宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究【开题报告+文献综述+毕业论文】.Doc

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资源描述

1、宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究1本科毕业论文系列开题报告资源环境与城乡规划管理宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究一、选题的背景与意义饮用水是人类生存的基本需求。饮水安全不仅事关经济社会可持续发展,更重要的是直接关系到公众的健康,是一个国家社会发展水平的重要标志。饮用水水源保护问题已成为关系国计民生的重大问题。近年来,尽管各省市对水源地的保护工作都已经开展,并取得了一定的成效,但由于受地域、经济发展水平和水资源总量的影响,饮用水水源保护工作在立法、执法水平和管理手段上差别很大,缺乏统一的保护规划和管理。因此,制定科学合理的饮用水水源地环境保护规划、保障饮用水源的水质安全显得极为重要和迫切。党

2、中央、国务院高度重视饮用水安全工作。胡锦涛总书记在2005年中央人口资源环境工作座谈会上,要求“把切实保护好饮用水源,让群众喝上放心水作为首要任务”;国务院印发了关于落实科学发展观加强环境保护的决定(国发200539号),明确提出“以饮水安全和重点流域治理为重点,加强水污染防治。要科学划定和调整饮用水水源保护区,切实加强饮用水水源保护,建设好城市备用水源,解决好农村饮水安全问题。坚决取缔水源保护区内的直接排污口,严防养殖业污染水源,禁止有毒有害物质进入饮用水水源保护区,强化水污染事故的预防和应急处理,确保群众饮水安全”。为贯彻落实党中央、国务院的要求,保障人民群众饮水安全和水源地可持续开发利用

3、,国家环保总局会同有关部委部署了全国饮用水水源地环境保护规划编制工作。宁波市鄞州区水利局根据水资源保护的新形势和新要求,组织编制溪下水库水源地保护项目规划,旨在进一步掌握饮用水水源地环境状况,加强饮用水水源地污染防治和管理能力建设,建立完善水源地保护相关技术方法、法律法规,解决目前危害饮用水安全的重大问题,以饮用水源保护项目为依托,切实推动我市饮用水水源地保护工作的全面开展,并为后续饮用水水源地保护的各项工作奠定基础。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题以溪下水库水源地环境现状为基础,调查污染源类型、污染物来源及时空分布,开展饮用水水源地环境质量和环境管理状况评价;阐明饮用水污染现状、污染趋势

4、,以及存在的问题;制定饮用水水源地环境保护规划方案,主要包括饮用水水源保护区污染防治、生态恢复与建设、环境应急能力建设、环境预警监控体系建设和饮用水水源地环境管理能力建设;开展规划投资效益评估;提出规划实施的保障措施,确保库区水质达到水环境功能区要求。宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究2以水资源保护项目为重点,侧重于生态治理、生态保护和生态修复三个方面,其中生态治理包括工业污染源治理、生活污染源治理、农业面源污染治理、畜禽污染源治理、河流溪道整治等方面;生态保护包括沿库生态带建设、库区水体生态修复与调控、滨岸缓冲带、人工湿地等方面;生态修复包括生态公益林、水土保持等方面。拟解决的主要问题水库上

5、游污染源得到有效控制,山区人居环境得到改善,水资源保护长效机制建立,水质符合水功能区要求。规划采用COD、3NHN作为水体污染物主要控制指标,TN和TP作为水体营养物质的主要控制指标。本文以水源地保护项目为重点,侧重于水源地保护项目的设置和分布,具体包含生态治理、生态保护和生态修复三个方面的项目,如生活污染源(包括农村生活垃圾、生活污水)治理、工业污染源治理、农业面源污染治理、畜禽养殖污染治理、旅游业污染治理、溪流河道整治、生态湿地、库面保洁、水土保持、沿库生态带建设等。三、研究的方法与技术路线研究方法研究、总结、吸收国外水资源保护的基本经验和先进技术,又要突出考虑本地的实际情况和条件,以便确

6、定技术上行之有效、经济上适宜的规划方案与对策措施。技术路线宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究3四、研究的总体安排与进度2010年12月10日前撰写文献综述、开题报告2010年12月31日前查阅文献,撰写论文提纲2011年3月23日4月6日实地调研,收集资料,撰写论文2011年4月30日前完成论文初稿2011年5月6日前完成论文终稿五、主要参考文献1国家环境保护总局全国饮用水水源地环境保护规划编制技术大纲,200651272国家环境保护总局,国家质量监督检验检疫总局发地表水环境质量标准(GB383822002)水质评价生态治理生态保护库区环境基本情况实地调查水库水质环境调查生态修复前置库建设库面

7、保洁水土保持工业污染源防治溪下水库水源地保护项目规划基础工作基础资料收集水源地保护项目规划目标水源地保护项目规划措施其他措施旅游业污染治理生活污染源治理农业面源治理畜禽污染防治生态湿地生态公益林建设人水和谐工程宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究43国家环境保护总局全国饮用水水源地基础环境调查及评估工作方案,200811104国外饮用水源保护管理体制对我国的启示J中国环保产业,2007958625阿娜,杨凯加拿大保护饮用水源的策略及启示J中国给水排水,2007819226田志红我国水资源保护存在的问题与对策研究J科技情报开发与经济,2010(2)1491507王慧敏,牛文娟,梁慧文流域水资源管理

8、综合集成研讨厅探讨J科技进步与对策,2010120238王宝贞城市水资源开发与水环境改善有效途径探讨J水工业市场,2010132359徐红霞,曹新水资源及水环境保护的经济补偿制度J中共中央党校学报,201021626610熊平我国水资源管理体制现状分析J金卡工程,2010327611周富春,张龙辉,蒋文清水库出流对水库环境容量的影响研究J环境科学与技术,201011626412吕振平,董华,何锡君浙江省供水水库的水质评价及富营养化防治对策J水生态学杂志,201011182113廖乾芬小型水库存在的安全问题与解决对策J四川农机,20101161714蒋进,申鹏城市水污染起因及其防治对策研究以江苏

9、省水污染事件为例J科学技术,2010118718815曾贤刚,吴雅玲中国环保四年巨变从松花江水污染事件说起J环境经济,2010(7374)737716曲昭仲,孙泽升,毛禹忠小流域水污染成因及其治理的探讨以浙江省为例J经济师,20101131517陈文科我国重点流域地区的水污染趋向与治水治污路径JJIANGHANLUNTAN,2010251418彭举威,汪诚文,付宏祥,赵雪峰,王欣我国农村水污染现状及治理措施J中国资源综合利用,2010444519彭殿宝,周孝德渭河流域(陕西段)水体现状及水污染综合治理研究J水资源与水工程学报,20102120郭韦,王昱,王昊,马润水城市水污染现状和国内外水生态

10、修复方法研究现状J水科学与工程技术,201025758宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究521于雷,刘唯鑫哈尔滨供水系统松花江水污染应对措施J科技信息7522黄惠来,李维,李永蓓,闰井玲,覃焕荣南方小流域典型水污染调查研究J环境科学与管理,201044515523张云饮水安全及水污染防治对策研究J地下水,2010539910024李守业,周特奇,韩发旺水污染的多元化防治机制J河南水利与南北水调,20106515225曹宝,罗宏,王秀波中国水污染物排放特征及其环境经济分析J中国人口资源与环境,2010326126426罗兰,陈峡忠,庞海岩流域水污染治理模式创新研究J河南科学,2010667407

11、4327司蔚我国水污染物排放标准评析J环境监测管理与技术,2010847828姚澄宇我国城市水污染现状剖析与对策初探J给水排水水201013814329李云生,王东有限目标突出重点确保实现重点流域总量削减与水质改善目标重点流域水污染防治规划解读J环境保护,20091565830黄河中上游流域水污染防治规划J水工业市场,200912343731陈旭升,范德成中国工业水污染状况及其治理效率实证研究J统计与信息论坛,200933303432焦士兴,王腊春,霍雨,陈昌春,腾娟基于水环境分析的南方典型中小城市类型划分及水污染驱动力研究J环境科学,200977151733武雪艳我国水资源保护和水污染控制对

12、策J农林科技21121234孙逊小流域水污染治理方法研究J污染防治技术,2009105979935刘宾,李泽琴,蔡建华水污染的防治对策及控制优化规划研究J环境科学与管理,2009111118318636许双双,李志花,邓一荣,肖羽堂湖泊水污染控制技术(上)J环境保护505137许双双,李志花,邓一荣,肖羽堂湖泊水污染控制技术(下)J环境保护525438王平水污染生物监测方法的研究及应用J广州环境科学,2009124323439王媛,王伟,徐锬,程茉莉中国水环境压力与水污染防治能力的区域差异J环境科学与技术,200844131640吴芝瑛,陈鋆小流域水污染治理示范工程杭州长桥溪的生态修复J湖泊科

13、学,2008,20103338宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究641周晓铁,韩宁宁,孙世群,王晓辉,何翔亮安徽省湖库型饮用水水源地水质评价研究J环境科学与管理,20104418318642孔令山,王朝亮浅谈城市饮用水水源存在的问题与保护对策J水利工程,201023643蔡临明浙江省重要水库型饮用水水源地富营养化态势分析及对策J中国水利,201011192144陈旭卿,刘伟城市饮用水源地水质保护对策浅析J南水北调与水利科技,20095676945鄢忠纯,廖水文,王敏上海市饮用水水源地与原水供水分析J环境科学与技术,200966C27227446刘晓冬小议饮用水水质存在的问题及解决对策J黑龙江科

14、技信息5947张丽生活饮用水的处理流程J科技咨询,200824548陈宜瑜流域综合管理是我国河流管理改革和发展的必然趋势J科技导报,200817349赵宏林,陈东辉,张丽萍饮用水源保护区划分体系研究J上海环境科学,2008450袁广明饮用水可采用的深度处理技术及工艺选择的探讨J生产一线7351荷兰H沃梅尔等荷兰水污染控制政策与实践J水利水电快报,200844173852PIRESMWATERSHEDPROTECTIONFORAWORLDCITYTHECASEOFNEWYORKJLANDUSEPOLICY,2004,21116117553NATIONALRESEARCHCOUNCILUSWATE

15、RSHEDMANAGEMENTFORPOTABLEWATERSUPPLYASSESSINGTHENEWYORKCITYSTRATEGYMWASHINGTONDCNATIONALACADEMYPRESS,200016117554DAVIESJM,MAZUMDERAHEALTHANDENVIRONMENTALPOLICYISSUESINCANADATHEROLEOFWATERSHEDMANAGEMENTINSUSTAININGCLEANDRINKINGWATERQUALITYATSURFACESOURCESJJENVIRONMANAGE,2003,683273286宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研

16、究7毕业论文文献综述资源环境与城乡规划管理宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究1水资源保护概述11水资源保护的概念水乃生命之源,水资源对于人类生存、生活和生产都具有非常重要的作用,水资源作为基础性的自然资源和战略性的经济资源,是生态与环境的控制性要素6。人类所能利用的水资源是有限的,并且受到污染的威胁6。农业、工业和城市供水需求量的不断提高导致了有限的水资源的分配竞争6。水资源保护是有针对性采取经济、法律、行政和科学的手段,合理地安排水资源的开发利用,并对影响水资源的经济属性和生态属性的各种行为进行干预的活动,从而满足水资源可持续利用6。12水资源保护的思想水资源保护是为了保证水资源的可利用性和

17、可持续发展而进行的管理、监督、研究、监测等各方面工作的总和,对水资源积极的保护,要有控制地维持、回复和改善,从而使其利用价值在社会经济发展过程中得到充分发挥6。水资源保护的目的是要高效节约用水,防治水资源污染和水土流失,严格限制地下水超采,保护水源地免受不合理侵占,防止水流阻塞、海水入侵等6。因此,应当统筹考虑水资源,制定有关法规,依法对水资源的开发、利用、节约、保护进行统一管理,做到合理开发、科学利用、厉行节约、全面保护,使水资源的保护有法可依,有章可循6。13我国水资源保护现状我国水资源总量多,人均占有量少,地区分布不均33。按照国际公认的标准,人均水资源低于3000立方米为轻度缺水;人均

18、水资源低于2000立方米为中度缺水;人均水资源低于1000立方米为中度缺水;人均水资源低于500立方米为极度缺水。我国目前16省人均水资源量低于严重缺水线,有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、陕西、江苏)人均水资源量低于500立方米33。北方许多大中城市因缺水造成工厂停产或限产,损失的年产值达1200亿元,南方一些城市也陆续出现水荒33。我国有90以上的城市水域污染严重,近50的重点城镇水源水质不符合饮用水源的水宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究8质标准33。我国水浪费现象极为严重,农业灌溉大多采用漫灌形式,农业用水仅有小利用3040。工业废水和生活污水不加处理任意排放,使许多水体受到污染,

19、更加剧了水资源的短缺局面33。14水污染141水污染类型病原体污染生活污水、医院污水、畜禽饲养场污水中常含有病原体,如病毒、病菌和寄生虫。这类污水如不经过适当的净化处理,流入水体后,即会通过各种渠道,引起痢疾、伤寒、传染性肝炎及血吸虫病等35。需氧型污染生活用水,造纸和食品工业污水中,含有蛋白质、油脂、碳水化合物、木质素等有机物。这类物质随污水进入水体后,在微生物对它们的分解过程中,需要消耗水体中的溶解氧,使水体含氧减少,从而影响鱼类和其它生物的生长繁殖。当水中的溶解氧耗尽后,水中的有机物即产生厌氧消化,生成甲烷、硫化氢等,使水体出现臭味,危害水生生物的生存35。植物营养污染物造纸、皮革、食品

20、、炼油、合成洗涤剂等工业污水和生活污水以及施用磷肥、氮肥的农田水,含有氮、磷、钾等营养物,如果大量的这类污水排入水体,使营养物质增多,引起藻类及其它浮游生物暴发性繁殖。这类物质多呈红色,称“赤潮生物”35。赤潮生物的大量繁殖,会覆盖水面,附在鱿类肋上,使它们呼吸困难35。死亡的赤潮生物被微生物分解,消耗掉水中的溶解氧35。有些赤潮生物体内及其化替产物含有生物毒素,常常引起鱼、贝类中毒死亡,并能通过食物链,危害人体健康35。油类污染物油类污染物主要来自含油废水,当水体含油量达001MG/L可使鱼肉带有一种特殊的油腻气味而不能食用35。水体中的油量稍多时,在水面上形成一层油膜,使大气与水面隔绝,破

21、坏了正常的充氧条件,导致水体缺氧油膜还能附着于鱼鳃上,使鱼类窒息而死当鱼类产卵期,在含有油类污染物质废水中孵化的鱼苗,多数为畸形,生命力低下,易于死亡35。含油污染物对植物也有影响,妨碍通气和光合作用,使水稻蔬菜等农作物大量减产,甚至绝收35。含有油类污染物的废水进入海洋后,造成的危害很为严重,不仅影响海洋生物的生长,降低海洋的自我净化能力,而且影响海滨环境35。剧毒污染物宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究9主要是重金属、氰化物、氟化物和难分解的有机污染物,它们大都来自矿山、冶炼废水,它们都富集在生物体中,通过食物链,危害人类健康35。感官污染感官污染是指废水中能引起人们感官上不愉快的污染现象

22、,如水的混浊、恶臭、异味、颜色、泡沫等35。除了上述污染类型外,还有酸碱污染物、热污染等其他污染物35。142水污染的原因1421城市水污染原因城市大量污染物的排放14一方面,工农业生产和居民生活所产生的大量液体废物和固体废物源源不断地排入河流,此外,较多的悬浮固体、病毒和细菌伴随着地表雨水径流汇入河流,导致水体受污,水质下降14。另一方面,污染物未及时处理,产生累计效应,导致水体富营养化,藻类暴发,进一步导致水环境恶化14。上游城市污水下泄带来大量污染14上游城市排放的工业废水和生活污水未处理或未达标处理,直接开闸下泄到下游城市所在地区14。若短时间内大量污染物侵入到下游地区自来水取水口,极

23、易造成饮用水源地污染发生14。污染物排放总量控制体制薄弱14由于目前排污权总量控制的相关政策未得到严格规范地实施,造成相关工业企业的排污权总量控制缺乏保障制度14。另外,尚缺乏排污权交易制度立法依据,实践之中也存在信息不对称及不断变化等诸多问题,不少企业为了利益,存在偷排污水行为14。水污染治理不到位14由于受资金缺口制约,城市污水处理设施难以保证正常运行14。部分污水得不到处理而直接排入江河,部分污水处理厂能力闲置,或因管网雨污合流影响污水处理正常运行等一系列问题14。水污染多头管理造成监管缺位14根据中华人民共和国水污染防治法,水污染防治涉及的相关管理部门众多,主要包括环保部门、交通主管部

24、门、水行政部门、国土资源部门、卫生部门、建设部门、农业部门、渔业部门,以及江湖流域水资源保护机构,造成管理部门之间的权责不明,水污染监管缺位14。1422湖库型水源地污染原因宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究10点源污染和面源污染不合理使用化肥、农药及生活洗涤污染无序排放构成库区面源污染及点源污染,造成水体污染,营养化程度加剧44。水生态环境的恶化湖库区非常容易招致大量人员滥捕滥捞,从而导致能起到水质作用的水生鱼类减少,使库区水草、藻类、浮萍生长迅速,浮游生物大量繁殖,破坏固有的生态平衡44。农业种植结构不合理44传统的农业经济增长方式会增加农药化肥用量且挤占有限水资源,容易引起严重蝗灾,蝗虫

25、的排泄物污染水体44。库区地质环境的影响库区周围的地质可能会含有一些易溶于水且对人健康有害的元素。1423浙江情况(水库污染原因)根据吕振平,董华,何锡君的浙江省供水水库的水质评价及富营养化防治对策研究的结论,农业面源污染和生活污水是水库的主要污染源12。2水资源调查评价综述21水质评价方法水质评价一般采用单因子评价法。1PH的标准指数计算表达式为2溶解氧的标准指数计算表达式为宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究113其他项目标准指数计算表达式为22水资源富营养化评价方法(1)综合营养状态指数采用卡尔森指数方法,计算公式如下中国湖泊(水库)的CHLA与其他参数之间的相关关系RIJ及RIJ2见下表

26、宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究12(2)单个项目营养状态指数计算公式(3)湖泊水库营养状态分级采用0100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级,包括贫营养、中营养、富营养、轻度富营养、中度富营养和中度富营养,与污染程度关系见下表注以上内容摘自周晓铁,韩宁宁,孙世群,王晓辉,何翔亮安徽省湖库型饮用水水源地水质评价研究J环境科学与管理,201044。14水资源调查方法宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究13注此表来源于黄惠来,李维,李永蓓,闰井玲,覃焕荣南方小流域典型水污染调查研究J环境科学与管理,201044。3水污染控制与监测技术31外源营养负荷污染控制技术外源性营养物质是外界排入或者进入

27、湖泊水体的氮磷等营养物质,是导致湖泊富营养化的直接因素。所以,湖泊的富营养化治理,控制污染物进入水体是最基本和最关键的环节。只有实现外源性污染源控制,才能有望通过湖泊生态恢复改善水质36。311前置库技术在污水进入湖泊前通过前置库,通过延长水力停留时间,促进水中泥沙及营养盐的沉降,同时利用前置库中藻类或大型水生植物进一步吸收、吸附、拦截营养盐,使营养盐成为有机物或沉降于库底36。该技术的关键除了需要足够的场地外,还要控制80左右的入流水和可达到一定去除率的水力停留时间36。其优点是费用较低,适合多种条件;缺点是在运行期间,前置库区经常出现水生植物的季节交替问题,因此,前置库技术的主要困境是植物

28、的选种及如何保证寒冷季节冬季的净化效率36。此外,前置库的净化功能与河流的行洪功能往往矛盾,所以还要寻求一种将两者有效协调的方法36。312湿地处理技术湖滨湿地和入湖河道堤岸湿地是拦截非点源污染的有效措施,也是污染物进入湖泊的最后一道拦截屏障36。湖泊沿岸湿地和滨岸高等水生植物的消失,将加重湖泊富营养化36。宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究14因此,恢复和重建湖泊滨岸带水生植被,从而改变氮、磷入湖途径,也是控制营养物入湖的重要措施36。32内源营养负荷污染控制技术321机械方法通过引水、换水来稀释水中的污染物质可以降低藻类的浓度。苏州河在治理过程中,就运用调水工程明显改善了水质;较典型还有杭

29、州西湖1986年开始的引水换水工程,目前引水量已达12亿立方米,并取得了一定的成效36。对于水量小的水体来说,这是一种行之有效的方法,但对于蓄水量较大的水域,补水量太小起不到净化效果,提高补水量又造成水资源的大量浪费,费用高昂,且引水释污后往往会呈现藻类生长加剧的趋势,因此对于富营养化严重的湖泊,需谨慎使用36。对于有热分层的富营养型湖泊,深层水中的营养物浓度一般比上层水的大,因此,将深层水导出成为另一条途径36。底泥疏浚是指将含氮、磷浓度高的底泥直接从水体取出,以降低水体营养物质浓度36。由于富营养化湖泊底泥中的营养盐比水体中要丰富的多,所以底泥疏浚可用于治理富营养化湖泊内源负荷,适用于动力

30、扰动较弱的较小湖泊,其缺点是会使原水体沉水植物和底栖动物大量毁灭,破坏生态系统和削弱湖泊的自净功能,且该工程耗资巨大,投入产出不成比例36。对于底泥疏浚,应用较为广泛,如云南滇池、杭州西湖和南京的玄武湖等36。工程实施后,一般说来疏浚区水体不再黑臭,水质明显好转,水体透明度提高,但是一段时间过后,水质变差,所以说其只是短期治理富营养化的方法36。322物理化学方法物理化学方法包括沉积物氧化、化学沉淀、底泥覆盖等,原理都是将磷束缚于底泥之中,从而抑制内源磷的释放36。这种方法主要用于面积较小、风浪搅动较弱、湖底处于厌氧状态的水域。但是若水体的PH高于9,沉积物氧化和化学沉淀法均不能抑制内源磷的释

31、放,此时可以考虑投加低磷含量的泥土,使其吸附水中的磷,并形成覆盖层,达到控制内源磷的目的36。与底泥疏浚、引水相比,该方法在不增加水深的条件下,可为水生植被的恢复提供优质的生长环境36。底泥覆盖指采用薄膜或颗粒材料(如粉煤灰、沸石等)覆盖湖底的淤泥,可以有效控制底泥中氮、磷等营养盐的释放,也可控制重金属及苯酚等持久性有机物的释放;此法的主要缺点是湖底表层新富营养层释放源会迅速形成。在我国,覆盖技术处于试验与探索阶段,大规模湖泊水体中的实践还较少36。国内覆盖工程的首例是1999年巢湖市环城河河道采用了底泥疏浚后覆盖05米厚清洁细沙的工艺;2005年昆明在大清河整治中也采用了疏浚后覆盖卵石的工艺

32、进行该河道底泥污染的治理36。宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究15323生物技术方法对于小型湖泊,投加微生物制剂,利用其降解作用去除水中的营养盐有一定的效果水中的溶解氧大幅增加,而化学需氧量、总氮、总磷等则明显降低;随着水体中藻类的减少和下沉,水体的浊度明显下降,水质感官得到改善。无论大型或小型湖泊,水生植物都能够通过一系列的吸收转化、拦截、富集以及吸附作用吸收、固定大量的营养盐类,从而使水体得到净化,如生物浮岛或浮床技术把高等水生植物或改良的陆生植物种植到富营养化湖泊水面上,利用其达到净化水质效果36。人工生态浮岛技术净化水体氮磷非常有效,已在国内外得到大量的应用,如杭州市南应加河实施的示

33、范工程和太湖五里湖等的治理,通过生态浮岛技术的应用,水质改善效果显著36。但目前此技术还存在稳定性不高、耗时长、材料制作和植物回收难等技术问题36。324直接除藻技术3241物理除藻在蓝藻的富集区,一般采用机械除藻措施,即采用固定式除藻设施和除藻船对区域内湖水进行循环处理37。此法可以在短期内快速有效地去除湖水中的藻类,收获有商业价值的藻类还能获得一定的收益,但该法往往需要耗费大量的人力和物力,而且随着藻类的生长,还需要不断地进行收获37。对于低浊高藻的湖泊水可用直接过滤除藻、微滤机除藻、膜过滤等,但原水中藻类特征、试验运行工况条件直接影响对藻类的去除效果37。活性炭吸附对藻类、藻毒素的去除效

34、果很好,但水中的有机物会影响活性炭的吸附,且活性炭再生也较困难,这使处理成本大大提高37。此外,湖面遮光、曝气和超声抑藻技术等也有所应用,在一定程度上抑制了生物量的增长,但是均不能从根本上解决水体富营养化问题37。总的来说,物理除藻虽然效果不错、无污染、无毒副作用,但工作量较大、一次性投入成本较高、时间周期较长37。3242化学除藻目前,国内外普遍采用絮凝、抑制和综合方法进行化学除藻,它是利用化学药剂对藻类进行杀除37。化学药剂一般要求为高效、低(无)毒、无污染、无腐蚀;同时具有缓蚀、阻垢作用或能与缓蚀剂、阻垢剂配合使用,成本低,生产及运输安全,投药方便37。目前,常用的杀藻剂主要有硫酸铜、高

35、锰酸盐、液氯、二氧化氯、臭氧和过氧化氢等37。化学法的主要优点是除藻速度快、效果明显、操作简便及一次性使用成本低37。缺点是长期使用一种低浓度的化学药物会使藻类产生抗药性;且可能对环境产生污染,死亡藻类所产生的二次污染及化学药品的生物富集和生物放大对整个生态系统的负面影响较大;可以说这是一种短视宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究16行为或是一种权宜之计37。因此,除非应急和健康安全许可,化学杀藻目前一般不宜被采用37。3243生物除藻生物除藻技术是利用生态平衡等原理对藻类的生长和繁殖进行抑制,从而达到控制藻体数量的目的37。其机理是利用藻类的天敌及其产生的生长抑制物质来抑制和杀灭藻类37。这类

36、技术主要有以下几类以藻制藻;用藻类病原菌抑制藻类生长;利用病毒控制藻类的生长;利用植物间相互抑制物质抑制藻类;发展滤食性鱼类;水蚤除藻;大麦秆控制水华藻类;微生物絮凝剂除藻和生物接触氧化等。对藻类的去除应尽可能采用生物方法,因为富营养化问题是一个典型的生态问题,生态问题只有用生态学的方法解决才最科学37。而且,生物除藻不仅可以去除藻类和氮、磷等污染物,发展滤食性鱼类和种植高等水生生物还可以产生一定的经济效益37。虽然生物除藻技术还不成熟,对于水体中复杂多样的藻类难以去除,但成本低,杀藻抑藻效果明显,效用持久,且无毒副作用,无腐蚀,极具发展前途,无疑将成为除藻技术努力发展的方向37。近年来,生物

37、除藻的应用也不断增多,如引进美国AM公司开发的复合微生物制剂用于云南滇池内湖草海的治理,还有利用EM复合菌液治理广西南宁南湖等,结果均表明,水体营养盐去除效果显著,藻类大量减少,水质得到了改善37。3244生物调控以浮游动物、鱼类控制浮游植物生物调控主要有以下途径一是先向水体中投放适当密度的鲢、鳙鱼,藻类吸收水体中的氮磷放养鱼类摄食含氮磷的藻类捕捞成鱼带出氮磷遏制水华、减轻水体富营养化;二是放养食鱼性鱼类如鳜鱼等抑制野杂鱼(食用浮游动物)增加浮游动物生物量(食用浮游植物)减少浮游植物等现存量提高水体透明度增加水体自净能力;三是放养滤食性双壳类,即蚌类(滤食能力极强)从而使其食物浮游植物、细菌、

38、腐屑和小型浮游动物减少增加水体透明度,提高水体的自净能力。较典型的生物调控是用于小而浅的、相对封闭的湖泊系统,在营养盐管理已经失败的富营养化湖泊中,生物调控已显示出明显的治理效果,且费用低37。但生物调控的稳定性不够,往往仅短期有效,因此其有效性仍存在很大的争议37。而且,就技术本身而言也存在一些问题,例如难以保证有足够数量的食鱼性鱼类来控制食植物性鱼类种群。在富营养化藻型湖泊中,不存在食鱼动物产卵及栖息场所,食鱼动物、浮游动物种群并不稳定。因此,生物调控技术也有待发展和完善37。国内应用较多的是放养鲢、鳙鱼,每平方米水体放养鲢、鳙鱼4050克,可以有效控制水华,该方法在东湖、滇池、巢湖的水华

39、治理中得到实际应用37。宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究17利用水生高等植物控制水体营养盐及浮游植物许多国家用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体37。大型水生植物有凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲等许多种类,可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽37。净化原理是植物和根区微生物共生,产生协同效应,净化水质37。经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒,同时对重金属分子也有降解效果。水生植物一般生长快,收割后经处理可作为燃料、饲料,或经发酵产生沼气37。但由于富营养化水体透明度低,水下光照不足,水生高等植物尤其是沉水植物无法获得足够的光能生长;此外,藻类亦可

40、抑制水生高等植物生长,特别是蓝藻水华对水生高等植物往往有致命伤害作用37。水生高等植物种群的稳定性也是相对的,如洪涝引起湖泊水位升高,沉水植物往往因得不到充足的光照而大面积烂死在湖底,同时引起与沉水植物共栖的鱼虾蟹类大量死亡,造成大规模的环境灾害37。因此,需要加强生态系统的防御能力,如何恢复水生高等植物、如何使新建的种群适应环境变化以及环境灾变并逐步趋于稳定,这是水生高等植物恢复的关键37。目前说来,此法是国内外治理湖泊水体富营养化的重要措施。如惠州南湖生态系统的修复与构建工程结果就充分表明,水生高等植物(特别是沉水植物)的恢复与重建是惠州西湖水质改善与稳定的关键37。沉水植物能通过改善水下

41、的光照和溶解氧条件,缓冲营养循环速度和增加水体稳定性,提高水环境质量37。但是,我国的许多湖泊营养盐及富营养化程度很高,水生植被受到的污染胁迫压力往往超过了其耐受限度37。因此,即使污染等胁迫压力去除后,水生植被仍难以自行恢复,而且湖泊的营养盐状况也难以降到较低水平,此时必须辅以其他措施,才能逐步恢复水生植被,以长期维持湖泊的清水态37。325生态修复技术与生态工程从生物调控到生态恢复是对富营养化生态系统认识的一次飞跃,湖泊富营养化的治理重点就是构建生态工程,利用生态的方法解决生态问题37。3251湖滨带湿地恢复位于水体和陆地生态系统之间的生态交错带具有过滤、缓冲器功能,它不仅可吸附和转移来自

42、面源的污染物、营养物,改善水质,而且可截留固定颗粒物,减少水体中的颗粒物和沉积物37。同时湿地可以提供生物繁育生长的栖息地,对于保护生物多样性、减少洪水危害、保持水土等具有重要意义。可以肯定的是,在湖泊周边建立和修复水陆交错带,是整个湖泊生态系统恢复的重要组成部分37。湖滨带是湖泊的重要组成部分和最后的保护屏障,加强管理和重建湖滨带工程是湖泊环境保护的重要工作37。湖滨带湿地恢复应该选取当地生长适宜性强、污染物净化能力较强、经济价值较好以及与周围环境协调性好的植物。湖泊周围一般宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究18有很多坑塘或藕塘等,可改造为湿地净化系统,增设配水和排水系统。湿地区的综合利用,

43、既可净化废水,又可开发利用37。3252人工湿地人工湿地系统是利用天然湿地净化污水能力的人为建设的生态工程措施,是人为地将石、砂、土壤、煤渣等材料按一定的比例组成基质,并栽种经过选择的水生、湿生植物,组成类似于自然湿地状态的工程化湿地状态系统37。湿生植物吸收水体和基质中的氮、磷进行生长,通过收割去除氮磷。基质能吸附磷,同时在基质中还存在着好氧、缺氧和厌氧的环境,微生物可以通过进行硝化和反硝化作用,达到去除氮磷的目的37。人工湿地具有低成本、低能耗及高效的氮、磷去除率,适合于对进入湖泊的大量污水以及湖泊富营养水体进行净化,但其脱氮除磷效率相对较低。所以应该改善基质和提高人工湿地水生植物的净化功

44、能,合理搭配植物,建立优化的植物群落37。尽量使用本地物种,以减少外来物种的侵害。风车草在我国南北各地均有栽培,全年保持生长,有很强的吸收污染物及氮、磷能力,可应用于人工湿地。红树林湿地也能有效减少流入水体中的氮、磷的含量。香蒲湿地生态系统对化学需氧量、固体悬浮物和重金属有很高的去除率,香蒲与微生物相配合形成水、土和植物复合处理系统,能够高效去除氮磷37。生态工程是生态恢复的最佳工具,因地制宜地将生态工程与环境工程、生物工程相结合,可以修复受损生态系统、提高水体自净能力、改善富营养化湖泊水质并建立湖泊健康生态系统37。我国目前在狠毒水域都实施了生态工程来改善水质,基本上采取了以改善环境来恢复水

45、生植物的措施,包括采用软围隔来挡藻,降低悬浮物浓度,提高透明度的措施;在水生植物恢复技术方面,提出水生植物的群落镶嵌技术等37。所有工程在实施期间,随着水生植物的生长和发展,水质都得到了显著改善。但是,随着工程的结束,特别是改善基础环境的软围隔的撤除,刚刚建立起来的以高等水生植物为优势的生态系统立刻崩溃37。总的来说,工作重点不仅要放在水生植物种植上,也要放在环境改善上,从而建立稳定健康的草型生态系统37。33水资源监测技术331常规监测方法指标生物监测当水环境质量发生变化时,指示生物便敏感地呈现出受害症状甚至消亡。观测指示生物个体和种群的变化,可以判断水环境质量的变化35。生物累计监测宁波市

46、鄞州区溪下水库水资源保护研究19水体中重金属、有机农药、放射性核素等含量较低时,采用常规理化方法分析比较困难,而许多水生生物往往对水中低浓度污染物有较强的富集能力,根据污染物在生物体内的累积量(残留量)可评价水体的污染程度35。生物毒性监测生物毒性监测是监测生物受到污染物质的毒害作用时所产生的生理机能等变化情况,从而对水体污染状况作出判断35。332现代监测方法生物大分子标记物生物大分子标记物包括核酸和蛋白质等。目前核酸分子标记技术包括核酸分子损伤检测技术、报告基因技术、DNA芯片技术、16SRRNA检测技术等35。生物传感器生物传感器是将生物感应元件与能够产生和待测物浓度成比例的信号传导器结

47、合起来的一种分析装置35。生物传感器大致可以分为以下几类酶传感器;组织传感器;微生物传感器;免疫和酶免疫传感器;场效应(FET)生物传感器35。生态监测生态监测是采用生态学的各种方法和手段,从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量,主要通过监测生态系统的条件、条件变化、对环境压力的反映及其趋势而获得生态环境参数35。水文、气象、水质、底质、浮游植物、浮游动物、游泳动物、底栖生物和微生物等9个要素。具体指标体系的选择要根据生态站各自的特点、生态系统类型及生态干扰方式,同时兼顾人为指标(人文景观、人文因素等)、一般监测指标(常规生态监测指标、重点生态监测指标等)和应急监测指标(包括自然

48、和人为因素造成的突发性生态问题)35。生态监测的大型设备主要有3S技术设备(遥感技术RS、地理信息系统GIS、地理图像系统GPS)35。在线生物监测在线生物监测是利用对生活在水环境的生物个体行为生态变化或者生物生理变化进行的实时监测技术35。在线生物监测原则上可以涉及所有的水生生物,可同时监测处于不同营养级别、不同生活层次、对有毒物质有不同耐受力的生物,获得大量数据35。4饮用水处理工艺41常规工艺工艺过程混凝沉淀滤砂投氯消毒。这种方法对消除水中大肠杆菌等传染病菌和病宁波市鄞州区溪下水库水资源保护研究20毒十分有效,但是它对种类繁多的有机物进入水体形成真溶液几乎无能为力46。并且,氯可与水中有

49、机物发生取代反应生成有机卤化物,即TCM(三卤甲烷类化合物)和TCO(其他卤代有机物)对人体健康构成潜在的危害46。TCM和TCO的主要前驱物质为三大类A由植物残骸所导致的腐殖酸和黄腐酸等降解产物,如间苯二酚,香草酸和黄腐酸等降解产物;B来自于藻类的氨基酸嘧啶、色氨酸、脯氨酸、尿嘧啶、蛋白质等;C工业废水中的某些化合物,如酚类等46。42新工艺421氧化法4211臭氧氧化法臭氧的氧化能力比氯强,能杀灭细菌,能迅速而广泛地氧化分解水中的大部分有机物,有效地除色、浊、溴味,除铁锰、硫化物、酚、农药等,但臭氧的氧化很难达到完全矿化的程度,过程中对紫外光有强吸收性的大分子往往被氧化成小分子46。近年来,水处理工作者开始研究应用臭氧氧化与其他方法联用技术46。A臭氧生物活性炭技术(O3BAC技术)46。实践证明,O3BAC技术对去除水中COD、色度与嗅味、酚、硝基苯、氯仿、六六六、DDT、氨氮、油、木质素、氰化物等均有明显效果46。B臭氧过氧化氢混合氧化O3H2O2技术46。臭氧氧化有两种一是臭氧分子或单个氧原子直接参与反应;二是臭氧衰减产生的羟基自由基OH引起的46。OH是水中氧化能力最强的氧化剂,对有机物常常无选择性且可完全矿化为二氧化碳和谁等。将臭氧与过氧化氢混合,可以生成OH46。C臭氧辐射技术46。利用放

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