水体富营养化讲义专家讲座

1.影响原因2.水化学平衡改变3.生物群落改变4.内源物质释放研究目录水体富营养化讲义专家讲座第1页水体富营养化指在人类活动影响下，生物所需氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体后，水生生物尤其是藻类将大量繁殖，使水中溶解氧含量急剧下降，鱼类及其它生物大量死亡现象。水体富营养化后，因为浮游生物大量繁殖，往往展现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在江河湖泊中称为水华，在海中则叫做赤潮。水体富营养化讲义专家讲座第2页普通指标N超出0.2～0.3mg/L超出10mg/L水体富营养化PBOD细菌总数叶绿素a超出0.01～0.02mg/L超出10万个/mL超出10μg/LpH为7~9淡水水体富营养化讲义专家讲座第3页湖泊水体富营养化污染起源外源内源点源面源工厂排污生活污水排放农田肥料农药污染地面径流污染大气沉降污染固废淋溶下渗沉降至湖泊底部营养物质释放湖泊水体富营养化污染起源水体富营养化讲义专家讲座第4页化学因素营养盐类气象因素降雨、风向、风速、光照、气温和气压等水文因素浪、潮、流、锋面等生物因素富营养化生物影响原因水体富营养化讲义专家讲座第5页2.水化学平衡改变水化学平衡DO碳pH水体富营养化后，pH上升溶解氧含量降低碳也有可能成为限制性因子水体富营养化讲义专家讲座第6页

湖泊水体中pH，DO和碳平衡是维持湖泊生态系统良性循环保障。(1)pH上升水华藻类生长提升湖水pH为水华藻类如微囊藻等疯长提供了适宜生长环境。(2)水体DO值下降蓝藻生长，对其它藻类生长不利。(3)CO2在水中溶解度随水温升高而降低，当湖水氮、磷对藻类生成已到达饱和情况下，碳也有可能成为限制性因子，此时水体增加碳有利于水华藻类生长。水体富营养化讲义专家讲座第7页3.生物群落改变在正常情况下，湖泊水体中各种生物都处于相对平衡状态。不过，一旦水体受到污染而展现富营养状态时，水体这种正常生态平衡就会被扰乱，一些种类生物显著降低，而另外一些生物种类则显著增加。这种生物种类演替会造成水生生物稳定性和多样性降低，破坏了湖泊生态平衡。水体富营养化讲义专家讲座第8页

关于湖泊富营养化会造成生态系统演替,当前研究热点主要在两个方面：

①氮、磷营养盐浓度与浮游植物组成及优势种,包含蓝藻水华之间关系.②以水生植物为主草型生态系统与以浮游植物为主藻型生态系统演替.

水体富营养化讲义专家讲座第9页①水体中氮、磷营养盐增加,使得浮游植物大量生长,甚至出现水华.调查显示,伴随营养盐增加与叶绿素浓度升高,蓝藻在整个浮游植物生物量中所占百分比也随之增加,说明富营养化和营养盐富集使蓝藻生物量增加,而且在浮游植物组成中成为优势物种。

水体富营养化讲义专家讲座第10页②营养盐增加,水生植物(这里主要指能够生长在开阔水域沉水植物)会逐步消亡,浮游植物会逐步繁盛起来并最终取代水生植物,成为生态系统初级生产力主要贡献者.这就是国际上较为流行稳态转化理论。

水体富营养化讲义专家讲座第11页4.内源物质释放研究底泥及沉积物是污染物及营养物质蓄积库。当污染物排放降低或停顿之后,因为污染物在水-沉积物界面含有存放和传输功效,在条件适当时候,底部沉积物不再作为污染汇,而是成为污染物起源,这时污染物从底部沉积物释放出来进入水中,造成水体二次污染。水体富营养化讲义专家讲座第12页营养元素在水-沉积物界面行为水-沉积物界面结构沉积物吸附沉积物中营养元素释放规律氮释放磷释放水体富营养化讲义专家讲座第13页氮释放

沉积物-水界面氮释放行为研究多集中在对NH4+-N、NO3-N、NO2-N等形态氮扩散转移通量研究,氮扩散通量

即是指氮(自湖水)输入通量与输出(至湖水)通量之间差值。

水体富营养化讲义专家讲座第14页硝化和反硝化作用是沉积物-水界面氮迁移释放主要机制。沉积物中有机氮矿化生成NO3-、NH4+等无机态氮扩散进入上覆水体,增加水体中氮含量;同时,上覆水体中NO3-也可扩散至沉积物厌氧层,在反硝化细菌作用下,被还原为N2

和N2O等气体形态,并逸散至大气层中,降低水体中氮含量.所以,当前有些研究针对沉积物-水界面反硝化速率进行。

水体富营养化讲义专家讲座第15页磷释放悬浮粒子态磷溶解态磷无机磷有机磷有机磷聚合磷酸盐正磷酸盐沉淀生物转化分解摄取分解摄取分解分解吸附和反应沉淀水体中磷主要存在形态及转化路径水体富营养化讲义专家讲座第16页再悬浮生物体分解配位交换解吸矿化溶解P释放活化过程水体富营养化讲义专家讲座第17页影响原因DO和Eh温度与微生物

pH

有机质

光照和藻类扰动

水体富营养化讲义专家讲座第18页参考文件[1]郑金秀,池仕运,李聃,等.富营养化对浅水湖泊轮虫种群结构影响研究[J].生态环境学报,(12):1964-1971.[2]秦伯强,高光,朱广伟,等.湖泊富营养化及其生态系统响应[J].科学通报,(10):855-864.[3]李辉,潘学军,史丽琼,等.湖泊内源氮磷污染分析方法及特征研究进展[J].环境化学,,30(1):281-292.[4]师吉华,王钦东,李秀启,等.东平湖水生生态系统变迁及富营养化评价[J].长江大学学报：自然版,,08(4):242-245.[5]TangXM,GaoG,ChaoJY,etal.Dynamicsoforganicaggregate-associatedbacterialcommunitiesandrelatedenvironmentalfactorsinLakeTaihu,alargeeutrophicshallowlakeinChina.LimnolOceanogr,,55:469–480[6]SmithVH.Eutrophicati