目录Catalog01.我国土壤重金属污染现状02.土壤重金属污染原因03.土壤重金属污染的危害04.土壤重金属污染的防与治501.我国土壤重金属污染现状6重金属元素污染概率污染地区

2、耕地重金属污染土壤重金属污染等别占比1.我国受污染耕地约占全国耕地总量的1/6-1/5；2.尚清洁、清洁、轻污染、中污染、重污染比重分别为68.12%，15.22%，14.49%，1.45%，0.72%。3.镉（Cd）污染概率为25.20%，远超其他几种土壤重金属元素；一些区域发生镍（Ni），汞（Hg），砷（As）和铅（Pb）污染，但是锌（Zn）、铬（Cr）和铜（Cu）污染的概率较小。4.辽宁、河北、江苏、广东、山西、湖南、河南、贵州、陕西、云南、重庆、新疆、四川和广西14个省、市和自治区是我国耕地重金属污染的多发区域，辽宁和山西尤为严重01.我国土壤重金属污染现状702.土壤重金属污染原因8

3、75%工业污染：涉重金属企业“三废”排放等；农业污染：污水灌溉、滥用农药和化肥等；城市生活污染：生活废水排放、汽车废气排放、含重金属废弃物随意丢弃等。02.土壤重金属污染原因工业污染农业污染城市生活污染903.土壤重金属污染的危害10迁移到动物、人体内，危害动物和人体健康HHHHHH减弱和抑制土壤中微生物活动抑制植物光合作用，导致作物减仓乃至绝收导致土壤组成、结构和功能的变化抑制植物根系生长导致植物生理功能紊乱03.土壤重金属污染的危害112010 年湖南郴州、2011 年浙江杨汛桥铅中毒事件2013 年“湘东粮仓”湖南攸县的镉米事件案例1案例203.土壤重金属污染的危害1204.土壤重金属污

4、染的防与治13理念：坚持以预防为主，治理为辅，防治结合的原则。04.土壤重金属污染的防与治1404.土壤重金属污染的防与治土壤重金属污染修复是指利用物理、化学或生物方法将土壤中重金属清除出土体或将其固定在土壤，以降低重金属迁移性和生物有效性，降低其健康风险和环境风险1575%物理修复：客土法、换土法、深耕翻土法、隔离包埋法以及热力恢复法。化学修复：化学改良剂法、化学淋洗法、化学栅法等。生物修复：植物修复法、动物修复法与微生物修复法。04.土壤重金属污染的防与治物理修复化学修复生物修复16优点：经济、清洁、环保、安全、不扰动土壤结构等。A局限性：一是能用于修复的植物种类有限；二是这些植物普遍都具

5、有生长缓慢、生物量小，地下部分累积浓度高于地上部分，且对重金属富集有较强的专一性等特性；三是植物生物量收获后再处理可能产生“二次污染”。l技术核心:找到超富集植物。C04.土壤重金属污染的防与治植物修复：利用植物吸收土壤中的重金属，然后收获植物生物量，以此来移除土壤中的重金属。17优点：安全、绿色的土壤修复方法，不会破坏土壤结构，还能改善土壤状况。A改善土壤物理结构、通气性和透水性，增强土壤肥力R04.土壤重金属污染的防与治动物修复：土壤动物群（如蚯蚓、鼠类等）通过直接的吸收、转化和分解或间接的改善土壤理化性质，提高土壤肥力，促进植物和微生物的生长等作用而修复土壤污染的过程。18经过修复的土壤

6、其物理、化学和生物学性质基本保持不变，甚至会优于原有土壤性质最大限度地降低污染物浓度04.土壤重金属污染的防与治微生物修复：利用土壤中某些微生物（如藻类、细菌、真菌等）对重金属污染物进行吸收、沉淀、氧化和还原作用等，从而降低土壤中重金属毒性，主要是针对农药、石油和其他有机污染物引起的重金属污染土壤的修复。修复成本费用低处理形式多样，可就地处理应用限制较小环境影响小21345619感谢您的观看 批评指导演讲人：秦凯三峡大学China Three Gorges University200.95%60%-70%我国湖泊富营养化现状2016年，112个重要湖泊（水库）中，类水质的湖泊（水库）8个，占7

7、.1%；类28个，占25.0%；类38个，占33.9%；类23个，占20.5%；类6个，占5.4%；劣类9个，占8.0%。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。108个监测营养状态的湖泊（水库）中，贫营养的10个，中营养的73个，轻度富营养的20个，中度富营养的5个。 2016中国环境状况公报212006年，27个国控重点湖（库）中，满足类水质的湖（库）2个（占7%），类水质的湖（库） 6个（占22%）， 类水质的湖（库）1个（占4%），湖水质的（库）5个（占19%），劣类水质的湖（库）13个（占48%）。其中巢湖水质为类，太湖和滇池为劣类。主要污染指标为总氮和总磷。 2006年中国环

8、境状况公报我国湖泊富营养化现状220.95%水体富营养化概念湖泊水体富营养化：指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊这一缓流水体，引起藻类爆发及其他生物大量死亡的现象。230.95%水体富营养化特点水体富营养化共同特点：大量超过水体容量和自净化能力的污染物存在水体中，溶解氧浓度降低甚至为零；湖泊出现黑臭现象；鱼虾等水生物种种类锐减甚至绝迹；水体原有的功能衰退甚至丧失；水体的生态平衡被严重破坏；水域附近的居民身体健康受到威胁24湖泊富营养化原因当湖泊的营养盐达到一定数量后，营养盐条件不再是湖泊富营养化的限制性因子，而其他的自然影响因素如水文特征和气象条件在其中会起着关键的作

9、用。光照、气温、水温、水量和透明度直接影响湖泊富营养化过程中藻类的生长状态，光照辐射也是富营养化主要的环境因子，光照辐射为藻类的光合作用提供了代谢的能量，影响光合碳的固定速率，也影响藻细胞呼吸强度，能荷水平。风、降雨、蒸发、降尘、水位、流量、流速、水体交换周期、停滞时间等影响湖泊营养物的容量对湖泊富营养化起到间接作用。自然气候因素25湖泊富营养化原因主要因素人为因素点源污染和非点源污染，包括农田施肥、农业废弃物、城市生活污水、工业废水的过量营养物质排入水体。2602.湖泊富营养化的形成以江苏湖泊为例27湖泊富营养化的形成机理恶性循环营养盐过量输入浮游植物大量增殖，出现水华，水体透明度下降等现象

10、大型植物消失，营养盐被浮游植物吸收的比例增加，浮游植物急剧爆发水生动物缺氧而死亡，多样性降低，湖泊自净能力降低营养盐循环速率加快，促进沉积物营养盐释放2875%江苏湖泊地处东南沿海或长江中下游平原地区，周边地区人口稠密，经济发达，近年来欠适宜的人类活动方式极大地改变了自然湖泊要素的循环规律，这些湖泊中多数已经富营养化或正处于富营养化进程中，使得长江中下游湖区成为我国目前湖泊富营养化最严重的地区属于草型湖泊的固城湖和石臼湖目前为轻度富营养化状态，但20世纪八九十年代分别属于贫营养和中营养湖泊。由于湖内水草被大量采割，导致湖泊内藻类爆发20世纪80年代至90年代中期是江苏地区经济迅速发展的时期，城

11、镇生活和工农业N、P的排放导致太湖富营养化增加湖泊富营养化的形成2903.湖泊生态恢复的理论基础3075%通过排除干扰、加速生物组分变化和启动演替过程使退化生态系统恢复到某种理想的状态。即在生态系统恢复的过程中要求重建干扰的物理条件，调整水和土壤中的化学条件，再植水体中的植物、动物和微生物群落。湖泊生态恢复理论3175%基本思路：运用地带性规律、植被演替规律及生态位原理，选择先锋物种，依照乔木、灌木与草本植物相结合的原则进行种群和生态系统的构建，实现土壤、植被与生物的同步分级恢复，使退化的生态系统逐步恢复到一定的功能。湖泊生态恢复理论3204.湖泊生态恢复技术33优点：一定程度上可使水体透明，

12、水质得到改善，适用浅水湖泊A局限性：长期使用会加速湖泊老化，引发新的生态问题；短期内效果明显，但不适宜长期使用；成本较高且不能从根本上控制湖泊富营养化l启示：控制外源污染是湖泊生态系统恢复有待解决的问题C营养盐控制实例:滇池草海及太湖流域 金相灿等，1999底泥疏浚：污染底泥是湖泊水体潜在的污染源，底泥疏浚的主要目的就是去除底泥所含的污染物，清除污染水体的内源，挖掘底泥是改善底泥营养物质含量高的一种有效的手段，可以一定程度上解决湖泊水体富营养化问题。34优点：局部，小范围内，是解决水体富营养化相对简单、易行的办法A缺点：易导致底层沉积物悬浮与扩散，促进沉积物中氮、磷营养盐的释放，从而使水体面临

13、二次污染l营养盐控制实例：改善西湖水质 ，裴洪平2005引流冲污：在水量不能满足基本功能的湖泊，把未经污染或污染不严重的河水引入湖泊，稀释营养物质浓度，以减少藻类生长的营养物质供给源，达到控制水华现象，提高水体透明度的目的。35优点：低投资、高效益、便于运用、发展潜力大、环保效益好A举例：硝氮细菌和沉降细菌，能够明显降低水中的COD、氨氮等I生物治理实例：徐州市黄河故道富营养化水体 沈士德2004微生物修复：通过微生物作用，创造出一个有利于微生物生长繁殖的水环境，使水体最大程度恢复其固有的自净能力，使污染的环境能够部分或完全恢复到原始状态的一个受控或自发进行的过程。36优点：1水生高等植物根系发达，能吸收大量水体污染物；2寄居的众多微生物在功能上的协同效应能加速水体污染物的净化；3向水体释放氧气，促进生物化学循环，净化水体A关键：不同的水体，需根据当地气候水文条件选择适宜的先锋物种I生物治理常见物种：慈茹、茭白、金鱼藻、水花生、菱角等 高吉喜等1997水生植被修复：利用生态学基本原理及水生生物的基础生物学特征，以人工和生物调控相结合的方式改善水体生态与环境条件，通过引种移植、保护等技术，系统重建水生生物多样性。37优点：能够有效控制水华，净