湖泊富营养发生机制及评价方法课件.ppt

1、第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法我国湖泊富营养化现状我国湖泊富营养化现状1 1湖泊富营养化发生机制湖泊富营养化发生机制2 2湖泊富营养化评价方法湖泊富营养化评价方法3 3内源性污染物对富营养化的影响内源性污染物对富营养化的影响4 4第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法2我国湖泊富营养化现状我国湖泊富营养化现状第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法v 东部平原湖区东部平原湖区v 东北平原与山地湖区东北平原与山地湖区v 青藏高原湖区青藏高原湖

2、区v 蒙新高原湖区蒙新高原湖区v 云贵高原湖区云贵高原湖区1.1.我国湖泊富营养化现状我国湖泊富营养化现状3 3我国湖泊概况我国湖泊概况湖泊数：湖泊数：2742(1 km2)总面积总面积:91020 km2第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法 根据全国水资源综合规划评价成果，全国根据全国水资源综合规划评价成果，全国8484个代表性湖泊个代表性湖泊营养状况评价结果表明营养状况评价结果表明：全年有全年有4444个湖泊呈个湖泊呈富营养状态富营养状态，占评价湖泊总数的，占评价湖泊总数的52.452.4；4040个湖泊为中营养，总数的个湖泊为中营养，总

3、数的47.647.6，其中面积大于，其中面积大于1000km1000km2 2的湖泊的湖泊以中营养为主，以中营养为主，太湖、滇池、巢湖均呈富营养状态太湖、滇池、巢湖均呈富营养状态。在评价的。在评价的633633座代表性水库中，贫营养水库座代表性水库中，贫营养水库3 3座，占评价水库总数的座，占评价水库总数的比例比例不足不足1 1，中营养水库中营养水库391391座，座，占评价水库总数的占评价水库总数的 61.761.7，富，富营养水库营养水库239239座，占评价水库总数的座，占评价水库总数的37.837.8。第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价

4、方法重富营养区富营养区中营养区贫营养区贫营养区磷浓度磷浓度(mg/L)0.0191.00.4130.065巢湖巢湖太湖太湖洪洪泽泽湖湖洞庭湖洞庭湖鄱鄱阳阳湖湖东东山湖山湖磁湖磁湖西湖西湖麓湖麓湖甘棠湖甘棠湖长长春南湖春南湖流花湖流花湖荔湾荔湾湖湖蘑菇蘑菇湖湖草海草海玄武湖玄武湖南太子湖南太子湖墨水湖墨水湖东东湖湖东钱东钱湖湖什刹海什刹海南宁南湖南宁南湖瘦西湖瘦西湖南四湖南四湖呼呼伦伦湖湖 镜镜泊湖泊湖邛邛海海淀山湖淀山湖固城湖固城湖乌乌梁素海梁素海滇滇池池五五大大莲莲池池白洋淀白洋淀 岱海岱海 哈素海哈素海 千千岛岛湖湖 抚抚仙湖仙湖 洱洱海海 兴凯兴凯湖湖 松花湖松花湖 纳纳木木错错 青青海

5、湖海湖 博斯博斯腾腾湖湖 柴柴窝窝堡湖堡湖长长白天池白天池 我国主要湖泊富营养化的状态我国主要湖泊富营养化的状态0.2350.76510总总氮氮浓浓度度4.50(mg/L)0第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法中 营养69 富营养27 贫营养4 70 年代后期贫营养0 富营养85 中营养15 90 年代后期中营养35 贫营养4 富营养61 80 年代后期据调查的26个湖泊，在70年代末富营养化湖泊只占27，80年代末达61，90年代末高达85，2000年以后发展更为迅速。我国已成为国际上湖泊富营养化严重国家之一。n 湖泊富营养化发展速度迅速第

6、四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法USEPA,2000 Lake StressorsUSEPA,2000 Lake Stressors第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法8 820072007年重点湖库营养状态指数年重点湖库营养状态指数第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法n 富营养化的趋势富营养化的趋势 指标指标2006年年2010年年富营养化面积富营养化面积（km2）50006700具备发生富营养化的湖泊面积具备发生富营养化的湖泊面积（k

7、m2）14000西部中部东部4515%3013.429.956.7富营养化湖泊分布情况富营养化湖泊分布情况第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法滇池巢湖太湖梅梁湾滇池草海水葫芦第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法太湖湖体水质年际变化太湖湖体水质年际变化第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法滇池环湖河流水质年际变化滇池环湖河流水质年际变化第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法巢湖环湖河流水质年际变

8、化巢湖环湖河流水质年际变化第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法随营养盐浓度的增加，太湖水体中蓝藻水华发生的频率、程度、面积也呈逐渐增加的趋势。1950s1970s19801987199420002006太湖蓝藻水华发生面积的变化太湖蓝藻水华发生面积的变化第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法 长江中下游湖泊富营养化特点（1）富营养化发展范围扩大，程度加深；（2）湖泊藻类种群演替，数量上升，水华蔓延在太湖,近40 年来,水质不断恶化,伴随营养状态向富营养化转变,除东太湖外,水生植被严重退化,而藻

9、类数量不断上升,但藻类种群数减少。从藻类演替来看,武汉东湖在富营养化初期(20 世纪50 年代)主要优势种为甲藻、绿藻,到富营养化中期(6070 年代),演替为绿藻和蓝藻为主,进入80 年代优势种为蓝藻,进入重富营养化时期13 。第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法湖泊富营养化湖泊富营养化发生机制发生机制第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法 营养状态是水体对营养盐的响应。富营养化是指营养状态是水体对营养盐的响应。富营养化是指氮、磷氮、磷等等营养物质大量进入封闭性、半封闭性水体，或某些滞留营养

10、物质大量进入封闭性、半封闭性水体，或某些滞留（流速（流速1m/min）河流水体中，导致水体初级生产力异常）河流水体中，导致水体初级生产力异常增殖，致使水体透明度下降，溶解氧降低，水生生物随之增殖，致使水体透明度下降，溶解氧降低，水生生物随之大批死亡，水味变得腥臭难闻。大批死亡，水味变得腥臭难闻。湖泊富营养化湖泊富营养化第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法 我国富营养化湖泊(水库)表现出的共同特征：总氮和总磷浓度水平高；透明度差；多数湖泊叶绿素高；我国富营养化湖泊的主要类型：浮游植物响应型(藻型)大型植物响应型(草型)非响应型湖泊我国75%的湖

11、泊属于响应型湖泊第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法n 湖泊生态系统演化的“多态理论”途径一：沉水植物不断发展，抑制藻类的生长，大型水生植被的发展降低风浪搅动，污染物通过沉积作用、生物转化、植物收割等途径从水体中清除，而呈现高度有序的“草型清水状态”途径二：藻类的繁殖抑制大型水生植物，呈现水质恶劣的“藻型浊水状态”。1.浅水湖泊富营养化的演化初期，大型水生植物和藻类都受营养盐缺乏的限制，湖水处于泥沙浑浊状态；2.随着污染物质的输入，出现两种途径：第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法2营养增加

12、阶段营养增加阶段34生产力上升阶段生产力上升阶段56沉水植物消亡阶段沉水植物消亡阶段藻华严重发生阶段藻华严重发生阶段黑臭阶段黑臭阶段健康阶段健康阶段1大量营养盐输入大量营养盐输入水化学平衡变化水化学平衡变化 pH值升高值升高 DO降低降低 CO2降低降低生态系统失调生态系统失调 藻类异常增殖藻类异常增殖 初级生产力失衡初级生产力失衡 生态系统结构破坏生态系统结构破坏湖泊生态系统功能丧失湖泊生态系统功能丧失n 湖泊富营养化过程湖泊富营养化过程第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法n 水化学平衡变化水化学平衡变化 湖水湖水pH上升。上升。pH上升有

13、利于水华藻类的生长，而大量藻类上升有利于水华藻类的生长，而大量藻类的异常增殖又进一步提高湖水的的异常增殖又进一步提高湖水的pH值，进而为水华藻类入值，进而为水华藻类入微囊藻的大量增殖提供了适宜的生长环境。微囊藻的大量增殖提供了适宜的生长环境。DO下降。下降。DO下降有利于下降有利于蓝藻蓝藻的生长，而对其他藻类生长的生长，而对其他藻类生长不利，这样蓝藻能够很快形成竞争优势。不利，这样蓝藻能够很快形成竞争优势。当湖水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下，碳也当湖水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下，碳也有可能成为限制因子，此时增加碳有利于水华藻类生长。有可能成为限制因子，此时增加碳有利于水华

14、藻类生长。第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法n 湖泊湖泊生态系统中的生物结构生态系统中的生物结构第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法营养盐增加 沉水植物沉水植物浮游植物浮游植物挺水植物挺水植物底栖固底栖固着藻类着藻类相对初级生产力营养盐限制光限制n富营养湖泊中初级生产力失衡与异常增殖几十万个几十万个L几千万个几千万个L第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法n 浮游动植物群落波动规律生物量生物量营养盐营养盐小型浮游动物小型浮游动物大型浮游动物

15、大型浮游动物浮游植物浮游植物清水期清水期浮游动物浮游动物小型化小型化PEG-PEG-模型的分析模型的分析第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法v美国的Apoka湖在1947年之前曾经是一个沉水植物茂盛的浅水湖泊。一次强烈的风暴过程，破坏了湖泊原有的水生植物群落，使得湖泊逐步转向高浊度蓝藻水华频繁发生的藻型湖泊。一旦水生植被遭到破坏，底泥将非常容易地被悬浮起来，底泥悬浮将导致沉积物中的营养物质释放出来，悬浮过程也将改变水体原来的光学特性，使得蓝藻水华频繁发生。Apoka湖，平均水深1.7m，富营养化湖泊，TP：0.186mg/L;TN 4.488

16、mg/L;Chl-a0.106mg/L第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法(Modified from Scheffer et al.1993)正效应正效应负效应负效应底泥再悬浮底泥再悬浮透明度透明度藻类藻类大型水生植物大型水生植物营养盐营养盐水深水深鱼类鱼类风浪风浪化感物质化感物质浮游动物浮游动物n 浅水湖泊的稳定机制浅水湖泊的稳定机制第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法大型水生植物能起到净化水质的作用，它的消失直接削弱了水体大型水生植物能起到净化水质的作用，它的消失直接削弱了水体 自净的

17、能力自净的能力大型水生植物与浮游植物竞争养料，前者的消失使后者能独享养料资大型水生植物与浮游植物竞争养料，前者的消失使后者能独享养料资源，导致浮游藻类的大量孳生，反过来通过在养料和光照方面的竞争源，导致浮游藻类的大量孳生，反过来通过在养料和光照方面的竞争优势，进一步压制水草的恢复；优势，进一步压制水草的恢复；大型水生植物能够分泌化感物质，抑制藻类生长大型水生植物能够分泌化感物质，抑制藻类生长水草是产粘性卵的鱼类、螺类以及水生昆虫卵粒附着的基质，产出的水草是产粘性卵的鱼类、螺类以及水生昆虫卵粒附着的基质，产出的鱼卵、虫卵、和螺的卵囊没有水草可资附着，卵的孵化率大大降低鱼卵、虫卵、和螺的卵囊没有水

18、草可资附着，卵的孵化率大大降低水草也是许多幼鱼和水生无脊椎动物躲避敌害的隐蔽场所，少了这样水草也是许多幼鱼和水生无脊椎动物躲避敌害的隐蔽场所，少了这样的避难所，这类动物死亡的机率大增，进而影响到生态系统的生物多的避难所，这类动物死亡的机率大增，进而影响到生态系统的生物多样性。样性。n 大型水生植物消失的影响第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法 磷：磷：湖泊富营养化的湖泊富营养化的首要限制因素首要限制因素，当水环境中磷供应量充足时，藻，当水环境中磷供应量充足时，藻类就可以充分增殖；类就可以充分增殖；氮：氮：控制湖泊富营养化的控制湖泊富营养化的重

19、要元素重要元素，蓝藻可通过生物固氮作用从大气，蓝藻可通过生物固氮作用从大气补充缺乏的氮。补充缺乏的氮。n 水体富营养化水体富营养化目前有 报道出现蓝藻水华的湖泊，其营养盐浓度范围：TN：1-10(20)mg/L;TP:0.01-0.1(0.2)mg/L第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法磷引发的湖泊的富营养化主要由于磷元素具有较高“杠杆作用”,在很多情况下是作为浮游植物的最主要限制性营养元素而存在。根据Redfield的假设,一个典型藻类的分子式应为(CH2O106NH3PO4),也就是说,临界的氮磷比按重量计应为7.2:1。实际中,由于湖泊

20、中蓝藻等生长所需要的氮、磷均需为可溶性的，因此一般认为当氮磷比超过10时,磷就为藻类生长的限制因子，由于许多蓝藻具有从大气中固氮的能力，因此在缺氮时蓝藻会比其它藻类生长的更繁荣。第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法n 水体富营养化水体富营养化营养盐负荷及其湖泊富营养化响应营养盐负荷及其湖泊富营养化响应总磷与藻类的代表性指标叶绿素之间具有明显的相关关系。湖泊中总磷与chla的相关性比总氮与chla的相关性要好。在所有调查的湖泊中,接近80%的湖泊属于磷控制型,20%的湖泊属于氮控制型湖泊。第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章

21、 湖泊富营养化发生机制及评价方法湖泊中氮负荷与浮游植物初级生产力呈显著正相关湖泊中氮负荷与浮游植物初级生产力呈显著正相关n 水体富营养化水体富营养化营养盐负荷及其湖泊富营养化响应营养盐负荷及其湖泊富营养化响应第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法当湖泊水体总氮和总磷浓度比值在(10：1)(25：1)的范围时，藻类生长和氮、磷浓度呈线性关系。我国武汉东湖氮磷比是我国武汉东湖氮磷比是1212：1 1 杭州西湖是杭州西湖是2222：1 1 滇池内湖为滇池内湖为1010：1 1 滇池外湖为滇池外湖为1414：1 1 均处于藻类生长速率最快的范围。均处于

22、藻类生长速率最快的范围。n 水体富营养化水体富营养化营养盐负荷及其湖泊富营养化响应营养盐负荷及其湖泊富营养化响应第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法浮游植物的生长除了受总磷、总氮影响外,温度也是另一个非常重要的影响因素。浮游植物在一年四季中发生有规律的变化,一般以69月份比较高,而以121月份较低。这主要是受气温变化的影响，这也是在夏秋季节湖泊蓝藻大量爆发的原因之一。n 水体富营养化水体富营养化温度的影响温度的影响第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法n 对浅水湖泊富营养化发生机制的若干认识

23、浅水湖泊中蓝藻水华对外源营养盐控制反应迟缓 产生水华的主要是蓝藻门，特别是微囊藻和鞭毛藻，二者都具有较强的上浮和下沉功能。在浅水湖泊中，有规律的动力学扰动虽然使得光照与营养盐发生昼日变化，但蓝藻特有的上浮和下沉能力可以顺应环境变化而迁移。浅水湖泊动力扰动对湖泊生态环境影响较大 风浪作用导致底泥悬浮。动力作用在湖泊内源磷循环中扮演重要作用第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法湖泊富营养化湖泊富营养化评价方法评价方法第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法我国湖泊营养状态评价方法我国湖泊营养状态评价方

24、法卡尔森综合营养状态指数卡尔森综合营养状态指数湖泊、水库富营养化评价指标 叶绿素a(chla)，总氮，总磷，透明度（SD）高锰酸盐指数（CODMn）塞式盘/透明度盘赛克板透明度第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法n 综合营养状态指数计算方法1()()mjjTLIW TLIjTLI 为综合营养状态指数Wj j种营养状态指数权重TLI（j）代表第j种参数的营养状态指数以chla作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算221ijjmijirWr第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法 TLI（

25、chla）=10（2.5+1.086lnchl）TLI（TP）=10（9.436+1.624lnTP）TLI（TN）=10（5.453+1.694lnTN）TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD）TLI（CODMn）=10（0.109+2.661lnCOD）单位：chla：mg/m3，SD：m；其它为mg/L。010070605030贫营养贫营养中中营养营养富富营养营养轻轻度度中度中度重度重度营养状态营养状态TLI()分级标准分级标准第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法参数项目单位贫营养中营养富营养总磷浓度mg/L0.02叶绿素浓

26、度g/L10赛克板透明度m3.72.03.7801080 1 mg/L),Fe forms insoluble ferric salts(Fe+3)that precipitate,settle to the bottom,and adsorb PO4-3.This prevents much from diffusing up into the hypolimnion under anoxic,reducing conditions(O2 1 mg/L),the ferric ion is reduced to the soluble ferrous ion(Fe+2)which disso

27、lves allowing sediment phosphate to diffuse up into the water wind mixing from storms and during fall destratification can re-inject this high-P water to the surface causing algal blooms第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法Halsteds Bay late summer mixing eventsHalsteds Bay late summer mixing

28、eventsRun the color mapper from April 1999 through 2002 focusing on storm events in mid August 1999 and 2000START with MAP=TEMP and plot=DO to show variable stratificationThen switch to MAP=DO and PLOT=TEMP to show anoxic events and discuss the release of P from sediments that swamps annual P-inflow

29、 from watershed第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法Medicine LakeMedicine Lake Algal blooms&mixing events Algal blooms&mixing events-1-1Background:Medicine Lake is extremely productive because of historically high nutrient enrichment from its watershed.Major blooms of algae can be detected in

30、 the RUSS data set as:supersaturated O2 (why?)increased pH(why?)increased chlorophyll-a or turbidity(why?)第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法Medicine Lake Medicine Lake Algal blooms&mixing events-Algal blooms&mixing events-2 2STRATIFYRE-STRATIFYMIXMIXColor=O2Line=pH第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术

31、第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法Summary slide without animation第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法Why did the phosphorus in the bottom water drop so dramatically in August 1999 in Halsteds Bay?P levels drop第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法See how secchi drops as chlorophyll increases?第四章第四章 湖

32、泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法Now see how much TP is in the hypolimnion 第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法Medicine Lake-Storm mixing eventsMedicine Lake-Storm mixing eventsThis sequence runs from 1-5 from Aug 29-30,1999C第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法Phosphorus inactivat

33、ion Phosphorus inactivation Goals:Control algal blooms and noxious algae Increase water transparencyMechanisms:Decrease water column P-concentrationDecrease internal P-loading from sedimentsDecrease suspended particle concentration(due to algae and/or inorganic silt and clay)第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技

34、术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法（二）沉积物中氮对富营（二）沉积物中氮对富营 养化的影响养化的影响第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法v 自然界中氮元素的分布形式：亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐、有机氮和大气中的氮气。n 沉积物中氮存在的形态v 沉积物中可交换性氮包括硝态氮和铵态氮,可交换态氮主要是铵态氮,而硝态氮则是可溶性的,并且能够直接被初级生产者用于光合作用,该形态氮对湖泊环境的富营养化具有十分重要的生态意义。第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法v 沉积物-水界面存在生物硝化和反硝化反

35、应是垂向分层进行的,硝化和反硝化反应只在沉积物顶部厚度仅几厘米的薄层内发生（0-2cm）v 氮在湖泊沉积物一水体界面的转化是一个极其复杂的生物化学过程,硝化和反硝化作用是沉积物-水界面氮转化的主要形式。v 湖泊水体中的氮大部分是以颗粒有机氮形式沉淀在沉积物中,其含量的多少与水体中有机质含量程一定线性关系。在溶解氧相对较丰富的条件下,沉积物中的有机氮化物经矿化作用,生成NH4+、NO3+等离子且进一步扩散到上覆水体中,提高水体氮浓度和营养水平；而上覆水中的NO3+等也能反向进入沉积物中的厌氧层中,经反硝化还原成N2等气态物质再进入大气。第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖

36、泊富营养化发生机制及评价方法（三）沉积物中有机质对富（三）沉积物中有机质对富 营养化的影响营养化的影响第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法u 底泥中有机质的来源 内源性有机质主要是湖泊营养物通过本身生产力产生的动植物残体、浮游生物及微生物等的残骸沉积在底泥中而产生；外源输入：颗粒态及溶解态有机物第四章第四章 湖泊水环境修复技术湖泊水环境修复技术第一章 湖泊富营养化发生机制及评价方法n 底泥中有机质与富营养化之间的关系 湖泊颗粒性沉积物孔隙水中可溶性活性 P的浓度取决于沉积物有机质，同时也部分受到Fe(II)浓度、细菌活性及水深的影响；沉积物中NH4-N和可溶性P的释放量是与沉积物有机质矿化速率成一定的函数关系；沉积物控制有机P转化为无机P的碱性磷酸酶活性(AFA)的影响因素，发现APA与沉积物pH正相关,而与孔隙水中胡敏酸的浓度负相关。沉积物有机质含量会降低沉积物的p +PH,从而对P的矿化产生抑制。