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区域水资源保护实践:水体富营养化因素分析

时间:2023-10-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:在大多数湖泊水库中,因有固氮蓝细菌,磷常为营养化的限制因子。在富营养化阶段,水中藻的种类减少而个体数猛增。春季到来,随着水温的变化,顶部水分与底部水分发生大循环,原先沉积底部浮游生物的尸体,又再浮起。这种浮于水面的浮游生物的尸体,可作为营养物质而被利用,于是新生的浮游生物又再生长繁殖。

区域水资源保护实践:水体富营养化因素分析

藻类的生长和繁殖与水体中的氮、磷的含量成正相关,并受温度、光照、有机物、pH值、毒物、捕食性生物等因素制约。这些因素相互作用,一起影响水体富营养化的进程。

2.1 营养物质

水体生物生长所需要的营养元素有20~30种。从藻的组成看,除碳、氢、氧外,需要量最大的营养元素是氮和磷,氮和磷是制约藻类生长的限制因子。一般认为这两种营养元素诱发水体富营养化的浓度为:含氮量大于0.2~0.3mg/L,含磷量大于0.01~0.02mg/L。当这两种营养元素的浓度低于上述临界值时,藻类不会过度增殖而导致富营养化。在大多数湖泊水库中,因有固氮蓝细菌,磷常为营养化的限制因子。

在水体富营养化时大量繁殖的藻类约有20种,在湖泊中形成水华的藻类以蓝细菌为主,常见的有微囊藻属、鱼腥藻属、束丝藻属和颤藻属。每种蓝细菌旺盛繁殖的持续时间各不相同。过度繁殖后,可造成水体缺氧而降低繁殖速度。一种蓝细菌的衰退可促使其他蓝细菌的增殖,从而发生各种蓝细菌的演替现象。在富营养化阶段,水中藻的种类减少而个体数猛增。

生活污水工业废水、农田径流均含磷和氮,经过二级处理的出水亦含有大量氮和磷,将这些污水排入水体,可为藻类提供充足的养料,一旦其他条件适宜,藻类便可旺盛繁殖。

2.2 季节与水温(www.xing528.com)

藻类是中温型微生物,因此在气温较高的夏季易发生藻类陡长。夏季的水体会产生分层,上层水暖,相对密度小,下层水冷,相对密度大。若无风,上下层不会混层,这种情况尤以深水湖库为甚,由此导致水体上下层的藻类活动、营养状况及供氧状况不同,而导致上层藻类活动旺盛发生富营养化。冬季到来,湖库里水温降低,大量繁殖的浮游生物受冻而死,由于水体静止,所以残体就在原处沉积湖库底部。春季到来,随着水温的变化,顶部水分与底部水分发生大循环,原先沉积底部浮游生物的尸体,又再浮起。这种浮于水面的浮游生物的尸体,可作为营养物质而被利用,于是新生的浮游生物又再生长繁殖。

湖泊水库的富营养化除与水中的营养物质浓度有关外,还与水温和营养物质负荷有关。由于湖泊、水库水深不同,可以容纳的氮、磷数量也必然不同,因此允许负荷量也有所不同,沃兰威德提出不同湖水深度氮磷允许负荷量[1],见表1。

表1 不同水深总氮、总磷允许负荷量

2.3 光照

充足的光照是藻类旺盛繁殖的必要条件。在水体中,上层光照充足而成为富光区,藻类的光合作用也相应较强,释放的氧气可使溶解氧量达到饱和的程度。当上层藻类的生长密度较大时,光线不易透过,下层即成为弱光区,藻类和其他异养菌主要进行呼吸作用,消耗大量的溶解氧而使下层水处于缺氧状态。

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