湖泊水環(huán)境修復(fù)技術(shù)行業(yè)分析

1、university of shanghai for science and technologyv5.1.5.1.湖泊水庫(kù)水環(huán)境污染湖泊水庫(kù)水環(huán)境污染v5.2.5.2.湖泊水庫(kù)水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)湖泊水庫(kù)水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)v5.3.5.3.湖泊水庫(kù)水環(huán)境修復(fù)湖泊水庫(kù)水環(huán)境修復(fù)1. 外源污染控制技術(shù)2. 內(nèi)源污染控制技術(shù)3. 水動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)4. 藻類(lèi)控制和去除技術(shù)5. 污染湖泊水庫(kù)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)1峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology5.1. 5.1. 湖泊水庫(kù)水環(huán)境污染湖泊水庫(kù)水環(huán)境污染工業(yè)廢水和生活污水中重金屬、有機(jī)化合物等有毒有害

2、物質(zhì)cod、tp、nh3-n、揮發(fā)酚、汞2峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology排入湖泊水庫(kù)等水體過(guò)多的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)，使生產(chǎn)力水平異常提高，破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)藻類(lèi)爆發(fā)，水體缺氧，水生動(dòng)物等水生生物大量死亡；湖泊水庫(kù)沼澤化；藻類(lèi)在代謝死亡過(guò)程中釋放毒理強(qiáng)的藻毒素3峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology總氮和總磷濃度高透明度差水體葉綠素過(guò)高4峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology使用化石

3、燃料產(chǎn)生的so2、nox被氧化后產(chǎn)生硫酸和硝酸，通過(guò)干/濕沉降進(jìn)入水體5峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology湖泊水庫(kù)生態(tài)結(jié)構(gòu)受損，岸邊帶濕地破壞，使湖泊水庫(kù)失去滯留流域非點(diǎn)源污染物的天然屏障，造成湖泊水庫(kù)的自?xún)裟芰档?峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology5.2.5.2.湖泊水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)湖泊水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)v決定對(duì)湖泊水庫(kù)進(jìn)行水環(huán)境修復(fù)前，需要進(jìn)行可行性研究，對(duì)其本身及周?chē)h(huán)境進(jìn)行科學(xué)調(diào)查和評(píng)價(jià)。v可行性研究目的：可行性研究目的： 1）調(diào)查進(jìn)入湖泊水庫(kù)的營(yíng)

4、養(yǎng)元素-懸浮泥沙-有機(jī)物的定量負(fù)荷或速率 2）調(diào)查研究湖泊水庫(kù)的狀態(tài)和周期性變化規(guī)律 3）確定適合湖泊水庫(kù)的最有效修復(fù)技術(shù)7峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology5.2.1.5.2.1.基礎(chǔ)資料收集基礎(chǔ)資料收集 地理地質(zhì)數(shù)據(jù)地理地質(zhì)數(shù)據(jù) 水文學(xué)數(shù)據(jù)水文學(xué)數(shù)據(jù) 物理參數(shù)物理參數(shù) 化學(xué)參數(shù)化學(xué)參數(shù) 生物學(xué)參數(shù)生物學(xué)參數(shù)8峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology水質(zhì)數(shù)據(jù)收集水質(zhì)數(shù)據(jù)收集(1) (1) 采樣點(diǎn)的設(shè)定采樣點(diǎn)的設(shè)定v 湖泊水質(zhì)評(píng)價(jià)中，對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)有相應(yīng)要求。監(jiān)

5、測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)使湖泊水質(zhì)評(píng)價(jià)中，對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)有相應(yīng)要求。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)使監(jiān)測(cè)水樣具有代表性。監(jiān)測(cè)水樣具有代表性。v 應(yīng)在下列區(qū)域設(shè)置采樣點(diǎn)：應(yīng)在下列區(qū)域設(shè)置采樣點(diǎn)： 河流、溝渠入湖的河道口； 湖水流出的出湖口、 湖泊進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、 深水區(qū)、淺水區(qū)、 漁業(yè)保護(hù)區(qū)、捕撈區(qū)、湖心區(qū)、岸邊區(qū)、 水源取水處、 排污處 (如岸邊工廠排污口)。v 預(yù)計(jì)污染嚴(yán)重的區(qū)域采樣點(diǎn)應(yīng)布置得密些，清潔水域相應(yīng)地稀預(yù)計(jì)污染嚴(yán)重的區(qū)域采樣點(diǎn)應(yīng)布置得密些，清潔水域相應(yīng)地稀些。些。v 在采樣時(shí)間和次數(shù)上，可根據(jù)評(píng)價(jià)等級(jí)的要求安排。在采樣時(shí)間和次數(shù)上，可根據(jù)評(píng)價(jià)等級(jí)的要求安排。 9峰谷書(shū)屋university of shangha

6、i for science and technology湖泊分層采樣和湖泊水庫(kù)采樣點(diǎn)最小密度要求湖泊面積(km)2監(jiān)測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)湖泊水深（m）分層采樣10 以下105 以下表層(水面下0.30.5m)10-100205-10表層、底層(離湖底1.0m)100-5003010-20表層、中層、底層500-10004020 以上表層,每隔10m取一層水樣或在水溫躍變處上、下分別采樣。1000以上5010峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology（2 2） 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 湖泊水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇，主要根據(jù)污染源調(diào)查情況、湖泊的用處、評(píng)價(jià)目

7、的而確定。 一般情況下，可選擇 ph值、溶解氧、化學(xué)耗氧量、生化需氧量、懸浮物、大腸桿菌、氮、磷、揮發(fā)酚、氰、汞、鉻、鎘、砷等11峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology5.2.2.5.2.2.參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算v水量動(dòng)態(tài)平衡水量動(dòng)態(tài)平衡v熱量衡算熱量衡算12峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technologyv污染負(fù)荷衡算污染負(fù)荷衡算 氮、磷是富營(yíng)養(yǎng)化主要指標(biāo) 水體中，磷濃度在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)可描述為5.2.2.5.2.2.參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算13峰谷書(shū)屋university of s

8、hanghai for science and technologyv水體自?xún)羲俾仕w自?xún)羲俾?溶解氧變化是衡量水體自?xún)暨^(guò)程的主要指標(biāo)。v水生態(tài)系統(tǒng)水生態(tài)系統(tǒng) 包括水體生態(tài)結(jié)構(gòu)組成、能量流動(dòng)、物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)。5.2.2.5.2.2.參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算14峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology生物學(xué)評(píng)價(jià)生物學(xué)評(píng)價(jià)（1 1）湖泊的生物學(xué)評(píng)價(jià)方法有：）湖泊的生物學(xué)評(píng)價(jià)方法有： 一般描述對(duì)比法 指示生物法 種的多樣性指數(shù)法 生物指數(shù)法等 15峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and techn

9、ology（2）beck指數(shù)指數(shù)按底棲大型無(wú)脊椎動(dòng)物對(duì)有機(jī)污染的耐性分成兩類(lèi)， 類(lèi)是不耐有機(jī)污染的種類(lèi)， 類(lèi)是能忍受中等程度的污染，但非完全缺氧條件的種類(lèi)。將一調(diào)查地點(diǎn)內(nèi)類(lèi)和類(lèi)動(dòng)物種類(lèi)數(shù)分別用n、n表示，生物指數(shù)按式 =2n+n 計(jì)算，這種生物指數(shù)值。在凈水中一般為10以上，中等污染時(shí)為1-10重污染時(shí)為零。 16峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology（3）硅藻類(lèi)生物指數(shù)用硅藻類(lèi)的種類(lèi)數(shù)計(jì)算生物指數(shù)。如果用a表示硅藻類(lèi)中不耐污染的種類(lèi)數(shù)，b表示耐污染的種類(lèi)數(shù)，c表示在調(diào)查區(qū)內(nèi)獨(dú)有的種類(lèi)數(shù)，則硅藻生物指數(shù)按下式計(jì)算：10022c

10、bacbai17峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology5.2.3.5.2.3.綜合模型綜合模型v利用數(shù)學(xué)模型達(dá)到以下目的：利用數(shù)學(xué)模型達(dá)到以下目的： 掌握水體內(nèi)部有關(guān)物理、化學(xué)和生物過(guò)程的認(rèn)識(shí) 預(yù)測(cè)不同條件下的水體變化趨勢(shì) 預(yù)測(cè)各種管理和工程技術(shù)措施對(duì)水體的影響如：富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)模型18峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology5.3. 5.3. 湖泊水庫(kù)水環(huán)境修復(fù)湖泊水庫(kù)水環(huán)境修復(fù)指通過(guò)調(diào)控，使受污染損害的湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到受干擾前的自然狀態(tài)，恢復(fù)其合理的結(jié)構(gòu)和功

11、能整體性遵守自然法則湖泊水庫(kù)外源污染控制技術(shù)湖泊水庫(kù)內(nèi)源污染控制技術(shù)水動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)藻類(lèi)控制和去除技術(shù)污染湖泊水庫(kù)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)19峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology1.湖泊水庫(kù)湖泊水庫(kù)外源外源污染控制技術(shù)污染控制技術(shù)通過(guò)改變生產(chǎn)和消費(fèi)方式減少污染物的產(chǎn)生；建設(shè)相關(guān)處理設(shè)施，減少排入湖泊的污染物質(zhì)的種類(lèi)和總量在受保護(hù)的湖泊水庫(kù)水體上游支流，利用天然或人工庫(kù)（塘）攔截暴雨徑流，并通過(guò)物理、化學(xué)以及生物過(guò)程降低徑流中污染物濃度工程措施20峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and tec

12、hnology21峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology22峰谷書(shū)屋前置庫(kù)是指利用天然水塘或人工水庫(kù)的蓄水功能將因表層土壤中的污染物（營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）淋溶而產(chǎn)生的徑流污水截留在水庫(kù)（塘）中，不讓其直接進(jìn)入所要保護(hù)的水體，經(jīng)沉淀自然凈化后用于日常農(nóng)灌。前置庫(kù)技術(shù)前置庫(kù)技術(shù)23峰谷書(shū)屋滇池湖中湖計(jì)劃24峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology湖泊水體修復(fù)中控制難度最大的污染物來(lái)源城鎮(zhèn)地表徑流、農(nóng)村等地表徑流、大氣沉降、湖區(qū)養(yǎng)殖等，其中農(nóng)村非點(diǎn)源問(wèn)題突出污染物源頭控制污染遷

13、移轉(zhuǎn)化的控制污染物凈化工程1.湖泊水庫(kù)湖泊水庫(kù)外源外源污染控制技術(shù)污染控制技術(shù)25峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology26峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology27峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology28峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology29峰谷書(shū)屋university of shanghai for science

14、and technology攔沙壩實(shí)景圖30峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology農(nóng)業(yè)生態(tài)工程示意圖31峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology湖泊水庫(kù)及流域污染控制工程32峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology湖泊內(nèi)污染底泥中污染物重新排入水體的過(guò)程33峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology34峰谷書(shū)屋university o

15、f shanghai for science and technology35峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology36峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology有效降低湖泊水庫(kù)的重金屬、持久性有毒有機(jī)物等難降解污染物的濃度沉積物疏浚過(guò)程中的擾動(dòng)，造成短時(shí)期內(nèi)水體中污染物濃度升高；對(duì)底棲生態(tài)環(huán)境造成影響，疏浚后新生表層界面暴露，可能出現(xiàn)污染內(nèi)源回復(fù)現(xiàn)象；投入高37峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technolo

16、gy原位覆蓋原位封閉原位鈍化原位化學(xué)原位生物在污染沉積物表面覆蓋一層固體物質(zhì)，如沙子、卵石和粘土等，依次隔離污染沉積物和水體，將污染封閉在沉積物中，達(dá)到控制沉積污染內(nèi)源的目的38峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology39峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology3.水動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)水動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)通過(guò)人工措施，防止水體分層或者破壞已經(jīng)形成的分層，提高湖泊水庫(kù)水體溶解氧的濃度、控制內(nèi)源性污染，降低湖泊水庫(kù)水體污染物的濃度，進(jìn)而改善水體質(zhì)量40峰谷書(shū)屋universi

17、ty of shanghai for science and technology加快水體的交換頻率，縮短污染物在湖泊水庫(kù)中的滯留時(shí)間，從而降低污染物濃度水平，水體流動(dòng)性的加強(qiáng)，增加湖泊水庫(kù)下層水體的溶解氧含量，從而抑制沉積物中污染物的活化釋放41峰谷書(shū)屋滇中調(diào)水工程滇中調(diào)水工程引金沙江之水解滇中之渴、沖刷滇池污染，以流動(dòng)的貧營(yíng)養(yǎng)水代替停滯的富營(yíng)養(yǎng)水的目的。局限性：換水法是對(duì)污染的轉(zhuǎn)嫁？局限性：換水法是對(duì)污染的轉(zhuǎn)嫁？營(yíng)養(yǎng)物絕對(duì)量并未減少，污染了下游的環(huán)境，不能從根本上解決問(wèn)題42峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology43峰谷書(shū)

18、屋university of shanghai for science and technology44峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology45峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology以宜興地區(qū)太湖的一處以宜興地區(qū)太湖的一處約約4 400 m2 左右的水域作左右的水域作為實(shí)驗(yàn)區(qū)域?yàn)閷?shí)驗(yàn)區(qū)域. 采用半封閉采用半封閉攔截方式隔離出面積約為攔截方式隔離出面積約為400 m2 的水面作為超聲處的水面作為超聲處理組理組, 余下部分余下部分4 000 m2左左右作為對(duì)照組

19、右作為對(duì)照組.46峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology在在400 m2 的實(shí)驗(yàn)水域中往返運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)水域中往返運(yùn)行1 h,確保單位面積上超聲處理時(shí)間不小確保單位面積上超聲處理時(shí)間不小于于15 s. 分別于超聲處理分別于超聲處理0, 1,24 h和和7, 14 d后后, 在處理組和對(duì)照組的中心水在處理組和對(duì)照組的中心水域采樣檢測(cè)水樣域采樣檢測(cè)水樣, 觀察水樣外觀變化觀察水樣外觀變化.47峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology48峰谷書(shū)屋university of

20、 shanghai for science and technology操作簡(jiǎn)便，一次性使用成本低不能長(zhǎng)期投用一種藥；可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染利用殺藻劑殺死藻類(lèi)，從而消除湖面水華49峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology利用水生動(dòng)、植物、藻類(lèi)病原菌、病毒來(lái)抑制和殺死藻類(lèi)利用藻類(lèi)病原菌控制藻類(lèi)生長(zhǎng)通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)作用抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)酶處理技術(shù)50峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology51峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and te

21、chnology湖濱帶物理基底的修復(fù)水生植物組建水生植物群落的優(yōu)化52峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology53峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology改善植物生長(zhǎng)條件改善湖底光照增加水體透明度補(bǔ)充植物繁殖體54峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology通過(guò)對(duì)湖泊水庫(kù)生物群及其棲息地的一系列調(diào)節(jié)，增強(qiáng)其中的某些相互作用，促使生產(chǎn)者結(jié)構(gòu)合理控制高級(jí)消費(fèi)型魚(yú)類(lèi)及放養(yǎng)食浮游生物的魚(yú)類(lèi)直接消費(fèi)藍(lán)藻55峰谷書(shū)

22、屋university of shanghai for science and technologyu生物操縱的基本概念 最初，生物操縱（biomanipulation）即利用調(diào)整生物群落結(jié)構(gòu)的方法控制水質(zhì)，主要原理是調(diào)整魚(yú)群結(jié)構(gòu)，保護(hù)和發(fā)展大型牧食性浮游動(dòng)物，從而控制藻類(lèi)的過(guò)量生長(zhǎng)。 近年來(lái)，發(fā)現(xiàn)浮游動(dòng)物的庇護(hù)（refuge）機(jī)制對(duì)于生物操縱有重要作用。因此，生物操縱被重新定義為應(yīng)用湖泊生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的關(guān)系，通過(guò)對(duì)生物群落及其生境的一系列調(diào)整，從而減少藻類(lèi)生物量，改善水質(zhì)。56峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technology庇護(hù)

23、機(jī)制浮游動(dòng)物賴(lài)以逃避魚(yú)類(lèi)捕食的行為機(jī)制或環(huán)境條件?？赡艿谋幼o(hù)機(jī)制包括：低光照庇護(hù)低溫庇護(hù)厭氧庇護(hù)對(duì)魚(yú)食性魚(yú)類(lèi)的回避行為大型水生植物庇護(hù)57峰谷書(shū)屋university of shanghai for science and technologyu 生物操縱的基本概念 生物操縱與生態(tài)工程概念相似，都是研究對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化管理技術(shù)與方法。 生態(tài)工程強(qiáng)調(diào)通過(guò)不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的調(diào)整組合，使生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能趨于協(xié)調(diào)，最大限度促進(jìn)物質(zhì)的循環(huán)再生和多級(jí)利用，達(dá)到防治污染、化害為利、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的目的。 生物操縱則強(qiáng)調(diào)對(duì)種群及其生境的調(diào)控，主要是控制藻花的發(fā)展，防止水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化，沒(méi)有涉及系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、物質(zhì)的再循環(huán)再生與多級(jí)利用問(wèn)題，因此生物操縱