第一篇:汾河水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化評價與預(yù)測研究
汾河水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化評價與預(yù)測研究
【摘要】:汾河水庫位于婁煩縣境內(nèi),作為山西省最大一座大型水庫,現(xiàn)有庫容量3.5億立方米,是太原市地表水飲水源地之一,并供太原市一部分工農(nóng)業(yè)用水。汾河水庫水質(zhì),特別是富營養(yǎng)化問題,直接影響人民生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。本文以汾河水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化產(chǎn)生的機理為理論基礎(chǔ),對2006-2012年汾河水庫(包括汾河進(jìn)水區(qū)、澗河進(jìn)水區(qū)、庫中心區(qū)以及水庫出水區(qū)四個斷面)的水質(zhì)富營養(yǎng)化情況(Chla、TN、TP、COD)進(jìn)行了動態(tài)分析,運用改進(jìn)型灰色GM(1,1)模型對汾河水庫2013-2017年的水質(zhì)富營養(yǎng)化指標(biāo)進(jìn)行了預(yù)測,在此基礎(chǔ)上,采用T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對汾河水庫2006年至2017年4個監(jiān)測斷面的富營養(yǎng)程度進(jìn)行評價,確定水庫富營養(yǎng)化等級。另外,為了探討水庫污染的來源及防治措施,本文對水庫周邊以及上游污染源進(jìn)行了資料收集和調(diào)查,對水庫水質(zhì)污染的來源進(jìn)行了點源污染和面源污染的分析,并提出了汾河水庫富營養(yǎng)化的防治對策。本研究為改善汾河水庫水質(zhì)、預(yù)防和治理汾河水庫水體富營養(yǎng)化提供了理論依據(jù)。本文的主要結(jié)論有:
1、對汾河水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化動態(tài)分析的結(jié)果表明,汾河進(jìn)水區(qū)、澗河進(jìn)水區(qū)監(jiān)測斷面中,葉綠素a(chl-a)的含量隨著時間的變化波動比較大,其余三項水質(zhì)指標(biāo)變化比較平穩(wěn)。在庫中心斷面,TP含量在2008年、2012年變化較大,到達(dá)了最小值0.015mg/L左右,其余年份比較平穩(wěn)。TN在2009年達(dá)到0.85mg/L左右,其余年份比較平穩(wěn)。葉綠素(chl-a)含量在2009、2010年、2012年中數(shù)值比較大,最大值出現(xiàn)在2012年
達(dá)到6.95mg/m3其余年份處于較低水平,大致在2mg/m3左右。CODmn含量一直比較穩(wěn)定。水庫水區(qū)監(jiān)測斷面中,葉綠素(chl-a)含量在前五年里一直處于比較低的水平,2012年突然數(shù)值變大達(dá)到18.6mg/L,而其它三項指標(biāo)一直處于比較平穩(wěn)狀態(tài)。
2、使用改進(jìn)型GM(1,1)模型對汾河水庫4個監(jiān)測斷面的4個指標(biāo)值進(jìn)行后五年的預(yù)測,并給出了殘值檢驗法對預(yù)測值的準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗。從前五年預(yù)測值與實際值之間的誤差可以看出,改進(jìn)型GM(1,1)模型誤差相對較小,適合汾河水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化指標(biāo)值的預(yù)測。
3、使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和T-S神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對汾河水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化進(jìn)行了評價,并對這兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性和精確性進(jìn)行比較,得出T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),因此選取T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為汾河水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化評價模型。
4、對訓(xùn)練完成的T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)汾河水庫4個監(jiān)測斷面2006-2017年的水質(zhì)富營養(yǎng)化評價的結(jié)果表明,庫中心地區(qū)監(jiān)測斷面的富營養(yǎng)化水質(zhì)等級普遍優(yōu)于汾河進(jìn)水區(qū)、澗河進(jìn)水區(qū)、以及水庫出水區(qū)等其它3個監(jiān)測斷面的水質(zhì)等級。汾河進(jìn)水區(qū)、澗河進(jìn)水區(qū)、庫中心地區(qū)的水質(zhì)普遍低于Ⅲ級富營養(yǎng)化水質(zhì)等級不易發(fā)生富營養(yǎng)化,而水庫出水區(qū)附近的水域水質(zhì)普遍處于Ⅳ級富營養(yǎng)化水質(zhì)等級屬于容易發(fā)生富營養(yǎng)化的水質(zhì)級別。并且,從歷年各個監(jiān)測斷面水質(zhì)情況可以看出,5月份各個斷面的富營養(yǎng)化水質(zhì)等級普遍優(yōu)于9月份的各斷面富營養(yǎng)化水質(zhì)等級。
5、對水庫水質(zhì)污染的來源分析表明,工業(yè)污染源分布于汾河水庫入庫河流上游;主要工業(yè)有鐵廠、選礦廠、洗煤以及焦化廠等。農(nóng)業(yè)面源污染主要分布于汾河水庫周邊;由于水庫周邊畜禽業(yè)沒有得到合理控制,致使農(nóng)藥使用過度,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染物通過地表徑流以及地下水流入水庫。這終導(dǎo)致汾河水庫水質(zhì)TP、TN等指標(biāo)超過正常范圍。
6、根據(jù)對汾河水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化的趨勢分析、污染評價和污染來源分析,本文提出了水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化的防治對策。包括對控制汾河上游、澗河上游以及水庫周邊的點源和非點源對汾河水庫水質(zhì)的污染及應(yīng)該采取的措施對策。【關(guān)鍵詞】:汾河水庫富營養(yǎng)化評價神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)型GM(11)相關(guān)性分析
【學(xué)位授予單位】:山西大學(xué) 【學(xué)位級別】:碩士 【學(xué)位授予年份】:2013 【分類號】:X524 【目錄】:目錄4-7Contents7-10中文摘要10-12ABSTRACT12-15第一章前言15-231.1引言151.2研究目的與意義15-161.3國內(nèi)外研究進(jìn)展16-191.3.1水質(zhì)富營養(yǎng)化評價國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-181.3.2水質(zhì)預(yù)測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀181.3.3國內(nèi)外水環(huán)境污染源解析研究進(jìn)展18-191.4研究內(nèi)容與方法19-211.4.1研究內(nèi)容19-201.4.2研究方法20-211.5技術(shù)路線21-221.6創(chuàng)新之處22-23第二章研究區(qū)域概況23-252.1研究區(qū)域自然條件23-242.2研究區(qū)域氣候條件242.3.研究區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)條件24-25第三章汾河水庫水質(zhì)動態(tài)變化及預(yù)測25-433.1汾河水庫水質(zhì)動態(tài)分析25-273.2汾河水庫水質(zhì)時段變化趨勢27-283.3汾河水庫水質(zhì)短期預(yù)測28-333.3.1灰色系統(tǒng)建模的基本概念28-293.3.2GM(1,1)模型的建立方法29-313.3.3GM(1,1)模型的改進(jìn)31-333.4基于MATLAB對
改進(jìn)GM(1,1)模型的實現(xiàn)33-413.4.1GM(1,1)模型算法33-343.4.2GM(1,1)模型的精度343.4.3汾河水庫水質(zhì)參數(shù)短期預(yù)測34-413.5本章小結(jié)41-43第四章汾河水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化評價43-574.1汾河水庫水體富營養(yǎng)化評價模型選取434.2富營養(yǎng)化評價的指標(biāo)選取與評價等級劃分43-454.2.1汾河水庫富營養(yǎng)化指標(biāo)選取43-444.2.2水質(zhì)富營養(yǎng)化評價標(biāo)準(zhǔn)44-454.3基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)富營養(yǎng)化評價45-494.3.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價模型454.3.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)原理45-474.3.3BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建、訓(xùn)練和評價474.3.4基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對水庫富營養(yǎng)化評價的精度分析47-494.4基于T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)富營養(yǎng)化評價49-524.4.1T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型494.4.2T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)原理49-504.4.3T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建50-514.4.4基于T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對水庫富營養(yǎng)化評價的精度分析51-524.5BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)果的比較52-534.6汾河水庫營養(yǎng)狀況評價53-564.7本章小結(jié)56-57第五章汾河水庫水質(zhì)污染源分析57-635.1汾河水庫水體污染的來源分析57-625.1.1婁煩縣污染源調(diào)查分析57-585.1.2汾河水庫上游流域縣市的污染源調(diào)查分析58-595.1.3農(nóng)業(yè)面源污染59-625.2本章小結(jié)62-63第六章汾河水庫富營養(yǎng)化防治對策63-656.1對污染源的控制636.1.1深入治理工業(yè)廢水排放636.1.2加強城市、農(nóng)村生活污水治理力度636.2對非點源污染的控制63-646.2.1對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染物的控制63-646.2.2減少種植業(yè)中施用化肥646.3建立汾河水庫生態(tài)工程64-656.3.1汾河水庫上游段人工濕地工程646.3.2潤河入庫段延伸區(qū)河岸帶生態(tài)工程64-65第七章結(jié)論與建議
65-677.1結(jié)論65-667.2進(jìn)一步研究建議66-67參考文獻(xiàn)67-70攻讀學(xué)位期間取得的研究成果70-71致謝71-72個人簡況及聯(lián)系方式72-74
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第二篇:汾河水庫面污染面污染負(fù)荷水質(zhì)監(jiān)測碩士論文
汾河水庫上游流域面污染負(fù)荷研究 水利水電工程,2011,碩士
【摘要】 汾河水庫及其上游地表水體作為重要的城市集中供水水源,對省會太原社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的支撐和保障作用。而要長久維系其水環(huán)境功能,對各類污染源進(jìn)行綜合治理是首要任務(wù),其中又以面源污染的控制和管理難度較大,因此對汾河水庫上游流域面源污染的特性和負(fù)荷進(jìn)行研究具有重要的實踐意義和應(yīng)用價值。本論文采用流域試驗研究方法,通過對汾河水庫上游流域出口監(jiān)測斷面洪水期間的水量水質(zhì)進(jìn)行同步監(jiān)測,在水質(zhì)分析和污染物評價的基礎(chǔ)上,分析了主要污染物隨洪水場次的變化特征,計算了流域汛期和非汛期面源污染物負(fù)荷,針對汾河上游流域主要面源污染物的類型、成因、負(fù)荷特性,提出了控制面源污染綜合措施。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)分析研究汾河水庫上游流域水污染現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)其存在的問題,提出研究目標(biāo)。從三個方面收集和整理相關(guān)國內(nèi)外研究動態(tài),包括面污染理論、面污染試驗和面污染計算模型研究進(jìn)展三個方面。提出合理的方案并提出切實可行的研究技術(shù)路線。(2)在收集和整理流域概況的基礎(chǔ)上,設(shè)計出合理的監(jiān)測方案與內(nèi)容,進(jìn)而在分析流域水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,研究流域汛期和非汛期面污染負(fù)荷變化特征,并對其面污染進(jìn)行定量計算。(3)針對分析結(jié)果總...更多還原
【Abstract】 As the important citys’centralized water supply source, Fenhe reservoir and its upstream surface water possess a significant supporting and guaranting function to the sustainable development of society and the provincial capital of Taiyuan.Moreover,in order to hold up the water environment function longly,the primary assignment is to proceed the comprehensive treatment on pollution sources.The control and management to non-point pollution sources are difficult especially.Therefore,it is provid...更多還原
【關(guān)鍵詞】 汾河水庫; 面污染; 面污染負(fù)荷; 水質(zhì)監(jiān)測; 【Key words】 Fenhe reservior; non-point pollution; non-point pollution loads; water quality monitoring; 摘要 3-5 ABSTRACT 5-7 第一章 引言 10-22
1.1 研究背景與意義 10-13
1.1.1 汾河水庫上游流域水污染現(xiàn)狀 10-11
1.1.2 水污染問題 11-12
1.1.3 研究的意義 12-13
1.2 國內(nèi)外研究動態(tài) 13-19
1.2.1 面污染理論研究進(jìn)展 13-15
1.2.2 面污染試驗研究進(jìn)展 15-16
1.2.3 面污染計算模型研究進(jìn)展 16-19
1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線 19-22
1.3.1 研究內(nèi)容 19
1.3.2 技術(shù)路線 19-22 第二章 汾河水庫上游流域概況 22-36
2.1 自然概況 22-31
2.1.1 研究區(qū)地理位置 22-23
2.1.2 河流水系 23-26
2.1.3 流域植被 26-29
2.1.4 流域水文 29-31
2.2 流域社會經(jīng)濟(jì)概況 31-36
2.2.1 土地與人口資源 31-32
2.2.2 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與水平32-33
2.2.3 工業(yè)產(chǎn)業(yè)與水平33-36 第三章 流域面源監(jiān)測試驗 36-40
3.1 監(jiān)測試驗概況 36
3.1.2 監(jiān)測時間 36
3.1.3 監(jiān)測項目 36
3.2 分析方法 36-37
3.4 評價標(biāo)準(zhǔn)及評價方法 37-40
第四章 流域汛期面源污染物監(jiān)測結(jié)果分析 40-66
4.1 監(jiān)測結(jié)果分析 40-58
4.1.1 第一場洪水?dāng)y帶面污染負(fù)荷的變化特征分析 40-44
4.1.2 第二場洪水?dāng)y帶面污染負(fù)荷的變化特征分析 44-49
4.1.3 第三場洪水?dāng)y帶面污染負(fù)荷的變化特征分析 49-54
4.1.4 第四場洪水?dāng)y帶面污染負(fù)荷的變化特征分析 54-58
4.2 年內(nèi)各場次洪水?dāng)y帶污染物分析比較 58-65
4.2.1 四場洪水污染物濃度變化規(guī)律 58-61
4.2.2 污染物濃度計算模型 61-65
4.3 小結(jié) 65-66
第五章 汾河上游流域面源污染物負(fù)荷計算 66-82
5.1 汾河水庫流域不同水文年入庫水量表 66-70
5.2 流域汛期面源污染負(fù)荷計算 70-71
5.3 流域非汛期面源污染物負(fù)荷計算 71-72
5.4 流域年面污染負(fù)荷計算 72
5.5 流域不同水文年面污染負(fù)荷 72-75
5.6 面源污染負(fù)荷的類型與成因分析 75-76
5.6.1 面污染類型 75
5.6.2 面污染原因 75-76
5.7 面源污染控制措施 76-82
5.7.1 根本措施 76-77
5.7.2 政策措施 77-78
5.7.3 技術(shù)措施 78-79
5.7.4 管理措施 79-82 第六章 結(jié)論與展望 82-84
6.1 主要結(jié)論 82
6.2 展望 82-84 參考文獻(xiàn)
第三篇:2012學(xué)習(xí)水質(zhì)富營養(yǎng)化與防治心得體會周
學(xué)習(xí)水質(zhì)富營養(yǎng)化與防治心得體會
通過對水質(zhì)富營養(yǎng)化與防治這一教程的學(xué)習(xí)。我從三個方面談?wù)勛约旱捏w會。
一、富營養(yǎng)化是湖泊分類和演化學(xué)的一個概念,是指為水生生物生長所需氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊,當(dāng)其濃度超過一定數(shù)值引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖,快速消耗水中溶解氧,導(dǎo)致水質(zhì)惡化、生物死亡的現(xiàn)象。富營養(yǎng)化不僅造成湖泊生態(tài)系統(tǒng)的惡性循環(huán),制約湖泊資源的可利用性,還直接關(guān)系到人類健康與社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,其生態(tài)影響已倍受關(guān)注。
1.水體富營養(yǎng)化的成因及機理
大量含氮、磷肥料的生產(chǎn)和使用,食品加工、畜產(chǎn)品加工等造成的工業(yè)廢水和大量城市生活廢水,特別是含磷洗滌劑產(chǎn)生的污水未經(jīng)處理即行排放,使海水、湖水中富含氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì),稱為水體富營養(yǎng)化。
2.富營養(yǎng)化水體的特性
水體富營養(yǎng)化不光表現(xiàn)為水中藻類或大型水生植物的太甚生長,同時引起水體一系列的理化特性厘革。
2.1 pH值。水華大多暴發(fā)在pH值為弱堿性或堿性的水體中。在自然水體中,氫離子的濃度并不取決于水分子的離解,而重要取決于水中CO32-、HC03-、CO2的相比關(guān)連。
在富營養(yǎng)化水體中,隨著富營養(yǎng)化的生長,水的pH值出現(xiàn)隨藻類生長而顯著增高的趨向。這是由于藻類光相助用消耗水中的CO2,致使水中氫離子淘汰,pH值升高。
2.2透明度(SD)。通常情況下,深水的透明度比淺水的透明度大。在統(tǒng)一湖泊中,搪塞中小型湖泊來說,一樣平常是湖心透明度大,邊沿小。由于大部分湖泊的透明度出現(xiàn)隨藻類繁殖而顯著降落的趨向,所以在富營養(yǎng)化水體中,水體的透明度一樣平常都與反應(yīng)藻類生長的葉綠素a指標(biāo)出現(xiàn)相反的厘革趨向。國際上通常以為透明度小于0.5m是富營養(yǎng)化湖泊的重要特性。
2.3顏色。緊張富營養(yǎng)化水體由于藻類的大量增殖,而帶有顏色,如褐色、綠色、黃綠色、血色、乳白色、藍(lán)色、藍(lán)綠色等,因上風(fēng)藻種差異而使水體具有差異的顏色。帶色藻類飄浮在水面象油漆一樣,影響景觀。
2.4氣味。富營養(yǎng)化的水體中會因藻類散發(fā)出陣陣腥臭,由于底層緊張缺氧,厭氧微生物繁殖剖析孕育發(fā)生H2S,所以通常伴有臭皮蛋味的惡臭。
2.5溶解氛(DO)。溶解氧是湖泊水體與大氣交換平衡以及經(jīng)化學(xué)和生去世學(xué)應(yīng)聲后,溶解在水中的氧。清潔水體中的DO一樣平常靠近飽和,如果水體受到有機物質(zhì)和還原性物質(zhì)污染時,DO會低于飽和值,尤其當(dāng)藻類在水面形成遮光阻氣層時,影響大氣氧和水中氧的正常平衡以及水生植物的光相助用受阻,會使深層DO大幅度低落,以致趨于零值,于是厭氧微生物繁殖,水質(zhì)惡化,魚蝦等水生生物會因缺氧而殞命。
3.水體富營養(yǎng)化的危害
3.1散發(fā)出腥臭味。散發(fā)出腥味異臭在富營養(yǎng)狀態(tài)的水體中生長著許多藻類,其中有一些藻類能夠散發(fā)出腥異臭。藻類散發(fā)出的這種腥臭,向湖泊周圍的氣氛擴(kuò)散,直接影響人們的正常生存,給人不安寧的以為,同時,這種腥臭味也使水味難聞,大大低落了水體質(zhì)量。
3.2低落水體的透明度。在富營養(yǎng)水體中,生長著以藍(lán)藻、綠藻為上風(fēng)種類的大量水藻。這些水藻浮在湖水外貌,形成一層“綠色浮渣”,使水質(zhì)變得污濁,透明度顯著低落,富營養(yǎng)緊張的水體透明度僅有0.2米,湖水感官性狀大大降落。
3.3影響水體的溶解氧。首先是表層的麋集藻類使陽光難以透射至湖泊深層,而且陽光在穿射歷程中因被藻類吸取而衰減,深層水體的光相助用受到限定,使溶解氧源頭淘汰。其次,湖泊藻類殞命后不停向湖底沉積,不停地糜爛剖析,也會消耗深層水體大量的溶解氧,緊張時可能使深層水體的溶解氧消耗殆盡而呈厭氧狀態(tài),使得需氧生物難以生存。
3.4向水體開釋有毒物質(zhì)。富營養(yǎng)化對水質(zhì)的另一個影響是某些藻類能夠排泄、開釋有毒性的物質(zhì),有毒物質(zhì)進(jìn)入水體后,若被牲口飲入體內(nèi),可引起牲口腸胃道疾病。
二、水體富營養(yǎng)化的防治
富營養(yǎng)化防治過程實質(zhì)即是通過調(diào)節(jié)誘發(fā)富營養(yǎng)化的控制條件,抑制富營養(yǎng)化發(fā)生。由于溫度要素是自然形成的結(jié)果,目前通過人工措施調(diào)節(jié)氣候的技術(shù)尚未成熟,因此,防治富營養(yǎng)化發(fā)生的手段主要是控制營養(yǎng)鹽濃度及改變水流流態(tài)。
4.1控制營養(yǎng)鹽濃度
4.1.1截斷外源營養(yǎng)物質(zhì)輸入途徑。生活污水、工業(yè)廢水及養(yǎng)殖廢水應(yīng)輸送至污水處理廠進(jìn)行集中脫氮除磷處理,或采用人工濕地等生態(tài)處理系統(tǒng)處理,以進(jìn)一步控制氮磷排放量。實踐證明,對生活污水、工業(yè)廢水等點源排放的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)和其他污染物實行截流是控制富營養(yǎng)化的關(guān)鍵措施之一。對于生活污水中的洗滌劑廢液,應(yīng)從產(chǎn)品改革著手,從根本上削減磷源來源。
4.1.2轉(zhuǎn)化內(nèi)源營養(yǎng)物質(zhì)。(1)疏浚底泥:疏浚底泥可以減少水體沉積物的營養(yǎng)鹽含量,減輕可能發(fā)生的內(nèi)源,而挖出的淤泥又可作為肥料改良土壤,但應(yīng)考慮挖掘的地點和深度,以便合理發(fā)揮挖掘底泥去除內(nèi)源營養(yǎng)物質(zhì)的效益。(2)底層曝氣 :底層曝氣用于湖水較深而出現(xiàn)厭氧層的水體。采用曝氣補充水中氧分,消除水與底泥間的厭氧層,使水體經(jīng)常保持有氧狀態(tài),有利于浮游動物的生存,抑制藻類的生長繁殖以及底泥營養(yǎng)鹽的釋放。由于受到經(jīng)濟(jì)條件的限制,此方法往往只能在小型湖泊推廣使用。(3)直接除藻:除藻類的方法主要有:①化學(xué)藥劑除藻。②機械除藻。③利用自然動力除藻。(4)生物措施:生物措施是指利用水生生物通過代謝活動去除水體營養(yǎng)物質(zhì)、抑制藻類生長的方法,主要包括:①利用水生植物吸收水中氮磷。②以浮游動物、魚類進(jìn)行生物調(diào)控。③提高有效微生物群數(shù)量。
4.2改變水流流態(tài)。水體的流動形態(tài)與富營養(yǎng)化有著密切的關(guān)系,本著“靜態(tài)河網(wǎng),動態(tài)水體,科學(xué)調(diào)度”的原則,應(yīng)結(jié)合控制營養(yǎng)鹽濃度的措施,進(jìn)一步加強水資源調(diào)度,為改善水流流態(tài)創(chuàng)造條件,以便更好地遏止湖泊富營養(yǎng)化發(fā)展趨勢。
迄今為止,還沒有一種單一的防治措施可以完全控制湖泊富營養(yǎng)化、治理與改善大范圍水環(huán)境污染問題。但隨著對富營養(yǎng)化湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究的深入,人們
逐步認(rèn)識到富營養(yǎng)化控制是一個典型的生態(tài)問題、社會問題。只注重治理而忽視基本的管理工作,各種控制措施難以發(fā)揮作用。因此,應(yīng)堅持治理和管理相結(jié)合的原則,標(biāo)本兼治,從源頭抓起,以防為主,制定相應(yīng)法規(guī)、條例和管理方法,形成統(tǒng)一保護(hù)機構(gòu),以恢復(fù)湖泊生態(tài)功能,實現(xiàn)整體調(diào)節(jié)、自我維持、自我演替的良性循環(huán)。
三、富營養(yǎng)化的防治是水污染處理中最為復(fù)雜和困難的問題。這是因為:①污染源的復(fù)雜性,導(dǎo)致水質(zhì)富營養(yǎng)化的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì),既有天然源,又有人為源;既有外源性,又有內(nèi)源性。這就給控制污染源帶來了困難;②營養(yǎng)物質(zhì)去除的高難度,至今還沒有任何單一的生物學(xué)、化學(xué)和物理措施能夠徹底去除廢水的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)。通常的二級生化處理方法只能去除30-50%的氮、控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)輸入
絕大多數(shù)水體富營養(yǎng)化主要是外界輸入的營養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集造成的。如果減少或者截斷外部輸入的營養(yǎng)物質(zhì),就使水體失去了營養(yǎng)物質(zhì)富集的可能性。為此,首先應(yīng)該著重減少或者截斷外部營養(yǎng)物質(zhì)的輸入,控制外源性營養(yǎng)物質(zhì),應(yīng)從控制人為污染源著手,應(yīng)準(zhǔn)確調(diào)查清楚排入水體營養(yǎng)物質(zhì)的主要排放源,監(jiān)測排入水體的廢水和污水中的氮、磷濃度,計算出年排放的氮、磷總量,為實施控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)的措施提供可靠的科學(xué)依據(jù)。
減少內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷
輸入到湖泊等水體的營養(yǎng)物質(zhì)在時空分布上是非常復(fù)雜的。氮、磷元素在水體中可能被水生生物吸收利用,或者以溶解性鹽類形式溶于水中,或者經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)和生物作用而沉降,并在底泥中不斷積累,或者從底泥中釋放進(jìn)入水中。減少內(nèi)源性營養(yǎng)物負(fù)荷,有效地控制湖泊內(nèi)部磷富集,應(yīng)視不同情況,采用不同的方法。主要的方法有:
1、工程性措施:包括挖掘底泥沉積物、進(jìn)行水體深層曝氣、注水沖稀以及在底泥表面敷設(shè)塑料等。挖掘底泥,可減少以至消除潛在性內(nèi)部污染源;深層曝氣,可定期或不定期采取人為湖底深層曝氣而補充氧,使水與底泥界面之間不出現(xiàn)厭氧層,經(jīng)常保持有氧狀態(tài),有利于抑制底泥磷釋放。此外,在有條件的地方,用含磷和氮濃度低的水注入湖泊,可起到稀釋營養(yǎng)物質(zhì)濃度的作用。
2、化學(xué)方法:這是一類包括凝聚沉降和用化學(xué)藥劑殺藻的方法,例如有許多種陽離子可以使磷有效地從水溶液中沉淀出來,其中最有價值的是價格比較便宜的鐵、鋁和鈣,它們都能與磷酸鹽生成不溶性沉淀物而沉降下來。還有一種方法是用殺藻劑殺死藻類。這種方法適合于水華嚴(yán)重的水體。殺藻劑將藻殺死后,水藻腐爛分解仍舊會釋放出磷,因此,應(yīng)該將被殺死的藻類及時撈出,或者再投加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥品,將藻類腐爛分解釋放出的磷酸鹽沉降。
3、微生物投加方法:投加適當(dāng)?shù)倪m量的微生物(各類菌種),加速水中污染物的分解,起到水質(zhì)凈化的作用。微生物的繁殖速度驚人,呈幾何級增長,微生物在繁殖的過程中分解水體中的有機物,吸收分解后的營養(yǎng)物質(zhì)作為自身的個體的營養(yǎng)來源,其生長受環(huán)境的影響很大,例如PH值、溫度、氣壓、水體中的溶解氧等等。
用微生物處理水質(zhì),必須定期進(jìn)行微生物的篩選培育、保存、復(fù)壯等等一系列專業(yè)處理過程,來保證微生物菌體的健壯。自然系統(tǒng)中水與動物、植物、微生物共生共存,水為生物群落提供生命之源,反過來,生物群落又凈化了水,形成了水體自然凈化的機制。在人類出現(xiàn)以前,大自然就是依此規(guī)律運行,使得江河湖泊保持著潔凈。一個基本的規(guī)律是,在一個健全的生態(tài)系統(tǒng)中,水質(zhì)潔凈是必然的結(jié)果。
天然水體的自凈能力主要是靠水體中的各種生物(尤其是微生物)作用的結(jié)果。水體出現(xiàn)污染,是因為導(dǎo)入其中的“物質(zhì)負(fù)荷”超過了生物“消化自凈”的速度。在一個封閉的水生生態(tài)系統(tǒng)中,當(dāng)外界物質(zhì)進(jìn)入的速度超過生物圈自身食物鏈循環(huán)的速度時,會造成食物鏈中某些環(huán)節(jié)種群的失衡,此時若不采取措施調(diào)整種群數(shù)量或結(jié)構(gòu)(如把種群部分地從水體中取出,或人為地投入其他種群來抑制該種群的增長),就會使水體生態(tài)平衡遭到破壞,水質(zhì)惡化。
利用現(xiàn)有的微生物,進(jìn)行馴化,培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)?shù)厍闆r的微生物,接著進(jìn)一步對培養(yǎng)出來的微生物進(jìn)行篩選,篩選出生理活性強的菌種,然后大量繁殖,投放水體。為了保證篩選出的微生物能保持良好的活性,一直處在高效的工作狀態(tài),在日常的工作中,必須定期對微生物進(jìn)行篩選、保存、復(fù)壯,將變異帶來的對微生物的影響降至最低,保持微生物物種的穩(wěn)定性,這也是生態(tài)水處理中水質(zhì)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。提高水體的環(huán)境容量,增強水體的自凈能力
微生物特別是氮循環(huán)細(xì)菌在水體自凈能力中具有不可忽視的作用。有機物的礦化分解,氮素的氣化;磷鹽的沉降和固定在湖底等都與聚磷細(xì)菌的作用分不開。自然界的水生植物附近共生有多種遠(yuǎn)比自由水體中豐富的細(xì)菌群落。
研制人工載體和優(yōu)選高效細(xì)菌種群極為重要。利用優(yōu)化的人工載體培養(yǎng)優(yōu)化的氮循環(huán)細(xì)菌,釋放到自然水體,以自然生物為一級載體,其它人工載體和底泥為二級載體,水中懸浮物為三級載體,將原來荒漠化水域中以水土界面為主的好氧-厭氧,硝化-反硝化條件擴(kuò)大到水面和水體并加強細(xì)菌濃度,從而增加系統(tǒng)凈化能力。
4、生物性措施:
種養(yǎng)水生植物:挺水植物、浮葉植物、大型飄浮植物、著生藻類、浮游藻類、沉水植物
利用水生生物吸收利用氮、磷元素進(jìn)行代謝活動以去除水體中氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的方法。水生植物包括鳳眼蓮、蘆葦、狹葉香蒲、加拿大海羅地、多穗尾藻、麗藻、破銅錢等許多種類,可根據(jù)不同的氣候條件和污染物的性質(zhì)進(jìn)行適宜的選栽。水生植物凈化水體的特點是以大型水生植物為主體,植物和根區(qū)微生物共生,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),凈化污水。經(jīng)過植物直接吸收、微生物轉(zhuǎn)化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和懸浮顆粒,同時對重金屬分子也有降解效果。水生植物一般生長快,收割后經(jīng)處理可作為燃料、飼料,或經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣。這是目前國內(nèi)外治理湖泊水體富營養(yǎng)化的重要措施。
投放水生動物:螺、蚌等底棲動物可過濾懸浮物質(zhì),攝食生物碎屑,其分泌物有絮凝作用,螺有刮食著生藻類功能,蝦和若干種類魚類可攝食藻類、碎屑、浮游動物等。這些動物,作為健康水生態(tài)系統(tǒng)的補充組成,也有重要作用。根據(jù)水體的特定環(huán)境,投放相適應(yīng)的水生動物,如魚類、底棲動物。
建立人工生態(tài)體系:人工生態(tài)系統(tǒng)利用種植水生植物、養(yǎng)魚、養(yǎng)鴨、養(yǎng)鵝等形成多條食物鏈。其中不僅有分解者生物、生產(chǎn)者生物、還有消費者生物,三者分工協(xié)作,對污水中的污染物進(jìn)行更有效的處理與利用,并由此可形成許多條食物鏈,構(gòu)成縱橫交錯的食物網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。如果在各營養(yǎng)級之間保持適宜的數(shù)量比和能量比,就可建立良好的生態(tài)平衡系統(tǒng)。當(dāng)一定量的污水進(jìn)入這種生態(tài)塘中,其中的有機污染物不僅被細(xì)菌和真菌降解凈化,而其降解的最終產(chǎn)物,一些無機化合物作為碳源、氮源和磷源,以太陽能為初始能源,參與食物網(wǎng)中的新陳代謝過程,并從低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級逐級遷移轉(zhuǎn)化,最后轉(zhuǎn)變成水生作物、魚、蝦、蚌、鵝、鴨等產(chǎn)物,人們不僅可以不斷的取走這些增殖的產(chǎn)品,而且通過人們的不斷的取走和加入的措施來保持水體的綜合生態(tài)平衡,達(dá)到防治水體的富營養(yǎng)化的目的。
第四篇:城市河道富營養(yǎng)化分析與研究
城市河道富營養(yǎng)化分析與研究
學(xué)號:03213713 姓名:崔馨予
摘要:城市河道是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施,除了可以發(fā)揮防汛、排澇、航運等功能外,還承擔(dān)著城市旅游、市民休閑、美化城市等功能。但由于長期以來很多地區(qū)都忽視了河道景觀的保護(hù)、建設(shè)和管理工作,致使城市河道的景觀與快速發(fā)展的現(xiàn)代化城市建設(shè)很不相稱。在我們所生活的城市中,呈墨綠色、深藍(lán)色甚至黑色河道隨處可見,水面上時常覆蓋有很多雜物和藻類,富營養(yǎng)化嚴(yán)重。本文將就城市河道富營養(yǎng)化的程度、產(chǎn)生原因、帶來的后果、等方面進(jìn)行分析,就如何控制和治理城市河道的富營養(yǎng)化現(xiàn)象提供一些建議。
關(guān)鍵詞:城市河道;富營養(yǎng)化;現(xiàn)狀;治理
一、城市河道富營養(yǎng)化的現(xiàn)狀
隨著城市化的迅速發(fā)展,城市建設(shè)的速度往往跟不上污染治理的速度,城市各水道富營養(yǎng)化狀況十分嚴(yán)重。城市河道水體水質(zhì)惡化、生態(tài)系統(tǒng)和水功能破壞等嚴(yán)重危害.特別是在氣溫逐步回升的春夏之際,部分河段在部分時間內(nèi)甚至多次出現(xiàn)水生植物、浮游植物等生物量激增,暴發(fā)嚴(yán)重的水華、浮萍泛濫、水葫蘆“瘋”長等富營養(yǎng)化次生災(zāi)害。各類落葉等雜物以及大量藻類植物漂浮水面積聚嚴(yán)重。極盛時,河面幾乎全被覆蓋,放眼望去,滿眼碧綠,密密麻麻。河道水質(zhì)臟臭。常呈墨綠色、深藍(lán)色甚至黑色。常常散發(fā)惡臭,下雨天后尤為嚴(yán)重。
二、城市河道富營養(yǎng)化產(chǎn)生的原因
1、大量農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活、養(yǎng)殖業(yè)污水和生活垃圾直接排入和傾倒入河道,污水入河現(xiàn)象未得到有效整治,且愈演愈烈,河道生存狀況更加惡化,給了水葫蘆等藻類豐富的營養(yǎng)源。
2、有些城市河道水域面積小、水環(huán)境容量小、水體自凈能力差,造成水體中氮磷營養(yǎng)物質(zhì)富集,藻類大量繁殖生長,呈富營養(yǎng)狀態(tài)。
3、全球氣侯變暖,適宜的溫度有利于藻類生存。
4、隨著社會的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市河道面積會逐漸減少,現(xiàn)存河道也會由于泥沙淤積、河道縮窄、堤防年久失修。大量雜物堆積阻塞。
5、河道梯級水電開發(fā)密度很大,造成緩慢的水流速度、以及適宜的溫度和pH,為藻類提供了良好的生長環(huán)境、豐富的營養(yǎng)鹽,導(dǎo)致城市河道具備了富營養(yǎng)化的條件。
三、城市河道富營養(yǎng)化帶來的后果
1、各類雜物漂浮水面積聚嚴(yán)重,帶來水質(zhì)污染、阻礙河道防汛、排澇。
2、,水葫蘆泛濫成災(zāi),成為公害。水葫蘆大肆瘋長,不僅對水質(zhì)造成污染,而且對河道、水庫造成威脅。
3、河道富營養(yǎng)化污染水資源水質(zhì),破壞水生態(tài)環(huán)境,沿岸農(nóng)民深受其害。
4、河道富營養(yǎng)化影響城市美觀,散發(fā)的惡臭會嚴(yán)重影響附近居民的正常生活。
5、城市河道富營養(yǎng)化,河水中有機物及N.P的濃度增加,且河道水流基本不流動,水體中有機物及死亡藻類沉淀加劇底泥惡化;而底泥微生物分解有機物需要消耗溶氧,缺氧的后果導(dǎo)致有機分解不徹底及厭氧,造成水體上層好氧,下層厭氧,大量磷源釋放使水體呈現(xiàn)極度富營養(yǎng)狀態(tài);藍(lán)綠藻等低等藻類大量繁殖瘋長,產(chǎn)生水華,而且藻類的繁殖生長要消耗大量的溶解氧,這種藻類死亡后,它所含的蛋白質(zhì)很容易分解,并能產(chǎn)生有毒物質(zhì),這樣影響到各種水生動植物的正常生長,嚴(yán)重時,還會造成生水動植物死亡。
四、如何治理城市河道富營養(yǎng)化
1、現(xiàn)在大多城市普遍采用人工打撈水葫蘆的方法。通過人工及機械對水葫蘆進(jìn)行打撈處理,見效快,但當(dāng)發(fā)生面積大時,勞動強度大。
2、城市應(yīng)該綜合運用清淤、疏浚、截污、冶岸、調(diào)水、綠化等對河道進(jìn)行建設(shè)改造。[4]
3、上海市漕溪支河采用光化學(xué)催化氧化技術(shù)結(jié)合底泥氧化,同時輔之以復(fù)合生態(tài)濾床成功解決了水體富營養(yǎng)化問題,并具有快速、運營成本低、無二次污染等特點。[5]
4、引種水生植物 凈化河道水質(zhì)。
狐尾藻治水技術(shù)是中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所開發(fā)的一個新型治污項目。上虞富強生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司,從去年10月引進(jìn)狐尾藻后,對排放污水的處理,取得了顯著的成效。綠狐尾藻不僅能美化環(huán)境,還能吸收水中的氮、磷等物質(zhì),抑制藍(lán)藻暴發(fā),能很好地解決河水富營養(yǎng)化的問題,有效改善市區(qū)河道的水質(zhì)。
5、除了這些之外還有許多創(chuàng)新的技術(shù)可以用來幫助治理城市河道富營養(yǎng)化。
總結(jié):
當(dāng)前城市水道富營養(yǎng)化狀況仍然十分嚴(yán)重,河道的環(huán)境切身關(guān)系到我們每個人的生活,但很多地區(qū)還沒有開始治理,有些地區(qū)即使采取了措施,當(dāng)前的治理情況也并不十分理想,仍然有很多地方需要努力。
城市水道富營養(yǎng)化應(yīng)該以水資源的可持續(xù)利用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo),開展河道全面整治工作,切實維護(hù)和發(fā)揮河道水域在防洪、排澇、蓄水、航運、生態(tài)、環(huán)境、景觀等方面的功能,保障與促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與社會的可持續(xù)發(fā)展。按照科學(xué)發(fā)展觀的要求,以改善河道生態(tài)、增強防汛抗旱能力,建立河道長效管理機制為目標(biāo),對現(xiàn)有河道進(jìn)行清淤、截污、綠化等建設(shè)改造,積極利用科學(xué)創(chuàng)新的方法,實現(xiàn)維護(hù)河道水域面積,增強蓄水、排澇能力,減少河道污染,推進(jìn)河道長效管理,維護(hù)河道的水環(huán)境、水生態(tài)功能,為國家的糧食安全、用水安全、生態(tài)環(huán)境安全提供有力的支撐和保障。同時做好防汛工作和水源工程建設(shè),充分利用雨洪資源,通過工程攔蓄,科學(xué)調(diào)度,緩解水資源的時空不均,補充地下資源,反哺生態(tài),改善環(huán)境。
參考文獻(xiàn):
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第五篇:秩和比法在水質(zhì)富營養(yǎng)化綜合評價中的應(yīng)用
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秩和比法在水質(zhì)富營養(yǎng)化綜合評價中的應(yīng)用 作者:唐芳 孫愛峰
來源:《科技創(chuàng)新導(dǎo)報》2012年第22期
疚難≡褡芰住⒒柩趿俊⑼該鞫取⒆艿蛻锪孔魑蘭鬯矢謊躚躉鬧副?利用基于秩和比的可信區(qū)間法對我國青海湖、武漢東湖、杭州西湖、安徽巢湖和云南滇池水質(zhì)富營養(yǎng)化程度進(jìn)行綜合評價,結(jié)果表明5個湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化程度的排序為杭州西湖>武漢東湖>安徽巢湖>云南滇池>青海湖,水質(zhì)富營養(yǎng)化問題與人類活動密切相關(guān);多重比較表明,青海湖與云南滇池,武漢東湖與杭州西湖、安徽巢湖,安徽巢湖與云南滇池兩兩之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)外,其他湖泊兩兩之間的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P
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