湖泊水環(huán)境修復技術行業(yè)分析

1、university of shanghai for science and technologyv5.1.5.1.湖泊水庫水環(huán)境污染湖泊水庫水環(huán)境污染v5.2.5.2.湖泊水庫水環(huán)境綜合評價湖泊水庫水環(huán)境綜合評價v5.3.5.3.湖泊水庫水環(huán)境修復湖泊水庫水環(huán)境修復1. 外源污染控制技術2. 內源污染控制技術3. 水動力學修復技術4. 藻類控制和去除技術5. 污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術1峰谷書屋university of shanghai for science and technology5.1. 5.1. 湖泊水庫水環(huán)境污染湖泊水庫水環(huán)境污染工業(yè)廢水和生活污水中重金屬、有機化合物等有毒有害

2、物質cod、tp、nh3-n、揮發(fā)酚、汞2峰谷書屋university of shanghai for science and technology排入湖泊水庫等水體過多的氮、磷等營養(yǎng)性物質，使生產力水平異常提高，破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)結構藻類爆發(fā)，水體缺氧，水生動物等水生生物大量死亡；湖泊水庫沼澤化；藻類在代謝死亡過程中釋放毒理強的藻毒素3峰谷書屋university of shanghai for science and technology總氮和總磷濃度高透明度差水體葉綠素過高4峰谷書屋university of shanghai for science and technology使用化石

3、燃料產生的so2、nox被氧化后產生硫酸和硝酸，通過干/濕沉降進入水體5峰谷書屋university of shanghai for science and technology湖泊水庫生態(tài)結構受損，岸邊帶濕地破壞，使湖泊水庫失去滯留流域非點源污染物的天然屏障，造成湖泊水庫的自凈能力降低6峰谷書屋university of shanghai for science and technology5.2.5.2.湖泊水環(huán)境綜合評價湖泊水環(huán)境綜合評價v決定對湖泊水庫進行水環(huán)境修復前，需要進行可行性研究，對其本身及周圍環(huán)境進行科學調查和評價。v可行性研究目的：可行性研究目的： 1）調查進入湖泊水庫的營

4、養(yǎng)元素-懸浮泥沙-有機物的定量負荷或速率 2）調查研究湖泊水庫的狀態(tài)和周期性變化規(guī)律 3）確定適合湖泊水庫的最有效修復技術7峰谷書屋university of shanghai for science and technology5.2.1.5.2.1.基礎資料收集基礎資料收集 地理地質數據地理地質數據 水文學數據水文學數據 物理參數物理參數 化學參數化學參數 生物學參數生物學參數8峰谷書屋university of shanghai for science and technology水質數據收集水質數據收集(1) (1) 采樣點的設定采樣點的設定v 湖泊水質評價中，對水質監(jiān)測有相應要求。監(jiān)

5、測點的布設應使湖泊水質評價中，對水質監(jiān)測有相應要求。監(jiān)測點的布設應使監(jiān)測水樣具有代表性。監(jiān)測水樣具有代表性。v 應在下列區(qū)域設置采樣點：應在下列區(qū)域設置采樣點： 河流、溝渠入湖的河道口； 湖水流出的出湖口、 湖泊進水區(qū)、出水區(qū)、 深水區(qū)、淺水區(qū)、 漁業(yè)保護區(qū)、捕撈區(qū)、湖心區(qū)、岸邊區(qū)、 水源取水處、 排污處 (如岸邊工廠排污口)。v 預計污染嚴重的區(qū)域采樣點應布置得密些，清潔水域相應地稀預計污染嚴重的區(qū)域采樣點應布置得密些，清潔水域相應地稀些。些。v 在采樣時間和次數上，可根據評價等級的要求安排。在采樣時間和次數上，可根據評價等級的要求安排。 9峰谷書屋university of shangha

6、i for science and technology湖泊分層采樣和湖泊水庫采樣點最小密度要求湖泊面積(km)2監(jiān)測點個數湖泊水深（m）分層采樣10 以下105 以下表層(水面下0.30.5m)10-100205-10表層、底層(離湖底1.0m)100-5003010-20表層、中層、底層500-10004020 以上表層,每隔10m取一層水樣或在水溫躍變處上、下分別采樣。1000以上5010峰谷書屋university of shanghai for science and technology（2 2） 監(jiān)測項目監(jiān)測項目 湖泊水質監(jiān)測項目的選擇，主要根據污染源調查情況、湖泊的用處、評價目

7、的而確定。 一般情況下，可選擇 ph值、溶解氧、化學耗氧量、生化需氧量、懸浮物、大腸桿菌、氮、磷、揮發(fā)酚、氰、汞、鉻、鎘、砷等11峰谷書屋university of shanghai for science and technology5.2.2.5.2.2.參數計算參數計算v水量動態(tài)平衡水量動態(tài)平衡v熱量衡算熱量衡算12峰谷書屋university of shanghai for science and technologyv污染負荷衡算污染負荷衡算 氮、磷是富營養(yǎng)化主要指標 水體中，磷濃度在穩(wěn)定狀態(tài)時可描述為5.2.2.5.2.2.參數計算參數計算13峰谷書屋university of s

8、hanghai for science and technologyv水體自凈速率水體自凈速率 溶解氧變化是衡量水體自凈過程的主要指標。v水生態(tài)系統(tǒng)水生態(tài)系統(tǒng) 包括水體生態(tài)結構組成、能量流動、物質轉化和循環(huán)。5.2.2.5.2.2.參數計算參數計算14峰谷書屋university of shanghai for science and technology生物學評價生物學評價（1 1）湖泊的生物學評價方法有：）湖泊的生物學評價方法有： 一般描述對比法 指示生物法 種的多樣性指數法 生物指數法等 15峰谷書屋university of shanghai for science and techn

9、ology（2）beck指數指數按底棲大型無脊椎動物對有機污染的耐性分成兩類， 類是不耐有機污染的種類， 類是能忍受中等程度的污染，但非完全缺氧條件的種類。將一調查地點內類和類動物種類數分別用n、n表示，生物指數按式 =2n+n 計算，這種生物指數值。在凈水中一般為10以上，中等污染時為1-10重污染時為零。 16峰谷書屋university of shanghai for science and technology（3）硅藻類生物指數用硅藻類的種類數計算生物指數。如果用a表示硅藻類中不耐污染的種類數，b表示耐污染的種類數，c表示在調查區(qū)內獨有的種類數，則硅藻生物指數按下式計算：10022c

10、bacbai17峰谷書屋university of shanghai for science and technology5.2.3.5.2.3.綜合模型綜合模型v利用數學模型達到以下目的：利用數學模型達到以下目的： 掌握水體內部有關物理、化學和生物過程的認識 預測不同條件下的水體變化趨勢 預測各種管理和工程技術措施對水體的影響如：富營養(yǎng)化預測模型18峰谷書屋university of shanghai for science and technology5.3. 5.3. 湖泊水庫水環(huán)境修復湖泊水庫水環(huán)境修復指通過調控，使受污染損害的湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復到受干擾前的自然狀態(tài)，恢復其合理的結構和功

11、能整體性遵守自然法則湖泊水庫外源污染控制技術湖泊水庫內源污染控制技術水動力學修復技術藻類控制和去除技術污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術19峰谷書屋university of shanghai for science and technology1.湖泊水庫湖泊水庫外源外源污染控制技術污染控制技術通過改變生產和消費方式減少污染物的產生；建設相關處理設施，減少排入湖泊的污染物質的種類和總量在受保護的湖泊水庫水體上游支流，利用天然或人工庫（塘）攔截暴雨徑流，并通過物理、化學以及生物過程降低徑流中污染物濃度工程措施20峰谷書屋university of shanghai for science and tec

12、hnology21峰谷書屋university of shanghai for science and technology22峰谷書屋前置庫是指利用天然水塘或人工水庫的蓄水功能將因表層土壤中的污染物（營養(yǎng)物質）淋溶而產生的徑流污水截留在水庫（塘）中，不讓其直接進入所要保護的水體，經沉淀自然凈化后用于日常農灌。前置庫技術前置庫技術23峰谷書屋滇池湖中湖計劃24峰谷書屋university of shanghai for science and technology湖泊水體修復中控制難度最大的污染物來源城鎮(zhèn)地表徑流、農村等地表徑流、大氣沉降、湖區(qū)養(yǎng)殖等，其中農村非點源問題突出污染物源頭控制污染遷

13、移轉化的控制污染物凈化工程1.湖泊水庫湖泊水庫外源外源污染控制技術污染控制技術25峰谷書屋university of shanghai for science and technology26峰谷書屋university of shanghai for science and technology27峰谷書屋university of shanghai for science and technology28峰谷書屋university of shanghai for science and technology29峰谷書屋university of shanghai for science

14、and technology攔沙壩實景圖30峰谷書屋university of shanghai for science and technology農業(yè)生態(tài)工程示意圖31峰谷書屋university of shanghai for science and technology湖泊水庫及流域污染控制工程32峰谷書屋university of shanghai for science and technology湖泊內污染底泥中污染物重新排入水體的過程33峰谷書屋university of shanghai for science and technology34峰谷書屋university o

15、f shanghai for science and technology35峰谷書屋university of shanghai for science and technology36峰谷書屋university of shanghai for science and technology有效降低湖泊水庫的重金屬、持久性有毒有機物等難降解污染物的濃度沉積物疏浚過程中的擾動，造成短時期內水體中污染物濃度升高；對底棲生態(tài)環(huán)境造成影響，疏浚后新生表層界面暴露，可能出現(xiàn)污染內源回復現(xiàn)象；投入高37峰谷書屋university of shanghai for science and technolo

16、gy原位覆蓋原位封閉原位鈍化原位化學原位生物在污染沉積物表面覆蓋一層固體物質，如沙子、卵石和粘土等，依次隔離污染沉積物和水體，將污染封閉在沉積物中，達到控制沉積污染內源的目的38峰谷書屋university of shanghai for science and technology39峰谷書屋university of shanghai for science and technology3.水動力學修復技術水動力學修復技術通過人工措施，防止水體分層或者破壞已經形成的分層，提高湖泊水庫水體溶解氧的濃度、控制內源性污染，降低湖泊水庫水體污染物的濃度，進而改善水體質量40峰谷書屋universi

17、ty of shanghai for science and technology加快水體的交換頻率，縮短污染物在湖泊水庫中的滯留時間，從而降低污染物濃度水平，水體流動性的加強，增加湖泊水庫下層水體的溶解氧含量，從而抑制沉積物中污染物的活化釋放41峰谷書屋滇中調水工程滇中調水工程引金沙江之水解滇中之渴、沖刷滇池污染，以流動的貧營養(yǎng)水代替停滯的富營養(yǎng)水的目的。局限性：換水法是對污染的轉嫁？局限性：換水法是對污染的轉嫁？營養(yǎng)物絕對量并未減少，污染了下游的環(huán)境，不能從根本上解決問題42峰谷書屋university of shanghai for science and technology43峰谷書

18、屋university of shanghai for science and technology44峰谷書屋university of shanghai for science and technology45峰谷書屋university of shanghai for science and technology以宜興地區(qū)太湖的一處以宜興地區(qū)太湖的一處約約4 400 m2 左右的水域作左右的水域作為實驗區(qū)域為實驗區(qū)域. 采用半封閉采用半封閉攔截方式隔離出面積約為攔截方式隔離出面積約為400 m2 的水面作為超聲處的水面作為超聲處理組理組, 余下部分余下部分4 000 m2左左右作為對照組

19、右作為對照組.46峰谷書屋university of shanghai for science and technology在在400 m2 的實驗水域中往返運行的實驗水域中往返運行1 h,確保單位面積上超聲處理時間不小確保單位面積上超聲處理時間不小于于15 s. 分別于超聲處理分別于超聲處理0, 1,24 h和和7, 14 d后后, 在處理組和對照組的中心水在處理組和對照組的中心水域采樣檢測水樣域采樣檢測水樣, 觀察水樣外觀變化觀察水樣外觀變化.47峰谷書屋university of shanghai for science and technology48峰谷書屋university of

20、 shanghai for science and technology操作簡便，一次性使用成本低不能長期投用一種藥；可能對環(huán)境產生二次污染利用殺藻劑殺死藻類，從而消除湖面水華49峰谷書屋university of shanghai for science and technology利用水生動、植物、藻類病原菌、病毒來抑制和殺死藻類利用藻類病原菌控制藻類生長通過競爭作用抑制藻類生長酶處理技術50峰谷書屋university of shanghai for science and technology51峰谷書屋university of shanghai for science and te

21、chnology湖濱帶物理基底的修復水生植物組建水生植物群落的優(yōu)化52峰谷書屋university of shanghai for science and technology53峰谷書屋university of shanghai for science and technology改善植物生長條件改善湖底光照增加水體透明度補充植物繁殖體54峰谷書屋university of shanghai for science and technology通過對湖泊水庫生物群及其棲息地的一系列調節(jié)，增強其中的某些相互作用，促使生產者結構合理控制高級消費型魚類及放養(yǎng)食浮游生物的魚類直接消費藍藻55峰谷書

22、屋university of shanghai for science and technologyu生物操縱的基本概念 最初，生物操縱（biomanipulation）即利用調整生物群落結構的方法控制水質，主要原理是調整魚群結構，保護和發(fā)展大型牧食性浮游動物，從而控制藻類的過量生長。 近年來，發(fā)現(xiàn)浮游動物的庇護（refuge）機制對于生物操縱有重要作用。因此，生物操縱被重新定義為應用湖泊生態(tài)系統(tǒng)內營養(yǎng)級之間的關系，通過對生物群落及其生境的一系列調整，從而減少藻類生物量，改善水質。56峰谷書屋university of shanghai for science and technology庇護

23、機制浮游動物賴以逃避魚類捕食的行為機制或環(huán)境條件。可能的庇護機制包括：低光照庇護低溫庇護厭氧庇護對魚食性魚類的回避行為大型水生植物庇護57峰谷書屋university of shanghai for science and technologyu 生物操縱的基本概念 生物操縱與生態(tài)工程概念相似，都是研究對生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化管理技術與方法。 生態(tài)工程強調通過不同營養(yǎng)級生物的調整組合，使生態(tài)系統(tǒng)結構功能趨于協(xié)調，最大限度促進物質的循環(huán)再生和多級利用，達到防治污染、化害為利、促進經濟持續(xù)發(fā)展的目的。 生物操縱則強調對種群及其生境的調控，主要是控制藻花的發(fā)展，防止水體發(fā)生富營養(yǎng)化，沒有涉及系統(tǒng)的協(xié)調、物質的再循環(huán)再生與多級利用問題，因此生物操縱