湖泊富营养化生态修复.ppt

主要内容

湖泊富营养化概述
湖泊富营养化生态修复
1.1定义
1.2现状
1.3成因
1.4修复
1.1富营养化定义
由于人类的活动，使得水体中营养物质富集，引起藻类以及其它水生生物过量繁殖，水呈绿色或混浊呈褐色，水体透明度下降，溶解氧降低，造成水质恶化，严重时发生“水华”或“赤潮”，使整个水体生态平衡发生改变而造成危害的一种污染现象。池塘、水库、湖泊等多发。
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。
1.2现状
我国主要淡水湖除处于人烟稀少的地区与原始状态的湖泊外,其营养盐水平基本上都达到了富营养化发生的标准浓度,水体的富营养化在多数湖泊中已处于相当水平。
1.3富营养化的主要成因
水体富营养化的根本成因是营养物质的增加，使得藻类和有机物增加所致。
营养物质主要是磷，其次是氮，还有碳、微量元素或维生素等。
营养物质来源有：
土壤大量施肥，农田流失的氮、磷进人水体。
禽畜、水产养殖，畜、禽排泄物中含有大量的营养物质，雨水冲刷，进入水体。
生活污水和工业废水排入水体。1.4控制修复技术
控制和修复技术有物理、化学和生态修复。
物理修复是借助工程技术措施,清除底泥污染的一种方法,主要有疏浚、填沙、营养盐钝化、底层曝气、稀释冲刷、调节湖水氮磷比、覆盖底部沉积物及絮凝沉降等一系列措施。
化学修复如加入化学药剂进行杀藻。
生物修复技术有人工湿地、生物浮床、生物操纵
物理和化学方法只能暂时控制，治标不治本。生态修复是新的领域，研发热点。
2湖泊富营养化生态修复技术2.1人工湿地2.1.1定义
人工湿地是人工建造和管理控制的、工程化的湿地,通过模拟自然湿地,人为设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水植被、动物和水体组成的复合体。
它改变了湿地的传统形态,通过科学的设计和改造,用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对水体的净化。昆明滇池人工湿地处理暴雨径流试验系统2.1.2湿地组成
填料、植物、微生物和动物是人工湿地生态系统的主要组成部分。
填料一般由土壤、沙粒、碎石等构成。它不仅为植物和微生物提供生长介质，还通过沉淀、过滤和吸附等作用去除污染物。
植物包括挺水植物、沉水植物和浮水植物。植物对污染物有吸附、代谢、积累等作用。
微生物是湿地重要组成部分，主要去除有机物和氨氮。2.1.3去除营养物质机理
氮、磷等营养物质浓度的提高是导致湖泊富营养化的关键因素。
除磷
人工湿地对磷的去除作用包括介质的吸收和过滤、植物吸收、微生物去除等。无机磷的吸收和过滤去除作用因湿地床的填料不同而存在差异。植物生长过程中通过同化作用将无机磷变成植物体的组成部分,最后通过收割去除。

微生物对磷去除包括对磷的正常吸收和对磷的过量积累,不同含氧状态的人工湿地根区类似于污水脱氮除磷系统的A-A-O处理单元,使某些细菌在厌氧条件下吸收低分子的有机物(如脂肪酸),同时将细胞原生质中聚合磷酸盐异染粒的磷释放出来(释磷),并提供必需的能量以便它们在好氧条件下从水中吸收超过其生长所需的磷(聚磷),并以聚磷酸盐的形式成为微生物细胞的内含物而被贮存起来,因此人工湿地有较高的除磷效果
除氮
人工湿地系统中氮的去除主要依靠微生物的分解转化作用和植物的吸收同化作用完成的。进入湿地系统中的氮主要以有机氮和氨氮的形式存在。在人工湿地系统内,植物光合作用过程中将氧通过植株-根系向湿地床输送,使得系统内部存在许多好氧、缺氧和厌氧微环境,为微生物的硝化和反硝化作用创造了良好条件。
首先,水中的有机氮被异养微生物(氨化细菌)转化为氨氮,而后硝化细菌在好氧环境下将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮,最后通过反硝化微生物的脱氧作用以及植物根系的吸收作用将无机氮从水中去除。
2.1.4应用
1994年,我国在滇池建立的人工湿地系统用以处理滇池流域农业面源污染,根据14个月运行监测,该湿地系统对TN平均去除率为35.5%~60%左右,对TP平均去除率为24.4%～47.8%
2002年,中国科学院南京地理与湖泊研究所和云南玉溪市环科所设计的抚仙湖人工构造湿地开始投入运行,监测结果表明对各项污染指标的去除率分别达到:COD87.8%、BOD68.7%、SS96.3%、TP32.4%、TN36.0%,出水水质也由处理前的Ô类水质提高到Ó类水质。2.2生态浮床2.2.1定义

生态浮床技术是按照自然规律,运用无土栽培技术,以高分子材料为载体和基质,采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。
2.2.2原理
生态浮床技术是由3项国家发明专利组成,拥有自主知识产权的水环境治理与生态修复兼顾的实用技术。

原理是:利用植物在生长过程中对水体中N、P等元素的吸收及植物发达根系和浮床基质对水体中悬浮物的吸附,富集水体中有害物质,利用植物根系释出大量能降解有机