1、本科毕业论文 (设计)题 目： 山区水库富营养化评价 学 院：化学科学与工程学院（环境科学与工程）专 业： 环境工程 姓 名： 指导教师： 2014 年 6 月 8 日山区水库富营养化评价和分析摘要随着我国国民经济的快速发展，环境污染等一系列问题越来越引起人们的注意。人们的环保意识不断增强，对于水污染等污染问题直接或间接影响人们生活质量的污染问题尤为关注，而水体污染也切实的影响人们的身体健康。研究水体的质量状况可以使人们了解和预测水体的污染状况，并采取相应的防治措施，因此研究水体的质量状况有重要意义。本文是以水体污染中的富营养化这一重要问题做出分析研究，简要的概括了富营养化的研究背景、意义、方
2、法、国内外进展、富营养化的危害及造成富营养化的原因和防治措施，并且对一个小型的山区水库做了富营养化评价，分析其水质情况。随着对富营养化的了解越来越深入，相信会使我们对富营养化的防治工作更加顺利彻底。关键词：水体质量；富营养化评价；原因；防治对策Mountain reservoir eutrophication evaluation and analysis AbstractWith the rapid development of national economy in our country, A series of problems such as environmental pollut
3、ion is more and more attention . To enhance peoples environmental protection consciousness , For water pollution and so on, directly or indirectly affect peoples life quality particular concern for the problem of pollution ，at the same time water pollution also tangible influence peoples health . Th
4、e water quality condition can make people understand and predict the water body pollution .And take the corresponding prevention measures, so the water quality has important significance. This article is based on the eutrophication of water body pollution is an important problem to make analysis and
5、 research, briefly summarized the eutrophication of the research background, significance, methods and progress at home and abroad, the harm of eutrophication and the causes of eutrophication and the prevention and control measures, and do to a small mountain reservoir eutrophication evaluation, ana
6、lysis of the water quality situation. With the understanding of the eutrophication is more and more, believe that will make us to eutrophication prevention and control work more smoothly. Key words: water quality; Eutrophication evaluation; The reason; Prevention and control countermeasures 目录1 绪 论.
7、11.1 研究背 景.11.2 研究目的及意义.11.3 国内外研究进展.21.4 研究方法.32 研究内容 .42.1 监测点的自然地理位置.42.1.1 监测点所在的地理位置 .42.1.2 监测点所在的气象水文 .52.2 监测、分析、评价方法 .52.2.1 监测布点 .52.2.2 分析、评价方法 .52.3 监测结果和分析.53 富营养化的危害 .63.1 降低水体的透明度 .73.2 产生有害气体伤害水生生物 .73.3 含有亚硝酸盐、硝酸盐影响人、畜健康 .73.4 向水体释放有毒物质 .73.5 影响水生生物的生态平衡 .73.6 影响旅游和航运 .84 富营养化的形成原因分
8、析 .84.1 人为因素对富营养化的影响.84.1.1 工业废水对富营养化的影响 .84.1.2 生活污水对富营养化的影响 .94.1.3 农业农药残留对富营养化的影响 .94.1.4 当地人民的一些经济活动 .94.2 自然因素对富营养化的影响.94.2.1 水利交换缓慢，稀释扩散程度小 .94.2.2 湖泊形状造成死角，稀释扩散程度较小 .94.2.3 内源污染量大，长期污染水体 .94.2.4 生态结构薄弱，自净能力有限 .104.2.5 陆表径流输入 .104.2.6 大气沉降输入 .105 富营养化的预防和治理 .115.1 富营养化的预防 .115.1.1 节污 .125.1.2
9、修建喷泉，加强人工水利循环 .125.1.3 加强湖泊入水口的湿地建设，形成缓冲带 .125.1.4 增强排污管理，加大人们的环保意识 .125.2 富营养化的治理 .125.2.1 物理方法 .125.2.2 化学方法 .135.2.3 生物方法 .146 结论 .15参考文献 .16致谢 .17青岛大学本科生毕业论文（设计）01 绪论现今社会迅猛发展，经济发展的速度也日益飞快，在各种大大小小的工程实施的时候，不仅代表了经济的与日俱增，也暴漏出了很多环境方面的问题，污染、资源浪费、等等问题。污染和资源浪费也体现在材料运用不彻底，因此农业、工业、生活污水中含有大量的 N、P 等营养元素，造成缓
10、流水体富营养化而使水质恶化，影响人们生产生活。1.1 研究背景近年来在人类活动的影响下 N、P 等营养元素大量进入水体，我国的缓流水体经常发生赤潮、水华等富营养化现象，藻类和浮游植物大量繁殖，水中溶解氧下降，鱼类和其他水生生物大量死亡，破坏水体平衡，对小范围的局部生态环境产生不利影响。在自然地条件下，水生生物的残骸及河流夹带的冲击物，湖泊会从贫营养化湖泊变成富营养化湖泊，进而演变成沼泽和陆地，本来在自然条件下这是极缓慢的过程，但在人类活动的影响下，这种进程相比自然状态下速度加快很多，且富营养化现象本身就影响水质、影响局部生态平衡。在胶州湾，营养盐结构的改变也引起了一些类生态变化，如大量硅藻的减
11、少和浮游植物优势种组成的变化等 【1】 。而渤海生态环境报告中指出，由于赤潮和污水排放量逐年增加的原因，渤海的经济鱼类产量大幅下降，鱼类产业结构越来越单一 【2】 。总之，富营养化成为沿海生态平衡的主要威胁之一，也是国内外关注的焦点。1.2 研究目的及意义湖泊水库等缓流水体的水质可体现出该小型区域的水质情况和该区人们的生活工作的排污及污水处理状况对环境的影响，甚至可以对小范围的气候造成影响。同时也可以根据此地水质的变化来约束当地居民的农药洗衣粉等含 N、P 丰富的物品的使用量，也可以对工厂、污水处理厂的出水质量进一步约束，形成经济发展和环境保护的友好型社会。现在有很多关于大型湖泊和水库的富营养
12、化研究，因为它们对人类的生活和工作及周围环境影响较大，但很少有人对小型水库做富营养化评价，本文即选取一个小型水库进行富营养化评价及研究。研究目标选取在居民生活区附近山上的水库，周围耕地较少，可以比较突出体现出山区水库富营养化受到居民生活工作的影响。通过山区水库富营养青岛大学本科生毕业论文（设计）1化的监测和计算，了解该区域的水质，进而对人类生活方式和企业运作模式乃至整个地区区域的生态规划进行科学的指导与约束，合理利用资源，减少污染和浪费。1.3 国内外研究进展二十世纪初，国外的部分生态学家湖泊学家注意到了富营养化问题，开始对其成因进行探索。二十世纪六十年代末期，海洋和淡水水体富营养化问题不断加
13、剧，世界卫生组织（WHO） 、联合国环境规划署（UNEP)国际经济合作与开发组织（OECD）等组织及世界各国纷纷对富营养化形成机理及防治对策进行研究。研究涉及一系列的物理、化学及生物变化，还与水体物理化学性状、湖泊的形态和底质等众多的因素有关，涉及的学科多种多样，其演变过程十分复杂。经过人们的不断研究探索，目前认为富营养化的成因主要是缓慢的水流流态，适宜的温度，总氮总磷等营养盐相对充足等能给水生生物（主要是藻类）生长提供大量营养物质，能使浮游植物和大型水生植物爆发性增值的因素和物质 【5】 。在 1979 年，美国环境保护协会首次举办了关于河口地区富营养化问题的估计专题研讨会。1985 年 R
14、osenberg 也在Marine Pollution Bulletin上发表了富营养化-未来海洋沿岸的威胁这篇极有影响力的文章。再到 1990 年，瑞典皇家学会的AMBIO也发表大量关于波罗海这 20 年来富营养化状况的分析文章。Vidal 更是大量查阅水科学、水产科学和海洋文献方面的大量文章，在 1988-1997 年间共发表了 1574篇和近海富营养化有关的文献。随着经济的迅速发展，工业农业的发展进程也带给人们很多惊喜，但随之而来的污染也逐渐影响人们的生活，大量的污水未经处理就排到了自然水体中，造成水域污染。20 世纪 60 年代以来，欧洲地中海沿岸的地区工农业相当发达，且受到法国、意大
15、利、西班牙和希腊等是多个国家的沿海工业城市废物及生活污水的侵害，二十世纪初期甚至每年排放到地中海的废水达到 30108m3，固体垃圾达到 1108t，倾注的磷酸盐总量达到 3600t；日本的濑户内海也受到严重污染，赤潮的频繁发生造成鱼虾的大量死亡，水产资源严重衰退；而以丰富的水产资源、温和的气候和重要战略位置而闻名于世的黑海，在最近几十年来也受到严重影响，注入黑海的几条河流把上游农田里的化肥带入黑海中，黑海的沿岸城市也把垃圾粪便排入黑海，结果造成营养过剩，海藻细菌迅速繁殖，在水面形成密集的漂浮层，破坏了黑海水体的生态平衡，造成富营养化。中国的胶州湾、杭州湾、大连湾等许多海湾都出现富营养化状态。
16、在 2001 年，国青岛大学本科生毕业论文（设计）2家海洋局组织了我国沿海省、自治区、直辖市等进行了全面的海洋环境调查，结果发现中国大部分海域的主要污染物是 N、P 及石油类，污染区域主要分布在长江口到杭州湾、珠江口、辽河口、鸭绿江口等近岸海域。例如 2001 年 5 月长江口发生大面积赤潮；拒不完全统计，到 2001 年东海区已记录 208 次赤潮事件；1972-1998 年间我国记录在案的赤潮达到 360 次之多，而且赤潮发生的频率明显增加，发生的规模和危害程度也日益加剧。近年来我国在富营养化机理研究上也取得重大突破。中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室主要在水-沉积物系统方
17、向上取得卓越成绩，研究分别从营养元素循环、生物大分子降解过程及铁-锰-硫体系的氧化还原变化等角度对云贵高原不同部位湖泊的沉积物-水系进行研究 【5】 。研究表明：湖泊沉积物-水界面存在“活性有机质分解-溶解营养盐释放-浮游生物吸收-活性有机质沉降”的快速循环，来促成富营养湖泊的高生产力水平；沉积物中生物残骸细胞破裂后，蛋白质、DNA、RNA降解导致的 N、P 差异性释放与微生物作用存在耦合关系；由于铁-锰-硫的微生物作用差异，沉积物早期成岩氧化还原序列变化对营养元素生物地球化学行为起着控制作用【5】 。1.4 研究方法我国评价富营养化的方法主要有（TSI） 、修正的营养状态指数、营养度指数法、
18、评分法和综合营养状态指数（TLI） 。这些评价方法在实际中都被广泛应用，这其中的评分法在实际应用中受到的人为因素干扰较多，结果误差较大；而营养度指数法的计算步骤繁琐耗时长，综合比较起来综合营养状态指数法相对误差小且简便易行，因此本文采用综合营养状态指数法评价山区水库富营养化程度 【3-4】 。营养状态指数计算公式为：TLI() =Wj TLI(j)式中: TLI()为综合营养状态指数;Wj 为第 j 种参数的营养状态指数的相关权重; TLI(j)代表第 j 种参数的营养状态指数表一：中国湖泊部分参数与 chla 的相关系数 rij与 rij2的数值参数 chla TP TN SD CODMnr
19、ij 1 0.84 0.82 0.83 0.83rij2 1 0.7056 0.6724 0.6889 0.6889青岛大学本科生毕业论文（设计）3*金相灿等著中国湖泊环境表中 rij来源于中国 26 个主要湖泊调查数据的计算结果营养状态指数计算公式为：TLI() =Wj TLI(j)其中: TLI()为综合营养状态指数;Wj 为第 j 种参数的营养状态指数的相关权重;TLI(j)代表第 j 种参数的营养状态指数式中各项营养状态指数的计算公式为：TLI（chl）=10（2.5+1.086lnchl） TLI（TP）=10（9.436+1.624lnTP） TLI（TN）=10（5.453+1.
20、694lnTN）TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD） TLI（CODMn）=10（0.109+2.661lnCOD） 式中：叶绿素 a chl 单位为 mg/m3，透明度 SD 单位为 m；其它指标单位均为 mg/L 富营养状态的分级： TLI()30 贫营养 30 TLI()50 中营养 TLI()50 富营养50TLI()60 轻度富营养 60TLI()70 中度富营养TLI()70 重度富营养同一营养状态下，指数越大，营养状态越高 【4】 2 研究内容2.1 研究区自然环境2.1.1 地理位置青岛位于山东半岛南端(北纬 3535-3709，东经 11930-12100)、
21、黄海之滨。青岛依山傍海，全市海岸线(含所属海岛岸线)总长为 870 公里，其中大陆岸线730 公里，占山东省岸线的 1/4。海岸曲折，岬湾相间。青岛现辖七区五市，总面积10654 平方公里，总人口 740.9 万，其中市区 1159 平方公里，人口 265.43 万人。2.1.2 气象水文青岛大学本科生毕业论文（设计）4青岛地处北温带季风区域，属温带季风气候。市区由于海洋环境的直接调节，受来自洋面上的东南季风及海流、水团的影响，故又具有显著的海洋性气候特点。空气湿润，温度适中，四季分明。春季气温回升缓慢，较内陆迟 1 个月；夏季湿热多雨，但无酷暑；秋季天高气爽，降水少；冬季风大温低，持续时间较
22、长，但无严寒。2.2 监测、分析、评价方法2.2.1 监测布点研究的目标选取的是青岛浮山大学峰南侧的一个小型水库，水库面积约 1250m2，坝高 10.22m，最大水深 9 米。2014 年 4、5 月份对青岛市浮山水库进行监测采样工作，该水库共设立三个监测点，一号监测点为坝前中央水库水深最大处，二号监测点为水库出水口处，三号监测点设立在水库进水口处，每隔一段时间取一次水样分析水库富营养化程度。每个监测点设 5 个采样点，分别是水面处、0.5 倍透明度处、1 倍透明度处、1.5 倍透明度处和 2 倍透明度处，再加上一个综合水样，每个监测点都是六个监测水样。2.2.2 分析、评价方法本文对浮山水库的富营养化分析方法为综合指数法，因此检测项目重点选取与水库富营养化分析有关的透明度、总氮、总磷、叶绿素 a 和高锰酸盐指数五项数据进行监测、分析和评价。透明度、叶绿素 a 和高锰酸盐指数的监测采用的是水和废水监测分析方法第四版里的方法，其中根据水库水质的氯离子含量不超过 300mg/L，因此高锰酸盐采取的是酸性法计算；叶绿素 a 采用的是分光梯度法，总氮和总磷采用的是全自动间断化学分析仪，型号为 Smart Chem 140。可同时进行多个样品监测，按照分析仪方法和说明输入检测方法和配制药品，每一次采样分析时都进行重新测量标线。2.3 监测结果和分析表二：浮山水库富营养化评价结果
