河流富营养化评价标准
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湖泊富营养化及防治摘要:富营养化是当前湖泊面临的主要问题。
本文阐述了湖泊富营养化对水质、水生生物和人类生产、生活的影响,分析了湖泊富营养化产生的原因,即城市生活污水的大量排放、工业废水未经处理直接排放、农田大量使用化肥等。
在此基础上,提出了通过内源控制与治理、外源污染控制来防治湖泊富营养化的对策。
关键词:湖泊富营养化;成因;防治概要:湖泊是陆地生态系统的重要组成部分,湖泊流域以其特有的资源与环境优势为人类的生存和社会的发展提供了基础。
我国湖泊众多,分布广泛,面积大于1km2的天然湖泊2795个,总面积近9102km2,约占国土面积的0.95%。
然而,近年来,随着工农业的迅速发展,湖泊富营养化的问题日益严重。
湖泊的富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入水体、浮游植物异常增殖导致水生生态系统的结构破坏和功能异化的过程。
由于富营养化导致湖泊水资源失去应有的社会效益、环境效益以及经济效益。
我国的许多大中型浅水湖泊都有过水草茂盛、水产丰富、水质优良的历史。
但是, 随着大量的湖泊演变成富营养湖泊之后, 湖中植被大面积消失。
严重影响了湖泊功能的发挥, 危及湖区周围居民的健康。
一湖泊富营养化的影响1 对水质的影响水体富营养化最突出的表现是藻类数量大,藻类过度繁殖,形成覆盖水面的“水华”, 则水体溶解氧快速下降, 光辐射进入水体深层的比例迅速衰减, 水体呈现厌氧状态, 藻类死亡, 分泌产生藻毒素, 水体发黑发臭。
处于富营养化的水体中,蓝、绿藻大量增殖,水体色度增加,水质浑浊, 透明度降低,并散发出腥臭味,污染居住环境。
另外,富营养化使水体中藻类及浮游生物急剧增殖,藻类只是在水体表层能接受阳光的范围内生长并排出氧气,在深层的水中就无法进行光合作用而出现耗氧,在夜间或阴天也将耗氧。
藻类的死亡和沉淀把有机物转入深层或底层的水中,在此聚集大量待分解的有机物,由于没有足够的溶解氧供应,而变为厌氧分解状态,使大量的厌氧细菌繁殖起来,加剧了水体底部的厌氧发酵,引起微生物种群、群落的演替,改变了原来的生态环境。
汉源湖水库富营养化评价发表时间:2020-09-25T08:09:13.889Z 来源:《新型城镇化》2020年9期作者:王志强刘恒博雍毅吴怡[导读] 汉源湖是人工建坝拦截大渡河而形成的多岔河道型湖泊,水质良好总体水质为Ⅲ类。
本文根据省控湖库断面采样点的水质监测数据,采用综合营养状态指数(TLI(∑)) 和营养状态指数TLI 对四川省雅安市汉源湖水库富营养状态进行评价,结果表明:汉源湖三星村断面综合营养状况指数为 37.38,属于中营养;青富断面综合营养状况指数为 37.35,属于中营养;三谷庄断面综合营养状况指数为 37.28,属于中营养。
王志强刘恒博雍毅吴怡四川省生态环境科学研究院四川成都 610041摘要:汉源湖是人工建坝拦截大渡河而形成的多岔河道型湖泊,水质良好总体水质为Ⅲ类。
本文根据省控湖库断面采样点的水质监测数据,采用综合营养状态指数(TLI(∑)) 和营养状态指数TLI 对四川省雅安市汉源湖水库富营养状态进行评价,结果表明:汉源湖三星村断面综合营养状况指数为 37.38,属于中营养;青富断面综合营养状况指数为 37.35,属于中营养;三谷庄断面综合营养状况指数为37.28,属于中营养。
总体上看,汉源湖内营养状态呈没有显著变化趋势,水质状况比较稳定关键词:汉源湖;综合营养状态指数;富营养化1.引言汉源湖是人工建坝拦截大渡河而形成的多岔河道型湖泊,原名瀑布沟水电站水库。
瀑布沟水电站是 2003 年四川省政府办公厅批复的《四川省大渡河干流水电规划调整报告》推荐的 3 库 22 级开发方案中的第 17 级电站。
湖区位于四川省雅安市,跨越汉源县、石棉县和凉山彝族自治州的甘洛县,水库湖面在雅安市境内集中在汉源县和石棉县。
汉源湖的主要入湖河流大渡河,属长江二级支流。
流域境内河流均属岷江水系。
汉源湖枯、平、丰水期总体水质良好,在汉源湖布置三星村、青富、三谷庄三个监测断面水质为Ⅲ类。
2.数据来源2.1.数据来源汉源湖三星村、青富、三谷庄断面于2016 年划为省控湖库监测断面,开始了汉源湖水质的例行检测。
河流富营养化评价标准
富营养化是水体中由于营养物质过量积累而导致水生生物群落结构异常变化,水体透明度降低,水质恶化的过程。
富营养化的水体通常具有蓝藻大量繁殖、水质恶化、水中溶解氧减少、鱼类死亡等特点。
为了评估河流的富营养化程度,以下是一些常用的评价标准:1. 水体中氮、磷含量
水体中的氮、磷含量是衡量水体富营养化程度的重要指标。
一般来说,水体中的氮、磷含量越高,水体的富营养化程度就越高。
通常使用总氮(TN)、总磷(TP)和可溶性磷(DP)等指标来表示水体中的氮、磷含量。
2. 生化需氧量(BOD)
生化需氧量是指水体中在一定温度下,有机物分解所需的微生物分解作用所消耗的溶解氧量。
BOD值越高,说明水体中有机物含量越高,水体的富营养化程度也可能越高。
3. pH值
pH值是衡量水体酸碱度的指标,对于河流来说,通常要求pH值在6.5-8.5之间。
如果pH值过低或过高,都可能对水生生物产生不利影响,导致水体的富营养化程度增加。
4. 叶绿素-a含量
叶绿素-a是浮游植物的主要光合色素,它可以反映水体中浮游植物的丰富程度。
叶绿素-a含量越高,说明水体中的浮游植物越丰富,水体的富营养化程度也可能越高。
5. 透明度(SD)
透明度是指水体的清澈程度,它反映了水体中悬浮物和浮游植物的多少。
一般来说,透明度越低,说明水体中的悬浮物和浮游植物越多,水体的富营养化程度越高。
以上这些指标都可以用来评估河流的富营养化程度。
在实际评价中,通常会根据具体情况选择其中的几个指标进行综合评价。
同时,还需要注意数据的准确性和可靠性,以保证评价结果的客观性和准确性。
水体富营养化的探究水体富营养化的探究水体富营养化是指水中所含的营养物质(如氮、磷、硅等)过多,导致水体中生态系统结构和功能发生变化的一种现象。
随着工业化和农业生产的不断发展,人类活动释放出大量的排放物质和废水,使得水体富营养化问题越来越严重。
本文将从水体富营养化现象的原因、影响以及防治措施等方面进行探究。
一、水体富营养化的原因水体富营养化的主要原因是人类活动产生的养分源和污染物的排放。
首先,农业生产中过量使用化肥和农药,导致养分过多进入水体。
其次,工业排放和城市污水排放中的化学物质、有机物和废水也会使水体含有大量营养物质,加重水体富营养化程度。
此外,水体本身的自然因素,如河流流域的地理特征、水体的水动力和水环境条件等,也会对富营养化起到一定的促进作用。
二、水体富营养化的影响1. 水体生态系统受损:水体富营养化会导致水中溶解氧减少,生物氧化作用难以进行,造成水中的生态环境紊乱。
2. 水生植物大量繁殖:水体中高浓度的氮、磷等营养物质会刺激水生植物的大量繁殖,形成藻类和水生植物的爆发性生长,降低光照透明度,影响水生生物的生存。
3. 水质恶化:水体富营养化会引发藻华,大量的藻类繁殖会消耗大量的氧气,导致水体缺氧,进一步恶化水质。
4. 水产资源减少:水体富营养化对水生生物的数量和多样性造成严重威胁,鱼类等水产资源减少,对渔业产生负面影响。
三、水体富营养化的防治措施1. 控制农业面源污染:加强农业生产的科学管理,推广生态农业和有机农业,减少化肥和农药的使用,避免它们进入水体。
2. 加强城市污水处理:建立健全城市污水处理体系,提高污水处理设施的处理能力,减少城市污水对水体的污染。
3.加强水体监测和管理:加强对水体富营养化的监测和评估,及时发现和防控水体富营养化的趋势,制定科学而有效的管理措施。
4. 大力推进公众宣传教育:通过开展宣传活动和教育培训,提高公众对水体富营养化危害的认识,倡导公众参与水体保护和富营养化治理。
几种针对耗氧有机污染和富营养化污染为主的河流水质评价方法比较摘要:河流水质评价是水环境治理中的基础性工作,采用合理的评价方法,对河流水质数据进行评价,才能真实反映河流水质状况,满足水环境管理和决策需要。
关键词:水质污染评价方法河流水质评价是进行水环境容量计算及实施水污染控制的重要基础,其目的在于对环境要素质量优劣进行定量描述,给出定量结论,为环境管理提供依据。
目前我国水污染防治正处于耗氧有机物和富营养物质的污染防治阶段,我国十大水系水质普遍受到耗氧有机物的不同程度污染河流水质评价方法众多,本文比较分析几种河流水质评价方法,选择科学合理的水质评价方法。
1 几种河流水质评价方法概述水环境监测系统中常用的四种有单因子指数评价方法、综合污染指数评价方法、综合水质标识指数评价方法及水质指数评价方法。
1.1 单因子指数评价方法1.1.1 评价原理单因子评价法首先要确定该水体水质功能要求为几类,然后用河流监测断面的各项水质指标的监测值,与指定的水体功能水质指标浓度值相比,根据比值是否大于1来评价该水体是否达到了相应的功能。
如果监测断面的各项水质指标均小于或等于该标准值,则该水体符合相应水体功能要求;如果监测断面的水质指标大于水体功能要求的标准值,则该水体不符合相应水体功能要求,而应该以最差一项污染指标判定水质类别,最差一项污染指标小于几类水体的水质指标,则该水体即为几类。
1.1.2 评价标准采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)标准。
1.1.3 评价方法单因子指数评价法的基本思想是一票否决制,即在所有参与评价的水质指标中,若有某一项水质指标超标,则水质就达不到水功能区划的要求。
目前我国发布的水环境公报便采用了这种方法,这种方法其优点在于简单直观,便于操作,但其不足之处在于过于悲观,对评价结果为同类的不同水体不能进行定量优劣比较。
1.2 综合污染指数评价方法综合指数评价法是在对单因子指数评价的基础上,综合考虑各参与评价的因子对评价对象的综合影响,经过通过算术平均、加权平均、连乘等不同的数学方法运算得到一个综合指数,以此来对河流水污染状况进行综合判断。
水体富营养化环境影响评价环境影响评价简称环评,是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估,提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施,进行跟踪监测的方法与制度。
通俗说就是分析项目建成投产后可能对环境产生的影响,并提出污染防止对策和措施。
水体富营养化环境影响评价是规划和建设项目水环境影响评价的重要内容。
鉴于此,本文援引其他文献,就水体富营养化环境影响评价予以浅议。
标签:环保水环境环境影响评价0 引言水体富营养化主要指人为因素引起的湖泊、水库中氮、磷增加对其水生生态产生不良的影响。
富营养化是一个动态的复杂过程。
一般认为,水体磷的增加是导致富营养化的主因,但富营养化亦与氮含量、水温及水体特征(湖泊水面积、水源、形状、流速、水深等)有关。
1 流域污染源调查根据地形图估计流域面积;通过水文气象资料了解流域内年降水量和径流量;调查流域内地形地貌和景观特征,了解城区、农区、森林和湿地的面积和调查污染物点源和面源排放情况。
水中总磷的收支数据可用输出系数法和实际测定法获得。
输出系数法:这种方法是根据湖泊形态和水的输出资料,湖泊周围不同土地利用类型磷输出之和,再加上大气沉降磷的含量,推测湖泊总磷浓度、径流图、湖泊容积和水面积,估计湖泊水力停留时间和更新率,进而估计湖泊总磷的全年负荷量。
要预测湖泊总磷浓度,除需要了解水量收支外,还需要了解污水排入磷的含量。
实测法:是精确测定所有水源总磷的浓度和输入、输出水量,需历时一年。
湖泊水量收支通用式为:输入量=输出量+△储存量湖水输入量是河流、地下水输入,湖面大气降水、河流以外的其他地表径流量和污水直接排入量的总和;输出量是河道出水、地下渗透、蒸发和工农业用水的总和。
其中河流进出水量、大气降水量和蒸发量一般可从水文气象部门监测资料获得,有关各类水中磷浓度需要定期测定。
地下水输入与输出较难确定,但不能忽略。
估计地下水进出量的一种方法就是通过流量网的测量,用下式计算地下水量:Q=K·I·A(8-2)式中,Q——地下水输入或输出量;K——水的电导率;I——水流的坡度;A——地下水流截面积。
水体富营养化危害水体富营养化是指湖泊、水库、河流以及河流入海口水体中营养物质(一般指氮和磷)过量从而引起水体植物(如藻类及大型植物)的大量繁殖。
当水体出现富营养化时,在适宜的外界环境条件下,水中的藻类以及其它水生生物异常繁殖,以致发生红色、褐色或绿色的“水华”现象。
其结果会导致水体透明度和溶解氧变化,造成水体水质恶化,从而使生态系统和水功能受到阻碍和破坏,严重的甚至会给水资源的利用,如饮用水、工农业供水、水产养殖、旅游以及水上运输带来巨大损失。
一般认为水体处于富营养状态的指标是:水体中总氮大于0.2~0.3mg/L,总磷含量大于0.02mg/L,生化需氧量大于10mg/L。
水体富营养化已成为污染的主要形式,并已成为一个普遍的趋势。
多数城市人们日常生活产生的污水排放量已超过了工业废水的排放量,影响水体产生不同程度的富营养化,如昆明滇池、合肥巢湖、武汉东湖等。
2004年中国环境状况公报表明,滇池草海为劣V类水质,外海为V类水质,草海和外海的营养状态指数分别为79.4和63.3,使滇池处于重度富营养状态。
富营养化使得滇池草海水质变黑、发臭,水葫芦疯长;外海藻类大量繁殖,水质变绿、发黄。
水质的急剧恶化,影响到滇池的整个生态环境,昔日的美丽“明珠”正在变成一个臭水塘。
巢湖由于总氮和总磷污染严重,全湖平均营养处于中度富营养状态。
环湖主要河流和环湖交界水体污染严重,主要污染指标为氨氮、总磷和生化需氧量,在其88个水质监测断面中,高锰酸钾指数符合I~III类水质要求的断面总54.5%。
水质综合评价,II类水质断面比例总1.1%,III类占12.6%,IV类占28.4%,V类占15.9%,劣V类占42.0%。
与上年相比环湖河流水质无明显变化。
其它大型淡水湖泊如镜泊湖水质为IV类;洞庭湖为V类水质标准;南四湖、番区阳湖、达责湖、洪泽湖污染严重,为劣V类水质。
从污染源分析来看,生活污水大于工业污水的增长速度,生活污水中洗衣粉带入的磷占磷负荷的一半以上,致使水中氮、磷量不断增加,藻类逐年增加,水质不断恶化。
论水体富营养化湖泊、海洋以其自身丰富的资源以及巨大的生态功能对人类社会经济的发展起到了巨大的作用。
但是,随着国民经济的迅速发展以及城市化水平的不断提高,工业废水和生活污水排放量日益增加,使得我国的水体富营养化问题也日趋严重。
同时,人类对水和绿色水产品的需求量与日俱增。
就我国目前水资源的现状来看,淡水紧缺,水污染导致水体富营养化十分严重,直接危害水产品的质量及人类的健康。
我们简单从以下几个方面来研究水体富营养化。
一、水体富营养化的概念生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类,天然水体接纳这些废水后,水中营养物质增多,促使自养型生物旺盛生长,特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加,而其他藻类的种类则逐渐减少。
藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解,不断消耗水中的溶解氧,或被厌氧微生物分解,不断产生硫化氢等气体,从两个方面使水质恶化,造成鱼类和其他水生生物大量死亡。
藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中,又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中,供新的一代藻类等生物利用。
二、水体富营养化的标准一般认为水体全氮量大于0.2mg/L、全磷量大于0.02mg/L时属于富营养化水体。
美国环境保护局(EPA)提出:水体总磷大于20 mg/L~25mg/L,叶绿素a大于10mg/L,透明度小于2.0m,深水的饱合溶解氧量小于10%的湖泊可判断为富营养化水体三、水体富营养化的成因导致湖泊水体发生富营养化的原因有很多,譬如:地方经济的发展优先让工业发展导致外源性的排入加倍;地方对旅游业的开发对水体进行过度的利用,使得水体的负荷远远超过的本身的自净能力;水体养殖技术的进步和规模的扩大也让更多的水体被用于虾蟹鱼贝等经济水产品的养殖。
但是富营养化发生所必备的条件基本上是一样的,最主要的影可以归纳为以下几个方面:①总氮总磷等营养盐相对比较充足;②铁,硅等含量比较适度;③适宜的温度,光照条件和溶解氧含量;④缓慢的水流流态,水体更新周期长。
湖泊富营养化评价方法及分级标准1. 外部养分负荷评价法是一种常用的湖泊富营养化评价方法,该方法通过分析和计算湖泊接受的外部养分负荷和湖泊自身的处理能力来评价湖泊的富营养化程度。
2. 水质监测法是湖泊富营养化评价的常用方法之一,通过定期监测湖泊的水质参数,如营养盐浓度和浊度等,来评估湖泊的营养状态。
3. 水华发生频率评价法是评价湖泊富营养化程度的一种方法,通过记录和统计湖泊发生水华的频率和规模来评估湖泊的富营养化程度。
4. 湖泊透明度评价法是一种常用的湖泊富营养化评价方法,透明度是反映湖泊内溶解性物质、浮游生物等因子的重要指标,透明度较低可能表明湖泊存在富营养化问题。
5. 氯叶藻生物量评价法是一种常用的湖泊富营养化评价方法,通过测量湖泊水体中的氯叶藻生物量来评估湖泊的富营养化程度。
6. 叶绿素a浓度评价法是一种常用的湖泊富营养化评价方法,叶绿素a是湖泊中浮游植物的重要生物标志物,测量湖泊水体中的叶绿素a浓度可以反映湖泊的富营养化状态。
7. 湖泊底泥养分含量评价法是一种常用的湖泊富营养化评价方法,通过分析湖泊底泥中的养分含量,如氮、磷等元素,来评估湖泊的富营养化程度。
8. 藻类多样性评价法是一种常用的湖泊富营养化评价方法,通过调查和记录湖泊中不同种类藻类的物种组成和数量来评估湖泊的富营养化水平。
9. 湖泊生态系统变化评价法是一种综合评价湖泊富营养化程度的方法,通过分析湖泊生态系统的组成和结构变化,如鱼类种群结构和水生植物分布等,来评估湖泊的富营养化程度。
10. 湖泊生物群落结构评价法是一种常用的湖泊富营养化评价方法,通过调查和记录湖泊生物群落的组成和结构,如浮游植物和动物种群的密度和多样性等,来评估湖泊的富营养化程度。
11. 水生植物覆盖度评价法是一种常用的湖泊富营养化评价方法,通过测量湖泊中水生植物的覆盖度来评估湖泊的富营养化程度。
12. 水体色度评价法是一种常用的湖泊富营养化评价方法,水体的颜色和透明度可以反映湖泊水质的改变,较高的颜色值可能与富营养化有关。
水体富营养化治理技术的效果评估在当今社会,随着工业化和城市化进程的加速,水体富营养化问题日益严重,成为了环境保护领域的一个重要挑战。
水体富营养化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、河流、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。
为了解决这一问题,科学家们研发了多种治理技术,然而,这些技术的效果如何,需要进行科学、全面的评估。
一、常见的水体富营养化治理技术1、物理治理技术物理治理技术主要包括人工打捞、底泥疏浚和引水换水等方法。
人工打捞可以直接去除水体中的藻类和漂浮物,但这种方法工作量大,且只能解决表面问题。
底泥疏浚能够减少水体内部的营养盐含量,但操作复杂,成本较高。
引水换水可以在一定程度上稀释水体中的营养物质,但需要有充足的清洁水源。
2、化学治理技术化学治理技术通常使用化学药剂来抑制藻类的生长或沉淀水中的营养物质。
例如,使用硫酸铜可以杀死藻类,但同时也可能对其他水生生物造成危害。
化学沉淀剂如铁盐、铝盐等能够与磷结合形成沉淀,但过量使用可能会导致水体化学性质的改变。
3、生物治理技术生物治理技术是利用生物的代谢作用来去除水体中的营养物质。
常见的方法有种植水生植物、投放微生物菌剂和构建水生动物群落等。
水生植物通过吸收氮、磷等营养物质来生长,同时还能为水生动物提供栖息地和食物。
微生物菌剂可以分解有机污染物和转化营养物质。
合理构建水生动物群落,如鱼类、贝类等,可以控制藻类的生长,维持水体生态平衡。
二、治理技术效果评估的指标1、水质指标水质指标是评估治理效果的最直接依据。
常见的水质指标包括总氮、总磷、叶绿素 a 含量、化学需氧量(COD)、溶解氧(DO)等。
总氮和总磷的浓度下降,表明水体中营养物质的输入得到了控制。
叶绿素 a 含量的降低反映藻类生长受到抑制。
COD 的减少说明水体中有机物的污染减轻,DO 的增加则表示水体自净能力增强。
河流水体健康评估调查报告一、引言河流是地球上重要的水资源之一,对于人类的生存和发展有着重要的意义。
为了保护河流水体健康,本次调查评估对河流的水质、生物多样性和生态系统进行了全面的调查分析。
本报告将详细介绍调查的目的、方法和结果,并针对发现的问题提出相应的解决方案。
二、调查目的本次调查的主要目的是评估目标河流的水质状况、生物多样性以及生态系统的健康状况,掌握河流流域的环境状况,为进一步保护和治理提供科学依据。
三、调查方法1.水质调查选择代表性的采样点,对河流水体进行采样,并分析水样中溶解氧、氨氮、总磷等指标的浓度。
通过这些指标的分析,可以评估河流的富营养化程度、污染程度和水体生态功能。
2.生物调查利用生物学指标对河流的生态状况进行评估。
通过调查不同区域的水中浮游生物、底栖生物和鱼类等群落结构和物种多样性,分析生物多样性的变化情况。
3.生态系统调查通过观测和记录河流流域的植被分布情况、河岸生态系统特征、洪水频率和流速等指标,了解河流流域的整体生态系统状况。
四、调查结果根据调查结果,我们可以得出以下结论:1.水质状况方面,目标河流的水质主要受到农业污染和生活污水排放的影响。
其中,氨氮和总磷的浓度超过了国家标准,表明水体已经严重富营养化。
2.生物多样性方面,调查发现河流的底栖生物物种数量逐渐减少,特别是对于一些敏感性生物而言,存在较高的生存压力。
鱼类种类较少,表明河流生态系统受到破坏。
3.生态系统方面,河流流域的植被覆盖度较低,河岸带生态系统破碎化严重,洪水频率和流速的变化对生态系统的稳定性产生了负面影响。
五、问题分析综合以上调查结果,我们可以分析出以下主要问题:1.水质问题:农业污染和生活污水排放是导致水质状况恶化的主要原因,急需加强治理措施,减少污染物排放。
2.生物多样性问题:底栖生物减少和鱼类种类稀少表明生态系统失去了平衡,需要采取措施保护和恢复河流的生物多样性。
3.生态系统问题:植被覆盖度低和河岸带生态系统破碎化需要加强生态修复工作,提高生态系统的稳定性。
河流富营养化评价标准
能够反映湖泊水库营养状态的变量很多 ,但只部分指标可被用于湖库营养状态的评价 ,而且不同国家和地区所选取的指标各不相同 ,其中总磷(TP)、总氮(TN)和叶绿素 a均为必选指标 ,虽然 TP和 TN中只有部分形式能够为藻类所吸收利用 ,但目前国际上大多是采用 TP和 TN指标 ,而不是选用可利用性总磷或者可利用性总氮等指标 ,这是由于营养盐的可利用态与不可利用态之间存在着复杂的转化关系。
而其它指标如透明度、溶解氧 (DO)、化学需氧量 (COD)和 pH 等只是在一些国家和地区被应用。
河道型水库营养状态评价指标的选取应遵循以下几个原则: ( 1)是水库富营养化控制的关键性因素; (2)与藻类生长具有明确的机理性关系; (3)指标相对稳定 ,不易受到其它因素的影响; (4)具有富营养化的早期预警功能 ,为水库富营养化控制提供支持。
基于上述原则 ,对现有指标在河道型水库的适用性进行分析.认为总磷是我国大部分河道型水库的限制性要素 ,是水库富营养化控制的关键因子. 氮不仅是某些水库富营养化的控制性要素,而且是河口以及海岸带水体藻类的关键限制因子,为了体现水库对河口的影响及控制作用 ,在制定河道型水库的营养状态标准时应考虑氮元素.叶绿素a能够反映水库中藻类生物量的大小 ,虽然含量受到藻类种类的影响 ,容易在评价时造成一定的偏差 ,仍然是水体富营养化程度的一个重要表征指标. 因此 ,认为总磷、总氮和叶绿素 a仍然是河道型水库的营养状态评价的关键指标。
透明度也是一个常用的湖泊水库营养状态评价指标 ,这是因为在一般的湖泊水库中 ,透明度变化主要源于水体中悬浮的藻类数量的差异 ,因此 ,它能够很好表征湖库的富营养化程度 ,甚至有人认为透明度是识别湖泊、水库营养状态趋势的最好变量. 但河道型水库与一般的湖泊水库不一样 ,其透明度指标受河流流速、泥沙含量的影响较大 ,与真正意义上的湖泊水库中的透明度不同.以三峡水库为例 , 1年中出现富营养化敏感时期分别是 3~6月和 9~10月 ,而两个时期的透明度存在显著差异 , 9~10月为汛后期 ,平均透明度为 m, 3~6月为汛前期 ,平均透明度为,原因在于汛期泥沙含量的影响作用 ,使得透明度作为河道型水库的营养状态评价指标中具有一定局限性.因此 ,作者认为透明度适
用于河道型水库春季敏感时期的营养状态评价 ,此时水体透明度受泥沙含量影响作用较少 ,大小主要取决于藻类数量
的差异。
目前 ,关于 COD与富营养化的关系还不明确 ,虽然一些研究发现二者存在较好的相关性 ,但作用机理尚不明晰.而 DO在富营养化发生过程中一直发生动态变化 ,很难作为预警性指标.因此 ,认为这两个指标不适合作为河道型水库的营养状态评价指标.
综上所述 ,河道型水库营养状态指标采用总氮、总磷、叶绿素 a、透明度等 4个指标比较适宜 ,其中透明度仅适用于3月~6月期间的营养状态评价。
指标分级标准值的确定方法:
河道型水库的营养状态指标分级标准值的确定方法主要包括以下 3种方法:
(1)统计学分析方法
该法是对河道型水库的营养物浓度进行统计分析 ,将一定概率下的营养指标值作为标准值. 具体分析步骤如下: (1)在富营养化敏感时期 ,对河道型水库不同类型敏感区进行评价指标取样和监测 ,包括 TN、 TP、叶绿素 a和透明度 ,样品数量要满足统计学分析的要求; (2)以不同类型敏感区为单位 ,对监测样点的 TP、TN、叶绿素 a和透明度结果分别进行统计分析 ,参照美国的营养物基准值制定方法 ,将 25%分布概率的对应值设为该指标的贫营养级别标准值 , 50%分布概率的对应值作为中营养与富营养级别间的标准值 , 75%分布概率的对应值作为中富营养与重富营养级别间的标准值.该法具有简单易行的特点 ,缺点是
由于以分布统计为基础 ,结果容易受到样品数目大小的影响 ,而且要求样品之间关联性小 ,对于小型的河道型水库 ,可以通过对生态区内多个河道型水库的调查值进行统计分析 ,从而得到准确的结果。
(2)营养化指数与营养物指标的回归分析方法该法是根据叶绿素 a与营养化指数的关系 ,确定叶绿素 a的标准值 ,然后建立河道型水库的叶绿素 a含量与 TP、 T N和透明度的回归关系式 ,然后以叶绿素 a标准值为基准确定其它指标的标准值.具体步骤如下:
(1)对河道型水库的 TN、TP、叶绿素 a和透明度等指标取样监测.
(2)根据《湖泊富营养化调查规范》中修正的营养状态指数 ( TSI
M
)与叶绿
素 a浓度的关系公式及其TSI
M 分级标准,分别计算不同TSI
M
)分标准所对应的叶
绿素 a浓度值 ,获取叶绿素 a的分级标准值.
TSI
M
= 10× +lnA/
式中:TSI
M
为修正的营养状态指数 ,无量纲单位; A为叶绿素 a浓度值 ,mg·m-3.
表1 TSI
M
的营养化分级标准
(3)营养状态评价指标的阈值分析方法
该法是根据浮游植物密度水平与营养指标的关系 ,分析藻类达到不同水华爆发状态时对营养物的限值要求 ,从而为标准值制定提供依据. 水华爆发根据藻类数量可以分为无爆发、临界爆发和爆发3种状态 ,认为藻类数量小于 500 ×104个·L-1时为无爆发状态 ,介于 (500~10000) × 104个·L-1之间时为临界爆发状态 ,大于 10000×104个·L-1时为爆发状态.分别统计河道型水库在不同
爆发状态下的总磷、 总氮的浓度分布范围 ,并对最小限值进行分析 ,将其作为营养状态标准值设定的基本依据.
如果调查期间河道型水体未爆发水华 ,可以根据 N/P 比例关系来间接分析营养物浓度的潜在阈值.理论推算表明 ,浮游植物在代谢中的 N/P 摩尔比为 16∶1,假设 N/P 比大于 16∶1,意味着 P 是藻类爆发的潜在限制性要素 ,如果在其它条件适宜的情况下尚未爆发水华 ,根据此时监测中的P 最大值可以初步判断出指标的潜在阈值.假如 N /P 比小于 16∶ 1,意味着 N 是潜在限制性要素 ,可采用同样方法分析 N 的富营养化潜在阈值。
营养状态综合评价方法:
选取叶绿素 a 、总磷、总氮、透明度(SD)和高锰酸盐指数(COD Mn )5 个单项指
标的浓度值 ,分别计算水体单项指标的营养状态指数(TLI).
TLI(∑)=()j 1j
TLI W m
j •∑= 式中:TLI(∑)为综合营养状态指数;TLI(j)为第 j 种参数的营养状态指数;Wj 为第 j 种参数的营养状态指数的相关权重。
各个指标的营养状态指数计算式:
(1)TLI (chla ) =10(+ chla )
(2)TLI (TP ) =10(+)
(3)TLI (TN ) =10(+)
(4)TLI (SD ) =10()
(5)TLI (COD ) =10(+)
可由一些评价参数作为基准参数,对其他评价参数进行相关分析后,对相关系数归一化得出相关的权重.
∑==m
j ij
ij
r r W 122j 式中: r ij 为第 j 种参数与基准参数 chla 的相关系数;m 为评价参数的个
数. 采用 0到100 的一系列连续数值对水体营养状态进行分级.
参考国际惯例,chla 取 ,,,, m3分别为贫营养、中营养、轻富营养、中富营养、重富营养的上限表征值。
将TLI计算式与结构方程关系式联立方程组;在参照状态的阈值范围内自动取数,作为模型的数据库,运行模型,得到各变量之间的一组关系值,代入方程组即可解得一组得数,把这组结果作为基准初值
基准值的最终确定还需要考虑专家意见,并且结合流域内水体水文气候人文风俗水体的用途土地利用情况以及对特殊的动植物和生态多样性的保护等因素对基准初值进行调整并最终确定基准值。