试验九水体富营养化综合评价
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一、实验目的
1. 了解全球水体富营养化现状及研究进展； 2. 了解水体富营养化评价方法，并通过对单一因子指标的测定，对模拟水体的富营养 化程度进行评价。 3. 熟悉水体单一污染因子测定方法，包括透明度(SD)、总磷(TP)、总氮(TN)、高锰酸 盐指数(CODMn)和叶绿素 Chla； 4. 培养学生独立开展科学实验的综合设计能力及操作技能； 5. 培养科技论文的写作能力。
实验九 水体富营养化综合评价
随着我国经济高速发展，污染物排放量逐年增加，排放或流失到天然水体中的 N、P 等 营养物质大量增加，水体富营养化严重。据 1986－1990 年对全国 26 个湖泊水质调查资料 分析，我国受污染或者达到中－富营养化的湖泊水域面积已达到淡水水域面积的一半。我国 已是世界上湖泊富营养化最严重的国家之一。
代表第 j 种参数的营养状态指数。根据金相灿等的推荐，各指标权重如下：
权重 Wj
Chla
0.2663
表1 各指标权重
TP
TN
0.2237
0.2183
SD 0.2210
CODMn 0.2210
当（TLIΣ）<30,为贫营养；30＜（TLIΣ）≤50,为中营养；50＜（TLIΣ）≤60,为轻度富
营养；60＜（TLIΣ）≤70,为中度富营养；（TLIΣ）>70,为重度富营养。
TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP)
（3）
TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN)
（4）
TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCODMn)
（5）
其中:TLI(Chla)－叶绿素a(mg/m3)指数；TLI(SD)－透明度SD(m)指数；TLI(TP)－总磷
水体富营养化评价方法可分为两大类，单因子评价方法和综合指数法。单因子包括物理 参数（气温、水温、SD 等）、化学参数（DO、TN、TP、COD 等）和生物学参数（Chla、 多样性指数、指示生物群落结构的变化、藻类优势种等）；综合评价指数法包括多指标综合 营养状态指数法（TSI、TSIM、TLI）,营养状态法（NQI）,溶解氧指数法及营养度指数法 （AHP-PCA）等。本实验将介绍TLI 水体富营养化评价法，并对模拟富营养化水体进行评 价。
2. 富营养化评价方法
科学合理的评价方法，对尽早防范富营养化的发生和及时预报，降低富营养化带来的危 害十分重要。目前判断水体富营养化一般采用的指标是: 氮含量超过0.2-0.3 mg/L，磷含量 大于0.01-0.02 mg/L, BOD 大于10 mg/L, pH 值7 -9 的淡水中细菌总数超过10 万个/mL， 叶绿素a(Chla)的含量大于10 ug/L。但是，由于不同水体对各污染因子的感应特性不同，水 体富营养化并不仅仅取决于水中污染物浓度的多少，与水体本身的地理环境、气候条件及水 生生态系统状况等密切相关。
二、实验要求
1. 开展文献调研，了解国内外水体富营养化污染现状及研究进展； 2. 在文献调研的基础上，确定研究内容，设计研究方案和技术路线，选定分析方法， 准备实验仪器及材料，完成水体样品采集、处理及磷等相关参数的测定； 3. 根据实验结果对研究水体的富营养化进行综合评价，撰写一篇科技论文； 4. 参考文献不少于五篇。
TLI 评价法是中国环境检测总站推荐的湖泊（水库）富营养化评价方法，该方法考虑 的影响因素较多，包括叶绿素chla、SD、TP、TN 和CODMn 指数,具体表达式计算公式为：
TLI(Chla)=10(2.5+1.086lnChla)
（1）
TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD)
（ห้องสมุดไป่ตู้）
四、仪器和设备
1．叶绿素 Chlα测定需要的仪器、设备及试剂 可见分光光度计 台式离心机 电冰箱 抽滤器 抽滤瓶 10ml 比色管 醋酸纤维微孔滤膜（玻璃纤维滤纸）
碳酸镁
90%乙醇（分析纯） 2．TN、TP、SD、CODMn 测定所需仪器、设备及试剂
具体仪器、设备和试剂参考国家环境保护总局水和废水监测分析方法。
五、实验方案
在进行充分文献调研的基础上，根据实验目的及要求自行设计实验方案。
六、实验结果处理与分析
对实验结果进行处理，并查阅相关水质标准，结合参考文献对调查水体的富营养化程度 进行综合评价。
水体富营养化对水生生态系统造成严重危害，主要表现为以下几个方面：（1）爆发初 期，水体透明度降低，阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧 的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡； （2）藻类死亡后有机体被异养微生物分解，消耗了水中的大量溶解氧，使水中溶解的氧含 量急剧下降。同时，由于水面被藻类覆盖，影响大气的复氧作用，使水中缺氧，甚至造成厌 氧状态，从而导致鱼类大量死亡；（3）大量生物和有机物残体沉积于水的底层，在缺氧情 况下，被一些微生物分解，产生甲烷、硫化氢等有害气体，导致水体发黑发臭；（4）水体 富营养化带来了藻类等有机体沉积，加速了水体沼泽化和陆地化进程，破坏了区域生态平衡。
三、实验原理
1. 富营养化定义 当天然水体中接纳了过多的N、P 等营养物质，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，称为水体富营养化。水体富 营养化发生在淡水水体（如：江、河、湖泊、水库等）称为“水华”，而发生在海水中则称 为“赤潮”。湖泊、河口、海湾等缓流水体易发生富营养化，其产生机理非常复杂。但多数 学者认为城市生活污水、工业废水、农业排水及养殖废水中N、P 等营养物质连续不断流入 天然水体，使得水中营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因。
TP(mg/L)指数；TLI(TN)－总氮TN(mg/L)指数；TLI(CODMn)－高锰酸盐CODMn (mg/L)指数。
评价某水体的富营养化程度，需要对上述（1）－（5）式中各TLI 指数进行加权求和，
其最终营养状态指数以TLIΣ表示。TLIΣ的计算公式为：
TLIΣ=Σ Wj.TLI(j)
式中: TLIΣ—综合营养状态指数；Wj—第 j 种参数的营养状态指数的相关权重；TLI(j)
1. 了解全球水体富营养化现状及研究进展； 2. 了解水体富营养化评价方法，并通过对单一因子指标的测定，对模拟水体的富营养 化程度进行评价。 3. 熟悉水体单一污染因子测定方法，包括透明度(SD)、总磷(TP)、总氮(TN)、高锰酸 盐指数(CODMn)和叶绿素 Chla； 4. 培养学生独立开展科学实验的综合设计能力及操作技能； 5. 培养科技论文的写作能力。
实验九 水体富营养化综合评价
随着我国经济高速发展，污染物排放量逐年增加，排放或流失到天然水体中的 N、P 等 营养物质大量增加，水体富营养化严重。据 1986－1990 年对全国 26 个湖泊水质调查资料 分析，我国受污染或者达到中－富营养化的湖泊水域面积已达到淡水水域面积的一半。我国 已是世界上湖泊富营养化最严重的国家之一。
代表第 j 种参数的营养状态指数。根据金相灿等的推荐，各指标权重如下：
权重 Wj
Chla
0.2663
表1 各指标权重
TP
TN
0.2237
0.2183
SD 0.2210
CODMn 0.2210
当（TLIΣ）<30,为贫营养；30＜（TLIΣ）≤50,为中营养；50＜（TLIΣ）≤60,为轻度富
营养；60＜（TLIΣ）≤70,为中度富营养；（TLIΣ）>70,为重度富营养。
TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP)
（3）
TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN)
（4）
TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCODMn)
（5）
其中:TLI(Chla)－叶绿素a(mg/m3)指数；TLI(SD)－透明度SD(m)指数；TLI(TP)－总磷
水体富营养化评价方法可分为两大类，单因子评价方法和综合指数法。单因子包括物理 参数（气温、水温、SD 等）、化学参数（DO、TN、TP、COD 等）和生物学参数（Chla、 多样性指数、指示生物群落结构的变化、藻类优势种等）；综合评价指数法包括多指标综合 营养状态指数法（TSI、TSIM、TLI）,营养状态法（NQI）,溶解氧指数法及营养度指数法 （AHP-PCA）等。本实验将介绍TLI 水体富营养化评价法，并对模拟富营养化水体进行评 价。
2. 富营养化评价方法
科学合理的评价方法，对尽早防范富营养化的发生和及时预报，降低富营养化带来的危 害十分重要。目前判断水体富营养化一般采用的指标是: 氮含量超过0.2-0.3 mg/L，磷含量 大于0.01-0.02 mg/L, BOD 大于10 mg/L, pH 值7 -9 的淡水中细菌总数超过10 万个/mL， 叶绿素a(Chla)的含量大于10 ug/L。但是，由于不同水体对各污染因子的感应特性不同，水 体富营养化并不仅仅取决于水中污染物浓度的多少，与水体本身的地理环境、气候条件及水 生生态系统状况等密切相关。
二、实验要求
1. 开展文献调研，了解国内外水体富营养化污染现状及研究进展； 2. 在文献调研的基础上，确定研究内容，设计研究方案和技术路线，选定分析方法， 准备实验仪器及材料，完成水体样品采集、处理及磷等相关参数的测定； 3. 根据实验结果对研究水体的富营养化进行综合评价，撰写一篇科技论文； 4. 参考文献不少于五篇。
TLI 评价法是中国环境检测总站推荐的湖泊（水库）富营养化评价方法，该方法考虑 的影响因素较多，包括叶绿素chla、SD、TP、TN 和CODMn 指数,具体表达式计算公式为：
TLI(Chla)=10(2.5+1.086lnChla)
（1）
TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD)
（ห้องสมุดไป่ตู้）
四、仪器和设备
1．叶绿素 Chlα测定需要的仪器、设备及试剂 可见分光光度计 台式离心机 电冰箱 抽滤器 抽滤瓶 10ml 比色管 醋酸纤维微孔滤膜（玻璃纤维滤纸）
碳酸镁
90%乙醇（分析纯） 2．TN、TP、SD、CODMn 测定所需仪器、设备及试剂
具体仪器、设备和试剂参考国家环境保护总局水和废水监测分析方法。
五、实验方案
在进行充分文献调研的基础上，根据实验目的及要求自行设计实验方案。
六、实验结果处理与分析
对实验结果进行处理，并查阅相关水质标准，结合参考文献对调查水体的富营养化程度 进行综合评价。
水体富营养化对水生生态系统造成严重危害，主要表现为以下几个方面：（1）爆发初 期，水体透明度降低，阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧 的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡； （2）藻类死亡后有机体被异养微生物分解，消耗了水中的大量溶解氧，使水中溶解的氧含 量急剧下降。同时，由于水面被藻类覆盖，影响大气的复氧作用，使水中缺氧，甚至造成厌 氧状态，从而导致鱼类大量死亡；（3）大量生物和有机物残体沉积于水的底层，在缺氧情 况下，被一些微生物分解，产生甲烷、硫化氢等有害气体，导致水体发黑发臭；（4）水体 富营养化带来了藻类等有机体沉积，加速了水体沼泽化和陆地化进程，破坏了区域生态平衡。
三、实验原理
1. 富营养化定义 当天然水体中接纳了过多的N、P 等营养物质，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，称为水体富营养化。水体富 营养化发生在淡水水体（如：江、河、湖泊、水库等）称为“水华”，而发生在海水中则称 为“赤潮”。湖泊、河口、海湾等缓流水体易发生富营养化，其产生机理非常复杂。但多数 学者认为城市生活污水、工业废水、农业排水及养殖废水中N、P 等营养物质连续不断流入 天然水体，使得水中营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因。
TP(mg/L)指数；TLI(TN)－总氮TN(mg/L)指数；TLI(CODMn)－高锰酸盐CODMn (mg/L)指数。
评价某水体的富营养化程度，需要对上述（1）－（5）式中各TLI 指数进行加权求和，
其最终营养状态指数以TLIΣ表示。TLIΣ的计算公式为：
TLIΣ=Σ Wj.TLI(j)
式中: TLIΣ—综合营养状态指数；Wj—第 j 种参数的营养状态指数的相关权重；TLI(j)
