水体富营养化程度评价
一、实验目的与要求
（1） 掌握总磷、叶绿素-a及初级生产率的测定原理及方法。 （2） 评价水体的富营养化状况。
二、实验方案
1、样品处理
2
、工作曲线绘制 取7支消解管，分别加入磷的标准使用液0.00、0.25、0.50、1.50、2.50、5.00、7.50mL以比色管中，加水至15ml。然后按测定步聚进行测定，扣除空白试验的吸光度后，和对应磷的含量绘制工作曲线。 3、计算
总磷含量以C(mg/L)表示，按下式计算：
式中： M 试样测得含磷量，μg
V 测定用水样体积，ml
注意：每个小组做空白2-3个，标线5个，样品3-4个。
图1 采样布点分布
三、 实验结果与数据处理
1、工作曲线绘制
根据上表数据，绘制工作曲线如图2所示：
图2 标准工作曲线
从标准工作曲线图可以看出，其相关系数R² = 0.9969,高于实验室最低要求R²=0.995，可见其相关度较好，可用以求解水样中总磷的浓度。
2、八个水样数据结果与处理
根据上表数据作水中磷质量浓度柱形图，如图2所示：
图2 各组水中总磷质量柱形图
四、实验结果
1、实验结果分析
从实验数据和图2可以看出，第一、三、四、五、八组数据比较准确，因为
这几组平行样数据比较接近，而且跟稀释后所测的浓度也大约呈5倍关系，可以保留作为水中磷质量浓度评价，而其他组数据误差较大，故舍去。根据各组原水样总磷质量浓度求评均整理下表。
从上表数据可以看出，第五组所测的水中总磷浓度较高，根据图1可知第五组采样点为第四饭堂附近，可能是由于饭堂平时清洁所用的洗涤剂含磷较高，排放入河涌的污水导致河水受污染。 2、污染程度分析
表4 总磷与水体富营养化程度的关系
本实验是以水体磷平均浓度平均参数，本次实验所得的监测采样点数据的平均浓度是0.205mg/L，测得的最小浓度为0.142mg/L，测得的最高浓度为0.311mg/L，由表1可知超过0.1mg/L就为水体富营养化，本次实验测得的最低浓度也超出0.1mg/L，本次实验所得数据均说明该水体富营养化。 3、解决措施
该河涌地处大学城内，不受工业排放污染，所以造成该河涌富营养化的主要原因是生活污染，比如饭堂、学生公寓、商业区等，要治理河涌首先还是得从源头抓起，特别是饭堂、学生公寓和商业区，必须监控从这三个地方流出的污水，须进行处理达标后才能排入河涌；其次就是要严格审查各类洗涤剂等，含磷超标的不能进入市场；最后就是要树立环保意识，大家环保觉悟高了，从自己做起，自然就有绿水青山。
五、思考题
(1)查资料说明评价水体富营养化程度的指标有哪些?
答：水体富营养化程度的评价指标分为物理指标、化学指标和生物学指标。物理指标主要是透明度，化学指标包括溶解氧和氮、磷等营养物质浓度等，生物
学指标包括优势浮游生物种类、生物群落结构与多样性和生物现存量（如生物量、叶绿素a）等。
关于水体富营养化的判断依据，还没有形成统一的标准。目前一般采用的标准是：水体中氮含量超过0.2~0. 3mg/L,磷含量大于0.O1~0.02mg/L,生化需氧量大于1Omg/L,pH值7~9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10 pLg/L。
2、结合所学习的知识，查资料说明如何控制湖泊的水体富营养化？
答：富营养化防治对策
富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这是因为:①污染源的复杂性,导致水质富营养化的氮、磷营养物质,既有天然源,又有人为源;既有外源性,又有内源性,给控制污染源带来了困难;②营养物质去除的高难度,至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水中的氮、磷营养物质。通常的二级生化处理方法只能去除30%～ 50%的氮、磷。富营养化问题的解决主要依赖于源头控制。
控制外源性营养物输入 控制人为的污染源,减少或阻断从外部输入的营养物质。
控制上游地区点源污染 对于工矿企业外排废水,通过污水处理系统的非曝气区形成缺氧和厌氧环境,或通过控制充氧量与运行条件形成硝化/反硝化、除磷所需的环境,从而达到脱氮除磷的目的。包括A2ΠO处理系统、多级氧化沟等生物处理工艺、生物硝化—反硝化与化学沉淀除磷相结合的工艺、生物塘处理系统等。对于化工企业、化肥厂、食品加工企业等含氮污染企业的废水治理,应加强氮的去除,可选择氨吹脱法、折点加氯法、离子交换法、生物胶氮法等。对含磷工业则应加强磷的去除,可选择混凝沉淀法、晶析除磷法、生物与化学并用法、厌氧-好氧法、Phostrip系统等。
控制上游地区面源污染
(1)减少农业面源污染量。即改进施肥方式,限 制肥料的施入及施肥时间,减少化肥、农药的施用量,推广新型复合肥和缓效肥料,合理科学处理养殖场畜禽粪便等。减少湖泊流域污水流入量,即采取节水灌溉技术,减少农田排水,减少地表径流和地下渗漏量。
(2)利用无磷或低磷合成洗衣粉和肥皂,从源头 上减少含磷生活污水的排放。湖泊周围的城镇,必须兴建生活污水处理设施。超过1万人的应兴建小型的生活污水处理系统,1万人以下分散居住的农村人口应大力推广净化槽技术或在入湖河道修建氧化塘。
(3)增加上游地区植被覆盖率,加强水土保持, 减少水土流失,将大大减轻中下游地区的营养物质输入负荷。
减少内源性营养物质负荷 主要方法有工程性措施、化学方法、生物性措施等。工程性措施包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面铺设塑料等。挖掘底泥可减少以至消除潜在性内部污染源;定期或不定期 采取人为湖底深层曝气以补充氧,使水与底泥界面之间不出现厌氧层,经常保持有氧状态,有利于抑制底泥磷释放。此外,可通过引进新鲜水,调节湖泊出入水量,加速湖泊换水周期,稀释营养物浓度。控制湖泊富营养化的化学方法包括凝聚沉降和化学药剂杀藻等。例如有许多阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来,其中最有价值的是价格比较便宜的铁、铝和钙,它们都能与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来。生物性措施是利用水生生物吸收利用氮磷元素进行代谢活动,
以去除水中的氮磷营养物质。如根据不同的气候条件和污染物的性质选栽水生植物凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等建造人工湿地生态系统,净化富营养化的水体。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、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,或经发酵产沼气等。 总之,只有从外源和内源一起控制才能从根本上解决湖泊的富营养化。
水体富营养化程度评价
一、实验目的与要求
（1） 掌握总磷、叶绿素-a及初级生产率的测定原理及方法。 （2） 评价水体的富营养化状况。
二、实验方案
1、样品处理
2
、工作曲线绘制 取7支消解管，分别加入磷的标准使用液0.00、0.25、0.50、1.50、2.50、5.00、7.50mL以比色管中，加水至15ml。然后按测定步聚进行测定，扣除空白试验的吸光度后，和对应磷的含量绘制工作曲线。 3、计算
总磷含量以C(mg/L)表示，按下式计算：
式中： M 试样测得含磷量，μg
V 测定用水样体积，ml
注意：每个小组做空白2-3个，标线5个，样品3-4个。
图1 采样布点分布
三、 实验结果与数据处理
1、工作曲线绘制
根据上表数据，绘制工作曲线如图2所示：
图2 标准工作曲线
从标准工作曲线图可以看出，其相关系数R² = 0.9969,高于实验室最低要求R²=0.995，可见其相关度较好，可用以求解水样中总磷的浓度。
2、八个水样数据结果与处理
根据上表数据作水中磷质量浓度柱形图，如图2所示：
图2 各组水中总磷质量柱形图
四、实验结果
1、实验结果分析
从实验数据和图2可以看出，第一、三、四、五、八组数据比较准确，因为
这几组平行样数据比较接近，而且跟稀释后所测的浓度也大约呈5倍关系，可以保留作为水中磷质量浓度评价，而其他组数据误差较大，故舍去。根据各组原水样总磷质量浓度求评均整理下表。
从上表数据可以看出，第五组所测的水中总磷浓度较高，根据图1可知第五组采样点为第四饭堂附近，可能是由于饭堂平时清洁所用的洗涤剂含磷较高，排放入河涌的污水导致河水受污染。 2、污染程度分析
表4 总磷与水体富营养化程度的关系
本实验是以水体磷平均浓度平均参数，本次实验所得的监测采样点数据的平均浓度是0.205mg/L，测得的最小浓度为0.142mg/L，测得的最高浓度为0.311mg/L，由表1可知超过0.1mg/L就为水体富营养化，本次实验测得的最低浓度也超出0.1mg/L，本次实验所得数据均说明该水体富营养化。 3、解决措施
该河涌地处大学城内，不受工业排放污染，所以造成该河涌富营养化的主要原因是生活污染，比如饭堂、学生公寓、商业区等，要治理河涌首先还是得从源头抓起，特别是饭堂、学生公寓和商业区，必须监控从这三个地方流出的污水，须进行处理达标后才能排入河涌；其次就是要严格审查各类洗涤剂等，含磷超标的不能进入市场；最后就是要树立环保意识，大家环保觉悟高了，从自己做起，自然就有绿水青山。
五、思考题
(1)查资料说明评价水体富营养化程度的指标有哪些?
答：水体富营养化程度的评价指标分为物理指标、化学指标和生物学指标。物理指标主要是透明度，化学指标包括溶解氧和氮、磷等营养物质浓度等，生物
学指标包括优势浮游生物种类、生物群落结构与多样性和生物现存量（如生物量、叶绿素a）等。
关于水体富营养化的判断依据，还没有形成统一的标准。目前一般采用的标准是：水体中氮含量超过0.2~0. 3mg/L,磷含量大于0.O1~0.02mg/L,生化需氧量大于1Omg/L,pH值7~9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10 pLg/L。
2、结合所学习的知识，查资料说明如何控制湖泊的水体富营养化？
答：富营养化防治对策
富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这是因为:①污染源的复杂性,导致水质富营养化的氮、磷营养物质,既有天然源,又有人为源;既有外源性,又有内源性,给控制污染源带来了困难;②营养物质去除的高难度,至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水中的氮、磷营养物质。通常的二级生化处理方法只能去除30%～ 50%的氮、磷。富营养化问题的解决主要依赖于源头控制。
控制外源性营养物输入 控制人为的污染源,减少或阻断从外部输入的营养物质。
控制上游地区点源污染 对于工矿企业外排废水,通过污水处理系统的非曝气区形成缺氧和厌氧环境,或通过控制充氧量与运行条件形成硝化/反硝化、除磷所需的环境,从而达到脱氮除磷的目的。包括A2ΠO处理系统、多级氧化沟等生物处理工艺、生物硝化—反硝化与化学沉淀除磷相结合的工艺、生物塘处理系统等。对于化工企业、化肥厂、食品加工企业等含氮污染企业的废水治理,应加强氮的去除,可选择氨吹脱法、折点加氯法、离子交换法、生物胶氮法等。对含磷工业则应加强磷的去除,可选择混凝沉淀法、晶析除磷法、生物与化学并用法、厌氧-好氧法、Phostrip系统等。
控制上游地区面源污染
(1)减少农业面源污染量。即改进施肥方式,限 制肥料的施入及施肥时间,减少化肥、农药的施用量,推广新型复合肥和缓效肥料,合理科学处理养殖场畜禽粪便等。减少湖泊流域污水流入量,即采取节水灌溉技术,减少农田排水,减少地表径流和地下渗漏量。
(2)利用无磷或低磷合成洗衣粉和肥皂,从源头 上减少含磷生活污水的排放。湖泊周围的城镇,必须兴建生活污水处理设施。超过1万人的应兴建小型的生活污水处理系统,1万人以下分散居住的农村人口应大力推广净化槽技术或在入湖河道修建氧化塘。
(3)增加上游地区植被覆盖率,加强水土保持, 减少水土流失,将大大减轻中下游地区的营养物质输入负荷。
减少内源性营养物质负荷 主要方法有工程性措施、化学方法、生物性措施等。工程性措施包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面铺设塑料等。挖掘底泥可减少以至消除潜在性内部污染源;定期或不定期 采取人为湖底深层曝气以补充氧,使水与底泥界面之间不出现厌氧层,经常保持有氧状态,有利于抑制底泥磷释放。此外,可通过引进新鲜水,调节湖泊出入水量,加速湖泊换水周期,稀释营养物浓度。控制湖泊富营养化的化学方法包括凝聚沉降和化学药剂杀藻等。例如有许多阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来,其中最有价值的是价格比较便宜的铁、铝和钙,它们都能与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来。生物性措施是利用水生生物吸收利用氮磷元素进行代谢活动,
以去除水中的氮磷营养物质。如根据不同的气候条件和污染物的性质选栽水生植物凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等建造人工湿地生态系统,净化富营养化的水体。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、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,或经发酵产沼气等。 总之,只有从外源和内源一起控制才能从根本上解决湖泊的富营养化。