水体富营养化程度分析评价.docVIP

水体富营养化程度分析评价 水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、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。 提到富营养化，普遍想到的就是营养盐总磷、总氮超标。诚然，总磷总氮等营养盐是发生富营养化的必要条件。如果水体中总磷总氮浓度很低，不可能发生富营养化；但是，反之则不然，水体中总磷总氮浓度的升高，并不一定能发生富营养化问题。富营养化发生发展是由于水体整个环境系统出现失衡，导致某种优势藻类大量繁殖生长的过程。因此，了解富营养化的发生机理和发生条件，实质上需要了解的是藻类生长繁衍的过程。尽管对于不同的水域，由于区域地理特性、自然气候条件、水生生态系统和污染特性等诸多差异，会出现不同的富营养化表现症状，也即出现不同的优势藻类种群，并连带出现各种不同类型的水生生物种类的失衡。但是，富营养氧化发生所需的必要条件基本上是一样的，最主要影响因素可以归纳为以下三个方面：（1）总磷、总氮等营养盐相对比较充足；（2）缓慢的水流流态； （3）适宜的温度条件；只有在三方面条件都比较适宜的情况下，才会出现某种优势藻类疯长现象，爆发富营养化。其中的水流流态主要指以流速、水深为要素的水流结构。 一、水体富营养化的主要原因： 水体富营养化的根本原因是营养物质的增加。一般认为主要是磷，其次是氮，可能还有碳、微量元素或维生素等。受控生态系统装置和试验湖区的研究结果表明磷是主要“限制因子”。Vollenweider等关于磷负荷和初级生产关系的研究也表明磷的重要性.在氮磷比低于10: 1时，或在某个季节，氮也可能成为限制因子。导致富营养化的营养物按其来源可分为点源和非点源(或面源)。前者是排放集中、位置固定的污染源，也较容易测定:非点源污染是通过地表径流、降水、地下水等进入水体，较难以测定和控制。 二、水体富营养化的监测和评价指标： 常用指标： 水体富营养化的监测和评价指标包括地理、理化、生物等指标，标准也有差异。一般有: ⑴ Ac/V指标： Ac—— 总集水区 V —— 胡泊容积 ⑵ 形态土壤指标: MEI= TDS/Z TDS(mg/L)—— 总溶解固体(TotalD issolvedS olid，过滤后把水烤干后的干重) Z(m)—— 平均水深 ⑶ 透明度(SD)——(SecchiD epth)较常用的指标 ⑷ 溶解氧(DO)——(DissolvedO xygen)常用指标 ⑸ 营养物质——最重要的指标 主要是氮、磷(包括各种状态)的浓度(mg/L)，有时用“年单位面积负荷”表示。 ⑹ 物理学指标 包括指示种类(蓝藻中几个种类)、种类组成、生物现存量(数量、生物量、叶绿素含量等)、初级生产量、细菌等。 三、水体营养化评价的主要方法： 1、单因子指数评价 单因子评价模型： 根据海水水质标准 以及近岸海域环境功能区划分区标准 ，选择pH值、溶解氧 (DO)、化学需氧量(cOD)、无机氮(DIN)、无机磷(DIP)、叶绿素a(chl—a)为评价因子m]。 具体模式为： (1)污染程度随浓度增加的因子指数按下式计算： Pi=Ci／Coi 式中：Pi为第i项污染物的污染指数；Ci为第i项污染物的实测浓度；Coi为第i项污染物的评价标准。 (2)溶解氧评价指数式：Pi=(Cimax-Ci)／(Cimax-Coi) 式中：Pi为第i项溶解氧的污染指数；Ci为i项溶解氧的实测浓度；Coi为第i项溶解氧的评价标准；Coimax为本次监测中溶解氧的最大值。 (3)pH评价指数式：Pi=(Ci—Coi)／(Coimax-Coi) 式中：Coimax为pH评价标准最高值或最低值；Coi为pH评价标准的最高和最低值的平均值。 当Pil时说明污染物在该点位超标。 2、营养指数法评价 营养指数法模型: 综合COD、DIN和DIP的指标而提出的营养指数式，具体参见海洋调查规范口 ，营养指数式表示为：Ni=(CCOD×CDIN×CDIP)／4500。 式中：Ni为营养指数；CCOD为化学耗氧量(rag／L)；CDIN为溶解无机氮( g／L)；CDIP为溶解无机磷(tzg／L)；4500为COD、DIN和DIP的三类海水质标准值的乘积。Ni值1，即认为水体富营养化，Ni值越高，富营养化程度越严重。 3、集对分析方法评价 水质状况和水体营养化水平是对水体中多项指标进行分析的综合结果 ，从评价过程和 结果来看单项指标和营养指数评价测定结果对反映水体的实际状况都存在一定的不足之处， 因为海水富营养化评价问题是一个多因素、多水平耦合作用的复杂系统，是一个不确定系统， 所以本文又尝试采用集对分析理论来综合评价海水的富营养化状况。 集对分析法模型： 集对分析是我国学者赵克勤于19