① 为了防止水体富营养化根据生活常识可采用的方法是
第一,生物浮床法。利用吸附藻类的植物和其他生物控制水体中的营养物质,抑制藻类过量繁殖,从而建立生态平衡系统。在人工浮床上,用人工方法让水上长出美人蕉、水葫芦、旱伞草等等水生植物,既能吸收水体中的氮磷等污染因子,又可抑制藻类生长。
第二,生物防止法,向水域中投入以藻类为食的鱼类,但是重度污染水域没法施展。
第三,机械捞法。这是最原始和传统的办法,即用人力连水带藻一起捞出,在无锡水源口就是采取这个办法。为了提高速度,也有人发明了自动金属膜过滤器,在动力船缓慢行驶过程中,通过金属膜不停转动,把所有藻类都打捞上船,打捞速度是人工的上千倍。在打捞过程中,增加了絮凝、沉降、气浮、推流、收藻多功能。优点是打捞彻底,缺点是对于大面积藻类疯长治理仍难奏效。
第四、化学法。即用化学药物杀灭方法,一般用硫酸铜。早期海洋赤潮治理也常用硫酸铜, 效果较好。但二价铜离子对生物幼体的变态具有致畸性, 并引起饵料藻类的严重脱落;同时, 硫酸铜具有毒性,能破坏水体正常的生态系统, 因此对化学灭藻应持谨慎态度。
第五、微生物菌除藻。将活性污泥中的有益菌种进行菌群筛选、分离出来,喷雾干燥后获得高密度菌粉,再通过工厂化大规模生产,附着到专利填料上,形成高效处理系统。有人在上海试验显示,河道治理前水体呈暗黑色,水体富营养化现象严重,没有水生动植物生长。经过12天治理,夏长浦河治理段水质明显改善,水体清澈无异味。
② 简述重金属元素的生态效应,富营养化及其相关知识,如何分析一条河流的污染程
除了极少数重金属以外,多数重金属元素是对生态有害的。即使少量的重金属有益,甚至必须,也是以微量元素的形式被生物体吸收的。重金属的富集会破坏细胞正常生理活动,使有机体中毒甚至死亡。富营养化主要指氮磷等营养元素超标,导致低级生物疯长,破坏生态环境平衡,破坏生态结构稳定的现象。一条河流的污染指标可以由生物需氧量,生物需氧量,pH值,水体导电率,水体颜色,气味,各元素含量(营养元素,总金属元素等)等来综合评价。
③ 什么是水体富营养化
水体富营养化(eutrophication)指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象。其实质是由于营养盐的输入输出失去平衡性,从而导致水生态系统物种分布失衡,单一物种疯长,破坏了系统的物质与能量的流动,使整个水生态系统逐渐走向灭亡。
水体中过量的氮、磷等营养物质主要来自未加处理或处理不完全的工业废水和生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥,其中最大的来源是农田上施用的大量化肥。
(3)富营养化知识大全扩展阅读
水体富营养化预防:
1、流域污染源控制
目的是减少湖泊和水库营养负荷的输入量,主要通过截污工程、污水脱氮除磷技术等来实现。对于上游未受到污染和轻度污染的水体,预防的思想非常重要,控制污染源也是可以实现的。
对于已经严重富营养化的湖泊水库,减少部分废水的排放不会在短期内改变其富营养化现状。但从长远来看,要想从根本上控制水体的富营养化,就必须严格控制对水体的营养物质输入。
2、内源营养盐的消减
对于已经严重富营养化的湖泊,可以通过清淤来降低内源营养物质含量,不过对于像滇池、太湖等大型湖泊,清淤工程过于巨大,要耗费巨资,并不是很现实。
另一种方法是通过植物净化或者良性藻类繁殖来降低湖水的营养盐浓度。有条件的情况下,可以考虑改善湖泊水库的水循环,加大活水流入量,改善水文条件和冲淡湖水的营养水平,从而抑制藻类的生长。
3、水华暴发的监测预报
监测包括水华蓝藻及其毒素产生的监测,预报需要藻类生态学和气候学知识的科学综合分析。卫星遥感在湖泊藻类的监测预报方面可以起到重要的作用。水华暴发的科学监测和准确预报可以帮助当地政府和水产经营者做好应急决策,从而尽最大程度减小损失。
④ 日常生活中,我们采取哪些措施有助于防止水体富营养化
富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这是因为:①污染源的复杂性,导致水质富营养化的氮、磷营养物质,既有天然源,又有人为源;既有外源性,又有内源性。这就给控制污染源带来了困难;②营养物质去除的高难度,至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水的氮、磷营养物质。通常的二级生化处理方法只能去除30-50%的氮、磷。
(1)控制外源性营养物质输入
绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养物质在水体中富集造成的。如果减少或者截断外部输入的营养物质,就使水体失去了营养物质富集的可能性。为此,首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入,控制外源性营养物质,应从控制人为污染源着手,应准确调查清楚排入水体营养物质的主要排放源,监测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度,计算出年排放的氮、磷总量,为实施控制外源性营养物质的措施提供可靠的科学依据。
(2)减少内源性营养物质负荷
输入到湖泊等水体的营养物质在时空分布上是非常复杂的。氮、磷元素在水体中可能被水生生物吸收利用,或者以溶解性盐类形式溶于水中,或者经过复杂的物理化学反应和生物作用而沉降,并在底泥中不断积累,或者从底泥中释放进入水中。减少内源性营养物负荷,有效地控制湖泊内部磷富集,应视不同情况,采用不同的方法。
6.主要的方法有
①工程性措施
包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等。挖掘底泥,可减少以至消除潜在性内部污染源;深层曝气,可定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧,使水与底泥界面之间不出现厌氧层,经常保持有氧状态,有利于抑制底泥磷释放。此外,在有条件的地方,用含磷和氮浓度低的水注入湖泊,可起到稀释营养物质浓度的作用。
②化学方法
这是一类包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法,例如有许多种阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来,其中最有价值的是价格比较便宜的铁、铝和钙,它们都能与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来。例如美国华盛顿州西部的长湖是一个富营养水体,1980年10月用向湖中投加铝盐的办法来沉淀湖中的磷酸盐。在投加铝盐后的第四年夏天,湖水中的磷浓度则由原来的65μg/L降到30μg/L,湖泊水质有较明显的改善。在化学法中,还有一种方法是用杀藻剂杀死藻类。这种方法适合于水华盈湖的水体。杀藻剂将藻杀死后,水藻腐烂分解仍旧会释放出磷,因此,应该将被杀死的藻类及时捞出,或者再投加适当的化学药品,将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。
③生物性措施
利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。目前,有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。大型水生植物包括凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类,可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体,植物和根区微生物共生,产生协同效应,净化污水。经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒,同时对重金属分子也有降解效果。水生植物一般生长快,收割后经处理可作为燃料、饲料,或经发酵产生沼气。这是目前国内外治理湖泊水体富营养化的重要措施。 近年来,有些国家采用生物控制的措施控制水体富营养化,也收到了比较明显的效果。例如德国近年来采用了生物控制,成功地改善了一个人工湖泊(平均水深7米)的水质。其办法是在湖中每年投放食肉类鱼种如狗鱼、鲈鱼去吞食吃浮游动物的小鱼,几年之后这种小鱼显着减少,而浮游动物(如水蚤类)增加了,从而使作为其食料的浮游植物量减少,整个水体的透明度随之提高,细菌减少,氧气平衡的水深分布状况改善。但也发现,浮游植物种群有所改变,蓝绿藻生长量比例增高,因为它们不能被浮游动物捕食,为此可以放鲢鱼来控制这种藻类的生长。
⑤ 水体发生富营养化污染的原因是
富营养化是在特定的化学、生物和物理因素都具备的条件下发生的。
1、化学因素
水体中的营养盐类是浮游植物生长的物质基础,富营养化的发生与营养盐含量的多少关系密切。水体营养物质的主要来源是陆源污染物的输入和水产养殖自身的污染。
2、物理因素
(1)气象因素。影响富营养化的气象因素包括降雨、风向、风速、光照、气温和气压等,其中降雨对富营养化发生的影响最大。大量雨水通过地表径流汇入海中,使海水盐度降低,同时将大量营养物质带入海中;海面风向的改变可能对上升流场产生影响,当海面风速增大到一定程度时就会使赤潮生物发生聚集、扩散或消散;适宜的光照可为浮游植物光合作用提供所需能量;气温升高、气压降低有利于富营养化的形成,气温升高时,热量通过水气界面交换,水温得以升高。因而在温度较高季节,大雨过后的持续高温、低压和充足光照的晴天,风力较弱,潮流缓慢、水体相对稳定的条件下,富营养化极易发生。
(2)水文因素。包括浪、潮、流、锋面及水体稳定性等方面的物理海洋因子,其对富营养化的影响在一定程度上受地理环境的限制。水文因素影响富营养化的实质是流动水体将富营养化生物的孢囊、营养细胞或其生长繁殖的物质基础带入海域,亦或改变该海域的温度、盐度,影响海水层化和透光度,从而为富营养化的形成提供了合适的水体理化条件。
3、生物因素
富营养化生物是引发富营养化的内在因素,全球海域中已发现能引发富营养化的浮游生物有300余种,并有不断增加的趋势。四十里湾海域存在十分丰富的富营养化生物,且每年都有新的富营养化生物种类出现。富营养化生物的生理生态特征决定了其生长过程,单细胞藻类快速新陈代谢和生殖是形成爆发性富营养化的最重要因素。
总的来说,以下几方面是造成水体富营养化的具体原因:
1 农田化肥
为促进植物生长,提高农产品的产量,人们常施用较多的氮肥和磷肥,它们极易在降雨或灌溉时发生流失。氮磷营养物的流失方式有:(1)随地表径流进入地面水体中;(2)下渗形成亚表面流(壤中流),通过土壤进行横向运动,然后排入地表水体中;(3)通过土壤层下渗到地下水中。前2种是导致地表水富营养化的主要原因。近年来的研究表明,磷能以溶解或吸附于土壤上的颗粒态形式通过土壤微孔结构运动下渗至亚表面流中,然后进入江、河、湖泊或海湾,而氮(硝酸盐氮)的渗透能力较强,能够下渗到地下水中污染地下水。氮和磷在被土壤吸附与解吸过程中,其中一部分溶解于水中,另一部分则继续保持吸附态,在运动中甚至会随土壤颗粒沉积下来,成为湖、河或海底沉积物的一部分。沉淀在底泥中的污染物在流量、水温及微生物结构发生变化的情况下,可以通过再悬浮、溶解的方式返回水中,构成水源的二次污染。据调查,太湖底泥每年释放的总氮和总磷约占总负荷的25% ~35%。
2 牲畜粪便
圈养家禽、家畜尤其是猪会产生大量富含营养物和细菌的排泄物,极易随地表径流、亚表面流流入江河、湖泊而污染水体。此外,农田中过量施用家畜粪便,也会引起粪便中的营养物随地表径流、亚表面流流失,从而污染水体。草原过度放牧,产生大量牲畜粪便滞留于草原上,造成营养物过剩,并破坏草原的植被覆盖;当降雨产生地表径流时,植被覆盖的破坏会加剧土壤、粪便的侵蚀,致使更多的营养物流失,加重污染。
3 污水灌溉
污水作为一种可靠的水源和廉价的肥料被用于灌溉农田,是污水农业利用的一种提倡方式,目的是通过土壤的净化作用和农作物对营养元素的吸收来净化污水。但由于一些污水中的营养物含量较高或技术原因,常常造成土壤和地表水的污染。据对37个污水灌区调查发现,有32个灌区水质不符合要求。
4 城镇地表径流
城镇路面大部分是不透水地面,氮磷营养物主要随地表径流进入地表水中。城镇中的氮磷营养物主要来自人类的生活垃圾、生活污水及和某些工商业废水(如屠宰、食品、造纸、停车场等)。美国环保局把城市地表径流列为导致全美河流和湖泊污染的第三大污染源。
5 矿区地表径流
在磷矿区,由于人类活动,破坏了原来的土壤结构和植被面貌,使得土壤表层裸露,在降雨条件下,散落在矿区的矿渣、泥沙、磷酸盐等污染物将随地表径流进入湖泊、水库、江河、海湾,污染水体。
⑥ 试分析水体富营养化形成的原因及产生的不良后果,并结合你所学知识谈谈防治水体富营养化的措施。
水体富营养化(eutrophication)是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、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下,湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态,不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时,浮游藻类大量繁殖,形成水华。因占优势的浮游藻类的颜色不同,水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。
水体中过量的氮、磷等营养物质主要来自未加处理或处理不完全的工业废水和生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥,其中最大的来源是农田上施用的大量化肥。
(1)氮源
农田径流挟带的大量氨氮和硝酸盐氮进入水体后,改变了其中原有的氮平衡,促进某些适应新条件的藻类种属迅速增殖,覆盖了大面积水面。例如我国南方水网地区一些湖叉河道中从农田流入的大量的氮促进了水花生、水葫芦、水浮莲、鸭草等浮水植物的大量繁殖,致使有些河段影响航运。在这些水生植物死亡后,细菌将其分解,从而使其所在水体中增加了有机物,导致其进一步耗氧,使大批鱼类死亡。最近,美国的有关研究部门发现,含有尿素、氨氮为主要氮形态的生活污水和人畜粪便,排入水体后会使正常的氮循环变成“短路循环”,即尿素和氨氮的大量排入,破坏了正常的氮、磷比例,并且导致在这一水域生存的浮游植物群落完全改变,原来正常的浮游植物群落是由硅藻、鞭毛虫和腰鞭虫组成的,而这些种群几乎完全被蓝藻、红藻和小的鞭毛虫类(Nannochloris属,Stichococcus属)所取代。
(2)磷源
水体中的过量磷主要来源于肥料、农业废弃物和城市污水。据有关资料说明,在过去的15年内地表水的磷酸盐含量增加了25倍,在美国进入水体的磷酸盐有60%是来自城市污水。在城市污水中磷酸盐的主要来源是洗涤剂,它除了引起水体富营养化以外,还使许多水体产生大量泡沫。水体中过量的磷一方面来自外来的工业废水和生活污水。另方面还有其内源作用,即水体中的底泥在还原状态下会释放磷酸盐,从而增加磷的含量,特别是在一些因硝酸盐引起的富营养化的湖泊中,由于城市污水的排入使之更加复杂化,会使该系统迅速恶化,即使停止加入磷酸盐,问题也不会解决。这是因为多年来在底部沉积了大量的富含磷酸盐的沉淀物,它由于不溶性的铁盐保护层作用通常是不会参与混合的。但是,当底层水含氧量低而处于还原状态时(通常在夏季分层时出现),保护层消失,从而使磷酸盐释入水中所致。
富营养化的防治对策
富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这是因为:①污染源的复杂性,导致水质富营养化的氮、磷营养物质,既有天然源,又有人为源;既有外源性,又有内源性。这就给控制污染源带来了困难;②营养物质去除的高难度,至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水的氮、磷营养物质。通常的二级生化处理方法只能去除30-50%的氮、磷。
(1)控制外源性营养物质输入
绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养物质在水体中富集造成的。如果减少或者截断外部输入的营养物质,就使水体失去了营养物质富集的可能性。为此,首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入,控制外源性营养物质,应从控制人为污染源着手,应准确调查清楚排入水体营养物质的主要排放源,监测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度,计算出年排放的氮、磷总量,为实施控制外源性营养物质的措施提供可靠的科学依据。
(2)减少内源性营养物质负荷
输入到湖泊等水体的营养物质在时空分布上是非常复杂的。氮、磷元素在水体中可能被水生生物吸收利用,或者以溶解性盐类形式溶于水中,或者经过复杂的物理化学反应和生物作用而沉降,并在底泥中不断积累,或者从底泥中释放进入水中。减少内源性营养物负荷,有效地控制湖泊内部磷富集,应视不同情况,采用不同的方法。
6.主要的方法有
①工程性措施
包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等。挖掘底泥,可减少以至消除潜在性内部污染源;深层曝气,可定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧,使水与底泥界面之间不出现厌氧层,经常保持有氧状态,有利于抑制底泥磷释放。此外,在有条件的地方,用含磷和氮浓度低的水注入湖泊,可起到稀释营养物质浓度的作用。
②化学方法
这是一类包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法,例如有许多种阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来,其中最有价值的是价格比较便宜的铁、铝和钙,它们都能与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来。例如美国华盛顿州西部的长湖是一个富营养水体,1980年10月用向湖中投加铝盐的办法来沉淀湖中的磷酸盐。在投加铝盐后的第四年夏天,湖水中的磷浓度则由原来的65μg/L降到30μg/L,湖泊水质有较明显的改善。在化学法中,还有一种方法是用杀藻剂杀死藻类。这种方法适合于水华盈湖的水体。杀藻剂将藻杀死后,水藻腐烂分解仍旧会释放出磷,因此,应该将被杀死的藻类及时捞出,或者再投加适当的化学药品,将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。
③生物性措施
利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。目前,有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。大型水生植物包括凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类,可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体,植物和根区微生物共生,产生协同效应,净化污水。经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒,同时对重金属分子也有降解效果。水生植物一般生长快,收割后经处理可作为燃料、饲料,或经发酵产生沼气。这是目前国内外治理湖泊水体富营养化的重要措施。 近年来,有些国家采用生物控制的措施控制水体富营养化,也收到了比较明显的效果。例如德国近年来采用了生物控制,成功地改善了一个人工湖泊(平均水深7米)的水质。其办法是在湖中每年投放食肉类鱼种如狗鱼、鲈鱼去吞食吃浮游动物的小鱼,几年之后这种小鱼显着减少,而浮游动物(如水蚤类)增加了,从而使作为其食料的浮游植物量减少,整个水体的透明度随之提高,细菌减少,氧气平衡的水深分布状况改善。但也发现,浮游植物种群有所改变,蓝绿藻生长量比例增高,因为它们不能被浮游动物捕食,为此可以放鲢鱼来控制这种藻类的生长。