江河湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題

關(guān)于江河湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題第1頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月湖泊水層結(jié)構(gòu)1分層作用與翻騰表水層溫和好氧混合好變溫層下水層冷厭氧混合差夏天湖泊的分層現(xiàn)象示意圖風(fēng)第2頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月秋天溫度降低，表水層開(kāi)始冷卻，當(dāng)它的密度比下水層大時(shí)，表水開(kāi)始下沉，造成表水與下水層的混合，于是發(fā)生翻騰作用。下水層的水因升至表面，被冷卻后下沉，此時(shí)湖泊中發(fā)生完全混合作用，當(dāng)溫度達(dá)到4C時(shí)翻騰現(xiàn)象即停止，因?yàn)榇藭r(shí)水的密度最大。表水進(jìn)一步被冷凍而產(chǎn)生冬天的分層現(xiàn)象。變溫層下水層4C冬天湖泊的分層現(xiàn)象示意圖冰0C第3頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2生物層沿岸層湖底層湖泊的生物層示意圖透光層深湖層光照水面邊界第4頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3富營(yíng)養(yǎng)化富營(yíng)養(yǎng)化是一個(gè)自然過(guò)程。由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的引入與循環(huán)，湖泊逐漸變淺且生產(chǎn)力提高。因此貧營(yíng)養(yǎng)湖逐漸經(jīng)過(guò)中營(yíng)養(yǎng)、富營(yíng)養(yǎng)及老化階段而最終被完全填平。當(dāng)人類(lèi)活動(dòng)使沉積物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入湖泊的速率增加時(shí)，天然富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程會(huì)加速而形成人為富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程。因此湖泊污染是一種天然過(guò)程被加速的作用。對(duì)湖泊進(jìn)行水質(zhì)管理就是要將富營(yíng)養(yǎng)化速率至少減緩到天然過(guò)程的速率。首先了解影響藻類(lèi)生長(zhǎng)的因素。4藻類(lèi)生長(zhǎng)需求（1）碳藻類(lèi)的碳源是溶于水中的CO2。由于CO2處于碳酸鹽平衡緩沖體系中，可獲得碳的量由水中堿度來(lái)確定。第5頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)水中二氧化碳被消耗時(shí)，空氣中二氧化碳隨即補(bǔ)充進(jìn)來(lái)。當(dāng)藻類(lèi)被較高等生物耗用或死亡后分解時(shí)，有機(jī)碳被氧化為二氧化碳，重新回到水或大氣中而完成循環(huán)。（2）氮湖泊中的氮通常以硝酸鹽形式存在，多來(lái)源于河流或地下水。在藻類(lèi)攝取后氮被還原為氨基氮（NH2-）并轉(zhuǎn)變成有機(jī)氮。當(dāng)藻類(lèi)死亡分解時(shí)，有機(jī)氮在水中釋放出氨氮，再經(jīng)硝化過(guò)程被氧化為硝酸鹽(氮越多,硝酸鹽越多,形成的藻類(lèi)就越多,造成富集)。。只要水中維持好氧，就會(huì)形成由硝酸鹽有機(jī)氮氨氮再回到硝酸鹽的循環(huán)過(guò)程。在厭氧沉積物中和富營(yíng)養(yǎng)湖的下水層，反硝化降低了氮在湖泊系統(tǒng)的停留時(shí)間。反硝化反應(yīng)如下：2NO3-+有機(jī)碳N2+CO2+H2O第6頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）磷湖泊的磷來(lái)自外部，經(jīng)藻類(lèi)以無(wú)機(jī)形式（PO43-）攝取后轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)化合物。藻類(lèi)分解時(shí)，磷又轉(zhuǎn)化成為無(wú)機(jī)形式。磷以未分解有機(jī)物的形式與鐵、鋁、鈣等形成沉淀，或與粘土顆粒結(jié)合進(jìn)入沉積物中。

(藻類(lèi)的死亡速度大于分解速度,就造成湖中藻類(lèi)的聚集,富集)。（4）微量元素藻類(lèi)生長(zhǎng)所需要的微量元素的量非常少。一般清水中已經(jīng)含有藻類(lèi)生長(zhǎng)所需的足夠的微量元素。5限制性營(yíng)養(yǎng)元素植物的生長(zhǎng)依賴(lài)于存在量最少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)——liebig最小定律。即藻類(lèi)的生長(zhǎng)受限于最不容易獲得的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。磷的含量控制著藻類(lèi)生長(zhǎng)和湖泊的生產(chǎn)能力。據(jù)估計(jì)，磷的含量小于0.010~0.015mg/L時(shí)可限制藻類(lèi)過(guò)量繁殖。第7頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6湖泊中磷的控制磷為限制性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)?？刂迫藶楦粻I(yíng)養(yǎng)化需要降低排入湖泊中的磷量。其它策略：加鋁鹽將磷沉淀，或挖出。但是如果排入量不減少，富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程仍會(huì)繼續(xù)下去。因此化學(xué)沉淀法或挖出淤泥僅能暫時(shí)改善水質(zhì)。為減少磷的排入必須了解磷的來(lái)源和減少排入的各種可能方法。磷的天然來(lái)源是巖石的風(fēng)化。就大部分湖泊而言，磷主要來(lái)自人類(lèi)的活動(dòng)：城市與工業(yè)廢水；化糞池滲出以及農(nóng)業(yè)徑流是主要的磷源。第8頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化的急劇惡化趨勢(shì)及現(xiàn)狀70年代：全國(guó)重點(diǎn)調(diào)查的34個(gè)湖泊中，富營(yíng)養(yǎng)化的占調(diào)查面積5％；80年代1984年：全國(guó)重點(diǎn)調(diào)查的34個(gè)湖泊中，富營(yíng)養(yǎng)化的占調(diào)查面積26.5％；1988年：全國(guó)重點(diǎn)調(diào)查的34個(gè)湖泊中，富營(yíng)養(yǎng)化的占調(diào)查面積61.5％；90年代1996年：全國(guó)26個(gè)國(guó)控湖泊水庫(kù)中，總體富營(yíng)養(yǎng)化的高達(dá)85％。我國(guó)東部的湖泊幾乎全部處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，成為世界上湖泊富營(yíng)養(yǎng)化最嚴(yán)重的國(guó)家之一。第9頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月湖泊(水庫(kù))富營(yíng)養(yǎng)化防治工作的長(zhǎng)期性、艱巨性、連續(xù)性及綜合配套措施的必然性。根據(jù)國(guó)外的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治經(jīng)驗(yàn)，類(lèi)似于我國(guó)的太湖、巢湖、滇池等的大型湖泊的日本霞浦湖(220km2)、琵琶湖(2000km2)，從1972年開(kāi)始，經(jīng)過(guò)十多年的努力，分別投入1300億元和1500億元治理資金。第10頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月湖周城市污水處理率達(dá)到90％以上，流域污水處理率達(dá)到70％以上的情況下，現(xiàn)在未達(dá)到甚至不能確定十年后能否達(dá)到日本的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。而我國(guó)的上述嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化的三湖尚處在急劇惡化的狀態(tài)中，其治理工作不可能“急功近取”，勢(shì)必是數(shù)十年為單位的長(zhǎng)期的，投入數(shù)億為單位治理資金的工作。另一方面，治理工作又是控源（點(diǎn)源、面源、內(nèi)源），生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)和流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的缺一不可的綜合配套措施。第11頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化在有重點(diǎn)分步驟的進(jìn)行控制、治理：在“十五”期間，于橋、淀山湖、大伙房水庫(kù)、深圳東升水庫(kù)、武漢東湖等5個(gè)城市水源地湖泊（水庫(kù)）地治理有所突破，10年內(nèi)達(dá)到飲用水源地水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)30年的努力，太湖、巢湖、滇池、南四湖、梁子湖、武昌湖、南湖、洱海等8個(gè)嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的水質(zhì)恢復(fù)到三類(lèi)水體。經(jīng)過(guò)50年的努力，我國(guó)所有大于50平方公里的近100個(gè)湖泊（水庫(kù)）基本達(dá)到二～三類(lèi)水體。第12頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月編制湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化防治國(guó)家方案的指導(dǎo)思想遵循可持續(xù)發(fā)展湖泊的基本原則，正確調(diào)整人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與湖泊環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展的相互關(guān)系，克服“急功近取”情緒清醒認(rèn)識(shí)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治工作的長(zhǎng)期性、艱巨性、復(fù)雜性。在充分肯定前期的成績(jī)和工作的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌規(guī)劃制定國(guó)家湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治方案，改善政出多頭，相互牽制的管理體制，強(qiáng)化湖泊管理和法規(guī)建設(shè)，按照提出重點(diǎn)，分步驟治理方案的原則和標(biāo)本兼治，綜合治理的方法，制定近期、中遠(yuǎn)期富營(yíng)養(yǎng)化治理計(jì)劃。認(rèn)真按治理計(jì)劃要求投入資金、人員，堅(jiān)持不懈，50年內(nèi)實(shí)現(xiàn)全國(guó)湖泊進(jìn)入生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)，可持續(xù)發(fā)展的總體目標(biāo)。第13頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化防治國(guó)家方案的投資估算一、天津于橋水庫(kù)等5個(gè)城市水源地湖泊（水庫(kù)）項(xiàng)目水域總面積約為310km2，按照0.5億元/km2估算，投資為157億元左右，其中2001～2005年計(jì)劃94億元（約占60%)；2006～2010年計(jì)劃63億元（約占40％）。二、江蘇太湖等8個(gè)嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化湖泊（水庫(kù)）項(xiàng)目水域總面積為5462km2，按照0.5億元/km2估算，投資為2731億元左右，其中2001～2010年計(jì)劃1092億元（約占40%)；2011～2020年計(jì)劃820億元（約占30％）；2021～2030年計(jì)劃819億元（約占30％）。第14頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化防治國(guó)家方案的投資估算三、大于50km2的近100個(gè)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊（水庫(kù)）項(xiàng)目水域總面積約為16309km2，按照0.1億元/km2估算，投資為1631億元左右，其中2001～2010年計(jì)劃408億元（約占25%)；2011～2030年計(jì)劃408億元（約占25％）；2031～2050年計(jì)劃816億元（約占50％）。按年度的投資估算2001～2005年約844億元；2006～2010年約813億元2011～2020年約1024億元；2021～2030年約1023億元2031～2050年約816億元；50年總投資為4520億元第15頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化控制近期行動(dòng)計(jì)劃（一）第一階段：2001～2005年

（1）5個(gè)城市水源地湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化防治項(xiàng)目 點(diǎn)、面、內(nèi)源污染同時(shí)綜合治理 管理體制和管理政策示范 生態(tài)工程建設(shè)與生態(tài)保護(hù)示范（2）8個(gè)嚴(yán)重污染湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化防治項(xiàng)目

湖泊流域工業(yè)污染源全部達(dá)標(biāo) 湖周城市污水處理率達(dá)到50％ 湖泊的湖濱帶生態(tài)建設(shè)示范研究 湖泊流域管理政策法規(guī)與管理體制研究 建立我國(guó)湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)第16頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化控制近期行動(dòng)計(jì)劃（二）第二階段：2005～2010年

（1）5個(gè)城市水源地湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化防治項(xiàng)目 湖泊流域?qū)嵤┊a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 推廣生態(tài)工程建設(shè)及保護(hù)（2）全國(guó)湖泊環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究及實(shí)施（3）8個(gè)嚴(yán)重污染湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治項(xiàng)目

推廣湖泊湖濱帶生態(tài)工程建設(shè)和保護(hù) 湖區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整

（4）100個(gè)50km2以上湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治項(xiàng)目 湖周城市污水處理率達(dá)到50％ 湖周工業(yè)污染源全部達(dá)標(biāo) 流域面源污染控制取得初步成效第17頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、我國(guó)湖泊（水庫(kù)）

富營(yíng)養(yǎng)化數(shù)據(jù)庫(kù)及藍(lán)藻災(zāi)害

監(jiān)測(cè)、預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)第18頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月湖泊(水庫(kù))富營(yíng)養(yǎng)化模擬預(yù)警系統(tǒng)預(yù)期目標(biāo)：在富營(yíng)養(yǎng)化頻發(fā)期內(nèi)，對(duì)數(shù)個(gè)重點(diǎn)湖泊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)?zāi)M，提前3－5日發(fā)出預(yù)警，為環(huán)境管理，飲用水，漁業(yè)部門(mén)防災(zāi)、減災(zāi)服務(wù)。項(xiàng)目?jī)?nèi)容及概算湖泊模擬裝置100萬(wàn)元藍(lán)藻分類(lèi)計(jì)數(shù)裝置約50萬(wàn)元藻毒素測(cè)試裝置約40萬(wàn)元湖水運(yùn)送灌車(chē)約10萬(wàn)元運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)20萬(wàn)/年×5年＝100萬(wàn)元合計(jì)：600萬(wàn)元實(shí)施期間2001－2002年建立2002－2005年試運(yùn)行第19頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月湖泊(水庫(kù))富營(yíng)養(yǎng)化災(zāi)害衛(wèi)星照片監(jiān)視讀解系統(tǒng)預(yù)期目標(biāo)：建立全國(guó)主要湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化及藍(lán)藻災(zāi)害發(fā)生過(guò)程及實(shí)況的衛(wèi)星照片監(jiān)視解讀系統(tǒng)，及時(shí)為各級(jí)環(huán)境管理部門(mén)提供有關(guān)信息。項(xiàng)目?jī)?nèi)容及概算遙感衛(wèi)星照片讀解計(jì)算機(jī)約200萬(wàn)元讀解軟件開(kāi)發(fā)費(fèi)用約100萬(wàn)元湖泊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)點(diǎn)建設(shè)費(fèi)用10萬(wàn)/點(diǎn)×3點(diǎn)≌60萬(wàn)元運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)30萬(wàn)/年×5年＝150萬(wàn)元合計(jì)：410萬(wàn)元實(shí)施期間2001－2002年建立2002－2005年試運(yùn)行第20頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月湖泊(水庫(kù))富營(yíng)養(yǎng)化信息數(shù)據(jù)庫(kù)及決策支持系統(tǒng)預(yù)期目標(biāo)：建立全國(guó)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊（水庫(kù)）流域自然、地質(zhì)、氣象、環(huán)境、生態(tài)、人口、經(jīng)濟(jì)等有關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，并建立為國(guó)家對(duì)湖泊管理決策提供解析支持系統(tǒng)，為環(huán)境管理部門(mén)服務(wù)。項(xiàng)目?jī)?nèi)容及概算數(shù)據(jù)庫(kù)及決策支持系統(tǒng)約400萬(wàn)元軟件開(kāi)發(fā)費(fèi)用約200萬(wàn)元運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)50萬(wàn)/年×5年＝250萬(wàn)元合計(jì)：850萬(wàn)元實(shí)施期間2001－2002年建立2002－2005年試運(yùn)行第21頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、我國(guó)湖泊(水庫(kù))富營(yíng)養(yǎng)化控制重大政策和管理體制研究

第22頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)湖泊(水庫(kù))富營(yíng)養(yǎng)化控制

重大政策和管理體制研究1、湖泊環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定

中國(guó)湖泊水質(zhì)、底質(zhì)及湖泊生物標(biāo)準(zhǔn)制定2、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化防治重大政策研究

城市水源地湖泊(水庫(kù))保護(hù)政策、湖泊流域保護(hù)上下游補(bǔ)償機(jī)制政策、湖濱帶保護(hù)政策、退田還湖政策、含磷洗滌用品取代政策等研究3、湖泊流域綜合管理體制研究

現(xiàn)行流域管理體制和運(yùn)動(dòng)機(jī)制國(guó)內(nèi)外調(diào)查研究、跨省市湖泊流域管理體系研究、湖泊流域管理研究、流域管理的執(zhí)法監(jiān)督機(jī)制等研究

第23頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、我國(guó)湖泊