《生态工程》课程授课教案（讲义）第七章 水体污染修复生态工程

第七章水体污染修复生态工程 水是人类消耗最多的自然资源，水资源的可持续利用是所有自然资源可持续开发利用中 最重要的一个问题。由于人类活动的影响，进一步加剧了水资源的减少和污染，危及人类对 水资源的基本需求，进而引发一系列的经济和社会问题。1972年，联合国就发出警告：“水， 将导致亚面的补会危机”，水的问题将成为21世纪影响全球的重大国际问题。目前，中国 的水环境面临最 重的问题是水 本的污染 水体的泪化严面 制约了人类的用水需求，因此 水体的污染修复是人类迫切需要解决的问题。所谓受损水体的污染修复生态 是，是利用 有的植物或培育、接种的微生物的生命活动，对水中的污染物进行转移、转化及降解，从而 使水体得到净化的工程及技术体系。该工程具有以下优点：处理效果好、投资少、运行费用 低、无二次污染等。所以，这种廉价的工程技术十分适用于我国大范围受损水体的修复。 本章的水体主要是指景观、湖泊、池塘等相对静止的淡水生态系统，针对它们富营养化 的现状，指出 了生态修复的必 修复的内在原因、影响 ,提出了生态 修复应遵循的原则、指导思想以及恢复生态功能的方法， 第一节水生生态系统 水生生态系统在人类的生活环境中起着十分重要的作用。 一方面，它在维持全球物质 环和水循环中具有重要的作用，另一方面，它还承担水源地、动力源、交通运输、污染净 化场所等功能。 一、水生生态系统的特点 水体为水生生物的繁衍生息提供了基本的场所，各种生物通过物质流和能量流相互联系 并维持生命，形成了水生生态系统 (aquati 其构成要素有生产者、消费者 分解者和非生物类物质四类。非生物类物质是指水、氧气、二氧化碳、氮和磷营养物质等作 为生物生长原料的无机物质以及生物排泄物和死体等有机物质。生产者是指利用光能或无机 物，合成有机细胞物质的生物，称为一级生产者。水环境中有代表性的生产者是光合自养型 的藻类及部分水生植物。另外，利用氧化能的化学合成自养型硝化细菌也属于生产者范畴 消费者是以生产者产生的有机物为食料的异氧型生物，称为捕食 浮游生物、鱼类、哺乳 类动物等是典型的消费者，其中直接捕食生产者的称为一级消费者，捕食 一级消费者的称为 二级消费者，依此类推。分解者是异氧型生物，它们分解生物死体和排泄物，使之成为简单 的无机物质，供生产者再利用。分解者的典型代表是异养细菌和后生动物？？等。 上述表明，维持生命所必须的物质是在生态系统中循环往复利用的。一般来讲，水体中 的生物大致划分为：脊椎动物 底栖生物、浮游生物和水生高等植物四大生态类群。它们各 自组成水生生态系统十分重要的生命单元，形成错综复杂的相互依存而且相互制约的食物 (food chain) 食物链中各种生物与它们生存的环境之间通过能量流动和物质循环保持着相互依存的 关系，这种关系在一定的空间范围和一定时间内呈现稳定状态，即保持生态平衡(ecological balance)。 天然水体对排入其中的某些物质具有一定限度的自然净化能力 ,使污染的水质得到改 善。但是如果污染物过量排放，超过水体自身的环境容量，这种功能就会丧失，从而导致水 质恶化。 水体受到严重污染后，不但直接危害人体健康，首当其冲受害的是水生生物。因为在正 常的水生生态系统中，各种生物的、化学的、物理的因素组成高度复杂、相互依赖的同一整

第七章 水体污染修复生态工程 水是人类消耗最多的自然资源，水资源的可持续利用是所有自然资源可持续开发利用中 最重要的一个问题。由于人类活动的影响，进一步加剧了水资源的减少和污染，危及人类对 水资源的基本需求，进而引发一系列的经济和社会问题。1972 年，联合国就发出警告：“水， 将导致严重的社会危机”，水的问题将成为 21 世纪影响全球的重大国际问题。目前，中国 的水环境面临最严重的问题是水体的污染。水体的退化严重制约了人类的用水需求，因此， 水体的污染修复是人类迫切需要解决的问题。所谓受损水体的污染修复生态工程，是利用培 育的植物或培育、接种的微生物的生命活动，对水中的污染物进行转移、转化及降解，从而 使水体得到净化的工程及技术体系。该工程具有以下优点：处理效果好、投资少、运行费用 低、无二次污染等。所以，这种廉价的工程技术十分适用于我国大范围受损水体的修复。 本章的水体主要是指景观、湖泊、池塘等相对静止的淡水生态系统，针对它们富营养化 的现状，指出了生态修复的必要性，根据水体生态修复的内在原因、影响因素，提出了生态 修复应遵循的原则、指导思想以及恢复生态功能的方法。 第一节 水生生态系统 水生生态系统在人类的生活环境中起着十分重要的作用。一方面，它在维持全球物质循 环和水循环中具有重要的作用，另一方面，它还承担着水源地、动力源、交通运输、污染净 化场所等功能。 一、水生生态系统的特点 水体为水生生物的繁衍生息提供了基本的场所，各种生物通过物质流和能量流相互联系 并维持生命，形成了水生生态系统（aquatic ecosystem）。其构成要素有生产者、消费者、 分解者和非生物类物质四类。非生物类物质是指水、氧气、二氧化碳、氮和磷营养物质等作 为生物生长原料的无机物质以及生物排泄物和死体等有机物质。生产者是指利用光能或无机 物，合成有机细胞物质的生物，称为一级生产者。水环境中有代表性的生产者是光合自养型 的藻类及部分水生植物。另外，利用氧化能的化学合成自养型硝化细菌也属于生产者范畴。 消费者是以生产者产生的有机物为食料的异氧型生物，称为捕食者。浮游生物、鱼类、哺乳 类动物等是典型的消费者，其中直接捕食生产者的称为一级消费者，捕食一级消费者的称为 二级消费者，依此类推。分解者是异氧型生物，它们分解生物死体和排泄物，使之成为简单 的无机物质，供生产者再利用。分解者的典型代表是异养细菌和后生动物？？等。 上述表明，维持生命所必须的物质是在生态系统中循环往复利用的。一般来讲，水体中 的生物大致划分为:脊椎动物、底栖生物、浮游生物和水生高等植物四大生态类群。它们各 自组成水生生态系统十分重要的生命单元，形成错综复杂的相互依存而且相互制约的食物链 （food chain）。 食物链中各种生物与它们生存的环境之间通过能量流动和物质循环保持着相互依存的 关系，这种关系在一定的空间范围和一定时间内呈现稳定状态，即保持生态平衡（ecological balance）。 天然水体对排入其中的某些物质具有一定限度的自然净化能力，使污染的水质得到改 善。但是如果污染物过量排放，超过水体自身的环境容量，这种功能就会丧失，从而导致水 质恶化。 水体受到严重污染后，不但直接危害人体健康，首当其冲受害的是水生生物。因为在正 常的水生生态系统中，各种生物的、化学的、物理的因素组成高度复杂、相互依赖的同一整

体，物种之间的相互关系都维持着一定动态平衡，也就是生态平衡。如果这种关系受到人为 活动的干扰，如水体受到污染，那么这种平衡就会受到破坏，使生物种类发生变化，许多敏 感的种类可能消失，而 耐型种类的个体大量繁殖起来。如果污染程度继续发展和加剧 不仅导致水生生物多样性的持续衰减，最终还会使水生生态系统的结构和功能遭到破坏，其 影响十分深远。 二、水质净化的生物学原理 水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的 环境容量，从而导致水体中的水发生了物理和化学上的变化，破坏了水体中固有的生态系统， 破坏了水体的功能及其在经济发展和人类生活中的作用。 对于水环境来讲，水体自净(self-purification)的定义有广义和狭义之分，广义的 定义是指受污染的水体经物理、化学与生物作用，使污染物的浓度降低，并恢复到污染前的 水平：获义的定义是指水体中的微生物氧化分解有机污染物而使水体得以净化的过程。 水体自净过程十分复杂，按其机理可分为3个过程：(1)物理过看 其中包括稀释 混合、扩散、挥发、沉淀等过程，污染物质在这一系列的作用下，其浓度得以降低：(2)化 学和物理化学过程一一污染物质通过氧化、还原、吸附、凝聚、中和等反应使其浓度降低： (3)生物生化过程一一污染物质中的有机物质，由于水中微生物的代谢活动而被分解、氧 化，并转化为无害、稳定的无机物，从而使浓度降低。 任何水体的自净作用都是上述三个过程同时、同地产生，相互影响、相互交织在一起 共同作用的结果。但其中常以生物自净过程为主，生物体在水体自净作用中是最活跃、最积 极的因素。目前在水体自净作用的研究上，大多以生物自净过程为中心。 三、水体富营养化的概念与成因 富营养化(Eutrophication)一词原用于描述植物营养物浓度增加对水生生态系统的生物 学效应。最初，Weberf使用cu phc描述决定泥炭沼泽发展初期植物 群落的营养状态。到20世纪中后期，当富营养化及其影响成为人们关注的问题时，其内涵 为拓展，即由社会的城市化、植物营养物的工农业利用及其废弃物的排放等所引起的生态变 化。国内有人定义富营养化为氨、磷等无机营养物大量进入相对封闭、水流缓慢的湖泊、水 库等水体，引起藻类和其它水生植物大量繁殖、水体溶解氧下降、水质恶化、其它水生生物 大量死亡的现象（金相灿等，1990）。尽管富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化， 但天然富营养化要经过几千年甚至几万年才能完成，而人为富营养化才是当代水体富营养化 的主要因素，因为人类经济活动，可导致湖泊在短短几年内就出现富营养化 水体富营养化的表观现象就是蓝细菌和真核藻类引起的“水华”。越来越多的研究表明， 富营养化的实质是水体初级生产力的异常增大，支配这种初级生产力的营养性物质很显然是 言营养化极为重要的指标。在话官的光照、温度、H和充足营养物的条件下天然水体中的藏 类通过光合作用合成自身的原生质，以下反应式可以概括水体富营养化的本质： 106C0h+16N0h+HPO42-+122Hb0+18Ht+能量+微量元*C06Hb601oN16P+1380 可以看出，水体中藻类原生质的生成有赖于碳、氯、磷的存在，碳、氨、磷是生成藻类 的决定性因素，因而也是构成水体富营养化的决定性因素。根据Liebig最少定律(Law of Min m, 1971和上述藻类生长的基本反应式可知 ,磷通常是水体富营养化的 限制因子(Schindler,1997)。其主要原因： 一是因为自然水体中含瞬量很低，限制了水生 生物的生长繁殖：二是大部分水生生物需磷量很少，其生物体的C:N:P一般为106：16：1： 是由于许多蓝细菌能固氮，可从空气中固定氮气米满足它们对N的需要，而磷不能转化为气 体，只能在水体中循环 藻类所需要的无机营养与植物相同，需求量大的元素包括碳、氨、磷、氢、氧。C02是 最主要的碳源，氮源是氨氮和硝酸盐，磷源是溶解性磷酸盐类，氢和氧由水提供。藻类需要

体，物种之间的相互关系都维持着一定动态平衡，也就是生态平衡。如果这种关系受到人为 活动的干扰，如水体受到污染，那么这种平衡就会受到破坏，使生物种类发生变化，许多敏 感的种类可能消失，而一些忍耐型种类的个体大量繁殖起来。如果污染程度继续发展和加剧， 不仅导致水生生物多样性的持续衰减，最终还会使水生生态系统的结构和功能遭到破坏，其 影响十分深远。 二、水质净化的生物学原理 水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的 环境容量，从而导致水体中的水发生了物理和化学上的变化，破坏了水体中固有的生态系统， 破坏了水体的功能及其在经济发展和人类生活中的作用。 对于水环境来讲，水体自净（self-purification）的定义有广义和狭义之分，广义的 定义是指受污染的水体经物理、化学与生物作用，使污染物的浓度降低，并恢复到污染前的 水平；狭义的定义是指水体中的微生物氧化分解有机污染物而使水体得以净化的过程。 水体自净过程十分复杂，按其机理可分为 3 个过程：（1）物理过程——其中包括稀释、 混合、扩散、挥发、沉淀等过程，污染物质在这一系列的作用下，其浓度得以降低；（2）化 学和物理化学过程——污染物质通过氧化、还原、吸附、凝聚、中和等反应使其浓度降低； （3）生物生化过程——污染物质中的有机物质，由于水中微生物的代谢活动而被分解、氧 化，并转化为无害、稳定的无机物，从而使浓度降低。 任何水体的自净作用都是上述三个过程同时、同地产生，相互影响、相互交织在一起， 共同作用的结果。但其中常以生物自净过程为主，生物体在水体自净作用中是最活跃、最积 极的因素。目前在水体自净作用的研究上，大多以生物自净过程为中心。 三、水体富营养化的概念与成因 富营养化(Eutrophication）一词原用于描述植物营养物浓度增加对水生生态系统的生物 学效应。最初，Weber使用eutrope、mestrophe、okigotrophe描述决定泥炭沼泽发展初期植物 群落的营养状态。到20世纪中后期，当富营养化及其影响成为人们关注的问题时，其内涵大 为拓展，即由社会的城市化、植物营养物的工农业利用及其废弃物的排放等所引起的生态变 化。国内有人定义富营养化为氮、磷等无机营养物大量进入相对封闭、水流缓慢的湖泊、水 库等水体，引起藻类和其它水生植物大量繁殖、水体溶解氧下降、水质恶化、其它水生生物 大量死亡的现象（金相灿等，1990）。尽管富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化， 但天然富营养化要经过几千年甚至几万年才能完成，而人为富营养化才是当代水体富营养化 的主要因素，因为人类经济活动，可导致湖泊在短短几年内就出现富营养化。 水体富营养化的表观现象就是蓝细菌和真核藻类引起的“水华”。越来越多的研究表明， 富营养化的实质是水体初级生产力的异常增大，支配这种初级生产力的营养性物质很显然是 富营养化极为重要的指标。在适宜的光照、温度、pH和充足营养物的条件下天然水体中的藻 类通过光合作用合成自身的原生质，以下反应式可以概括水体富营养化的本质： 106CO2+16NO3 - +HPO4 2- +122H2O +18H+ +能量+微量元素 C106H263O110N16P+138O2 可以看出，水体中藻类原生质的生成有赖于碳、氮、磷的存在，碳、氮、磷是生成藻类 的决定性因素，因而也是构成水体富营养化的决定性因素。根据Liebig最少定律（Law of Minimum）（Odum，1971）和上述藻类生长的基本反应式可知，磷通常是水体富营养化的 限制因子(Schindler, 1997)。 其主要原因：一是因为自然水体中含磷量很低，限制了水生 生物的生长繁殖；二是大部分水生生物需磷量很少，其生物体的C:N:P一般为106:16:1；三 是由于许多蓝细菌能固氮，可从空气中固定氮气来满足它们对N的需要，而磷不能转化为气 体，只能在水体中循环。 藻类所需要的无机营养与植物相同，需求量大的元素包括碳、氮、磷、氢、氧。C02是 最主要的碳源，氮源是氨氮和硝酸盐，磷源是溶解性磷酸盐类，氢和氧由水提供。藻类需要

的微量元素有锰、硫、氯、铁、铜和其它许多金属元素，这类元素一般在水中都是大量存在 的。藻类生长的限制因素是氮和磷，其含量通常决定者藻类的收获量，所以水体中氮、磷营 养盐类的增加 也就成为藻类过度生长的主要原因 藻类在、 磷利用上存在一定的相关性(Car&Chambers, 1998)。从藻类对、磷 需要的关系看，磷的需要往往更为重要，生产力受磷的限制更为明显(Ketola,1975:Maberly tl.,2002)。这是因为水中氨的缺乏，可以由许多固氮的微生物（如某些固氮细菌和蓝藻） 来补充，尤其是浅水刊封闭水休，光照充足，生物固氨作用活跃。另外，人们发现藻类的过 度繁殖程度与磷酸盐含量之间存在着某种平行关系，出现过度 殖的那些藻类往往能积累大 量磷酸盐 藻类对有机氨的摄取比无机氯缓慢，但有机物可以作为代谢物或维 生素的来源 进藻类的生长：有机氮也可以通过促进细菌的生长，增加水体中的溶解性C0:量，为藻类光 合作用提供充足的碳源。总体来讲，富营养化是水体受到氮、磷污染(Jarvie et al.,1998, 2002a,b,2005),营养物质进入水体并造成藻类和其它微生物异常增殖的结果。 四、水体富营养化产生的危害 富营养化的危害很大， 影响深 它不仅在经济上造成损失，而且危害人类健康。富营 养化水体在很多用途方面，都被认为是劣质水体。下面分别从几个方面介绍由氨、磷引起的 富营养化状态对水体功能和水质的影响及危害。 (1)使水味变得腥臭难闻 宫营养化的水体会出现薄类（蓝藻）的过度繁殖，伸饮用水产生霉味和泉味。在春末 夏、秋温度较高的季节，水藻大量增殖，成团的藻类死亡腐烂分解时，经过放线茵等微生物 的分解作用，这些水藻就会散发出浓烈的使人恶心的腥臭。藻类散发出的这种器臭，向水体 四周的空气扩散，给人以不舒服的感觉，直接影响、烦扰人们的正常生活，同时这种腥臭味 也使水味难闻，大大降低了水的质量。 (2)降低水的诱明度 富营养化水体中，生长者以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻。这些水藻浮在水体表面 形成 一层“绿色浮渣 。经过风吹，水面这层绿色浮渣被密集 ,由于表层水体悬浮 密集的水藻使水质变得浑浊，透明度明显降低，富营养化派重的水质透明度仅有0.2m,水网 感官性状大大下降。 (3)消耗水体的溶解氧 富营养水体的表层，藻类可获得充是的阳光，并从空气中获得是够的二氧化碳讲行光合 作用而放出氧气，因此表层水体有充足的溶解氧。但在富营养华水体的深层，情况就不同了 首先，由于表层有密集的藻类，使得阳光难以透射进入水体深层，而且阳光在穿射水层的过 程中，被藻类吸收而衰减，所以深层水体的光合作用明显的受到限制而减弱，因而溶解氧的 来源也就随之减少。其次，藻类死亡后不断的腐烂分解，也会大量消耗深层水体的溶解氧 严重时可能使深层水体的溶解氧消耗殆尽而导致厌氧状态，使得需氧生物难以生存。这种厌 氧状态可以触发或者加速底泥积累的营养物质的释放，造成水体营养物质的高负荷，形成富 营养水体的恶性循 (4)向水体释放有毒物质 富营养化对水质的另一个影响是许多藻类能够分泌、释放有毒有害物质，不仅危害动物， 而且对人类健康产生严重影响(Bettina et al.,2000:Codd,2000)。淡水中的蓝藻毒素已 成为全球性的环境问题(Haider et al,.20O3),在好多国家中己发现蓝藻使人和家宿得病的 情况（表1-1）（韩志国等， 2001) 表7-1近30年来发生的蓝藻毒素引起人类中毒事件

的微量元素有锰、硫、氯、铁、铜和其它许多金属元素，这类元素一般在水中都是大量存在 的。藻类生长的限制因素是氮和磷，其含量通常决定着藻类的收获量，所以水体中氮、磷营 养盐类的增加，也就成为藻类过度生长的主要原因。 藻类在氮、磷利用上存在一定的相关性（Carr & Chambers，1998）。从藻类对氮、磷 需要的关系看，磷的需要往往更为重要，生产力受磷的限制更为明显（Ketola，1975；Maberly et al.，2002）。这是因为水中氮的缺乏，可以由许多固氮的微生物(如某些固氮细菌和蓝藻) 来补充，尤其是浅水型封闭水体，光照充足，生物固氮作用活跃。另外，人们发现藻类的过 度繁殖程度与磷酸盐含量之间存在着某种平行关系，出现过度繁殖的那些藻类往往能积累大 量磷酸盐。藻类对有机氮的摄取比无机氮缓慢，但有机物可以作为代谢物或维生素的来源促 进藻类的生长；有机氮也可以通过促进细菌的生长，增加水体中的溶解性C02量，为藻类光 合作用提供充足的碳源。总体来讲，富营养化是水体受到氮、磷污染（Jarvie et al.，1998， 2002a，b，2005），营养物质进入水体并造成藻类和其它微生物异常增殖的结果。 四、水体富营养化产生的危害 富营养化的危害很大，影响深远，它不仅在经济上造成损失，而且危害人类健康。富营 养化水体在很多用途方面，都被认为是劣质水体。下面分别从几个方面介绍由氮、磷引起的 富营养化状态对水体功能和水质的影响及危害。 （1）使水味变得腥臭难闻 富营养化的水体会出现藻类（蓝藻）的过度繁殖，使饮用水产生霉味和臭味。在春末、 夏、秋温度较高的季节，水藻大量增殖，成团的藻类死亡腐烂分解时，经过放线菌等微生物 的分解作用，这些水藻就会散发出浓烈的使人恶心的腥臭。藻类散发出的这种腥臭，向水体 四周的空气扩散，给人以不舒服的感觉，直接影响、烦扰人们的正常生活，同时这种腥臭味 也使水味难闻，大大降低了水的质量。 （2）降低水的透明度 富营养化水体中，生长着以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻。这些水藻浮在水体表面， 形成一层“绿色浮渣”。经过风吹，水面这层绿色浮渣被密集、浓缩，由于表层水体悬浮着 密集的水藻使水质变得浑浊，透明度明显降低，富营养化严重的水质透明度仅有0.2m，水体 感官性状大大下降。 （3）消耗水体的溶解氧 富营养水体的表层，藻类可获得充足的阳光，并从空气中获得足够的二氧化碳进行光合 作用而放出氧气，因此表层水体有充足的溶解氧。但在富营养华水体的深层，情况就不同了。 首先，由于表层有密集的藻类，使得阳光难以透射进入水体深层，而且阳光在穿射水层的过 程中，被藻类吸收而衰减，所以深层水体的光合作用明显的受到限制而减弱，因而溶解氧的 来源也就随之减少。其次，藻类死亡后不断的腐烂分解，也会大量消耗深层水体的溶解氧， 严重时可能使深层水体的溶解氧消耗殆尽而导致厌氧状态，使得需氧生物难以生存。这种厌 氧状态可以触发或者加速底泥积累的营养物质的释放，造成水体营养物质的高负荷，形成富 营养水体的恶性循环。 （4）向水体释放有毒物质 富营养化对水质的另一个影响是许多藻类能够分泌、释放有毒有害物质，不仅危害动物， 而且对人类健康产生严重影响（Bettina et al.，2000；Codd，2000）。淡水中的蓝藻毒素已 成为全球性的环境问题（Haider et al.，2003），在好多国家中已发现蓝藻使人和家畜得病的 情况（表1-1）（韩志国等，2001）。 表7-1 近30年来发生的蓝藻毒素引起人类中毒事件

接触方式 时间（年） 地点 受影响的人群 毒素种类 约5000人患急性 1975 美国 未鉴定 胃肠炎 1979 149人出现类似以肝 油大利亚 cvlindrospermopsin 炎的症状 中因江苏和广西 原发肝癌发病率 1972-1995 微囊藻毒素 部分地区 饮水 2000人患肠胃炎， 1988 巴西 未鉴定 其中88人死亡 许多人患有 澳大利亚 看到食物就恶心 肝毒素 区中 1989 英国 咽喉溃疡、头疼 微囊藻毒素 腹痛、呕吐、腹泻 直接接触 777人患肠胃炎 1995 澳大利 发烧，眼、耳受刺 肝素 激，嘴唇起府 99 英国 11人发烧，发皮疹 微囊藻毒素 1974 美国 23人肌疼、呕吐 脂多糖内毒素 寒战、发皮疹 血透析 116人视物模糊 1996 巴西 恶心、取吐、肝提 微囊藻毒素 伤，其中63人死亡 约占我国城市供水量的四分之 。随着生产发展利 人民生活水平的提高，城市和工矿区对欲用和工业供水的水质水量需求与日俱增。然而，由 于水体言营养化问题日趋严重，故富营养化的水体作为水源时，会给净水厂带来一系列问题， 不少水厂发生制水闲难，水质不佳，今人厌恶。我国的太湖、巢湖和滇池等地尤为严重。在 夏日高温季节，藤类增殖旺盛，过量的藻类会给净水厂的过滤过程带来障碍，水藻经常堵塞 滤池 为 消除堵塞现多 或者增加 。其次 富营养水体在 条件下日 于厌氧作用而产生硫化氢、甲烷和氨气等有毒有害气体，而且在制水过程中水藻本身及其 生的某些有毒物质增加了水处理的技术难度，既影响净水厂的产水率，又加大了制水费用， 有的甚至导致水厂关闭。 (6)对水生生态的影时 在正常情况下， 湖泊水体中各种生物都处于相对平衡的状态。但是， 一旦水体受到污染 而呈现富营养状态时，水体的这种正常的生态平衡就会被扰乱，生物种群量就会显示出剧烈 的波动：某些生物种类明显减少，而另外一些生物种类则显著增加。这种生物种类的演替会 导致水生生物的稳定性和多样性降低，破坏水体的生态平衡

接触方式 时间(年) 地点 受影响的人群 毒素种类 饮水 1975 美国 约5000人 患急性 胃肠炎 未鉴定 1979 澳大利亚 149人出现类似肝 炎的症状 cylindrospermopsin 1972-1995 中国江苏和广西 部分地区 原发肝癌发病率 高 微囊藻毒素 1988 巴西 2000人患肠胃炎， 其中88人死亡 未鉴定 1992 澳大利亚 许多人患有 “Barcoofever”， 看到食物就恶心、 呕吐 肝毒素 直接接触 1989 英国 咽喉溃疡、头疼、 腹痛、呕吐、腹泻 微囊藻毒素 1995 澳大利亚 777人患肠胃炎， 发烧，眼、耳受刺 激，嘴唇起疱 肝毒素 1996 英国 11人发烧，发皮疹 微囊藻毒素 血透析 1974 美国 23人肌疼、呕吐、 寒战、发皮疹 脂多糖内毒素 1996 巴西 116人视物模糊、 恶心、呕吐、肝损 伤，其中63人死亡 微囊藻毒素 （5）影响供水水质并增加制水成本 湖泊和水库是重要的城市供水水源，约占我国城市供水量的四分之一。随着生产发展和 人民生活水平的提高，城市和工矿区对饮用和工业供水的水质水量需求与日俱增。然而，由 于水体富营养化问题日趋严重，故富营养化的水体作为水源时，会给净水厂带来一系列问题， 不少水厂发生制水困难，水质不佳，令人厌恶。我国的太湖、巢湖和滇池等地尤为严重。在 夏日高温季节，藻类增殖旺盛，过量的藻类会给净水厂的过滤过程带来障碍，水藻经常堵塞 滤池。为了消除堵塞现象，需要改善或者增加过滤措施。其次，富营养水体在一定条件下由 于厌氧作用而产生硫化氢、甲烷和氨气等有毒有害气体，而且在制水过程中水藻本身及其产 生的某些有毒物质增加了水处理的技术难度，既影响净水厂的产水率，又加大了制水费用， 有的甚至导致水厂关闭。 （6）对水生生态的影响 在正常情况下，湖泊水体中各种生物都处于相对平衡的状态。但是，一旦水体受到污染 而呈现富营养状态时，水体的这种正常的生态平衡就会被扰乱，生物种群量就会显示出剧烈 的波动；某些生物种类明显减少，而另外一些生物种类则显著增加。这种生物种类的演替会 导致水生生物的稳定性和多样性降低，破坏水体的生态平衡

(7)对渔业的影响 不少种类的蓝藻含有胶质膜或有毒，不适于作鱼的饵料。藻类的大量过度繁殖使水体中 溶解氧急剧变化 般到8月中旬后 因大量藻类衰败， ,而在水底被异养微生物 分解，使氧气耗尽，这就使鱼卵的孵化和鱼类的生存受到严重影响，从而严重影响鱼的生有 和渔业生产。 另外，根据氨的不同存在形态也会造成如下危害：(1)有机氮氨造成水体的富营养化现象： (2)增加给水成本。在水厂加氯消毒时，水体中少量氨会增加加氯量。此外还会使脱色、 除臭、除味的化学药剂投加量增加。(3)消耗水体中的溶解 还原态氮(NN)因硝化 作用而耗去水体中大量的溶解氧：（④）对人及生物具有毒害作用。硝态氮、亚硝态氨对人 水生生物有毒害作用。许多水生动物对氨较敏感，一般均有一定的耐受限度，如果水中氨超 过3mg/L时，金鱼在2496小时内就会死亡

（7）对渔业的影响 不少种类的蓝藻含有胶质膜或有毒，不适于作鱼的饵料。藻类的大量过度繁殖使水体中 溶解氧急剧变化，一般到8月中旬后，因大量藻类衰败，沉入水底，而在水底被异养微生物 分解，使氧气耗尽，这就使鱼卵的孵化和鱼类的生存受到严重影响，从而严重影响鱼的生存 和渔业生产。 另外，根据氮的不同存在形态也会造成如下危害:（1）有机氮造成水体的富营养化现象； （2）增加给水成本。在水厂加氯消毒时，水体中少量氨会增加加氯量。此外还会使脱色、 除臭、除味的化学药剂投加量增加。（3）消耗水体中的溶解氧。还原态氮（NH3-N）因硝化 作用而耗去水体中大量的溶解氧；（4）对人及生物具有毒害作用。硝态氮、亚硝态氮对人及 水生生物有毒害作用。许多水生动物对氨较敏感，一般均有一定的耐受限度，如果水中氨超 过 3mg/L 时，金鱼在 24~96 小时内就会死亡

第二节景观水体的污染修复 一、景观水体的重要性及其现状 景观水体，通常指的是休闲娱乐用水，主要包括公园中的小湖泊、住宅区的池塘、喷泉、 瀑布等(Lutk&Joke,2000)。在园林中，水景常常构成一种独特的、耐人寻味的意境， 对于城市的生态、景观、文化及娱乐等方面均起若积极作用。 ，人们生活水平不断提高，越来越向往 小桥流水、如诗如画”的生活环境，因 此，随着城市绿地、公园和居住小区的建设，人工湖泊、人工河流、水族馆、喷泉、瀑布 景观池塘以及景观水池也与日剧增。这些景观水体多为静止或流动性差的封闭性缓流水体， 一般具有水域面积小、易污染、水环境容量小、水体自净能力低等特点，再加上当初设计的 局限性、后期的污染以及水质管理措施等方面的问，极易造成水中悬浮物增多、浊度增大 水味臭难闻、藻类过量紧殖、蚊蝇滋 观赏性鱼类大批死亡等问题，丧失了景观水体的 功能，并严重影响周围的自然环境和居民的人居环境(Hiltonet山，2006)。因此，如何让哪 一方绿水常清，让碧波荡漾的美丽水景永驻，重新体现并提升其在都市文化中的价值和品位， 是城市生态环境建设中一个亟待解决的问题。 二、污染来源及防治方法 成市景观水体的污染来源主要有以下几个方面：(1)大气沉降。主要是尘土、氨磷、硫 化物等：(2)雨水 ,大气中的污染物（主要是地表积聚物、土壤颗粒、化肥农药残留物 养盐等)随降雨冲刷径流进入景观水体：(3)枯枝落叶。水景岸边的植物以及水体中水生植 物的枯枝落叶和残体等进入水体后，腐烂分解成为水体中的污染物：(4)鱼类饵料和排泄物。 (5)不文明的游客随意丢弃的垃圾和杂物。因此，要想控制景观水体的富营养化，需要通 位生态护常、水水通保洁、鱼类控制等修刘林德性营秀染物水入 源污染。对于已经受污染的景观水体，则要在有 同时，采取有 效的方法，通过控制水体中的COD、BOD、总氨、总磷的含量，进而控制藻类的生长，保 持水体的清澈、洁净。 目前，景观水体内源性污染控制主要有物理、化学和生态方法，下面进行逐一详述。 物理方法常用的右直接调水、弦浚底泥、机械过滤、曝气等。当水体的诱明度隆低时 通过调水的方法进行稀释水中杂质的浓度，以此降低污染，此方法只适合于小面积的水体， 但是在水资源高度短缺的今天，这种方法的局限性很大：有些 地方采用循环过滤的方式， 设 置景观水循环净化装置，此方法虽然比引水、换水，投加药剂的方法行之有效，但是费用太 高。如上海市太平桥公共绿地人工湖（安玲等，2003）和上海盛大花园人工湖（邹平等，2003） 都采用了循环系统，其前期投入较大，后期还需维护费用。 直接投加化学药剂的化学方法，如硫酸铜和漂白粉等，此方法虽然可以立竿见影，沉淀 污染物，使水质 清，但是容易引起二次污染。该方法不能从根本上改善水质，相反长期投 加还会使水质越米越差，最终使人工湖成为一潭死水。 生态防治的原理就是通过在水体中养殖有抗污染能力和强化能力的水生动物、植物及微 生物，或提高水体中已有生物群落的净化能力，进行修复水体，并利用生物间的相互作用维 持生态平衡。该技术中前者是构造一个人工的自然环境，后者是对自然界恢复能力和自净能 力的一种强化 这项技术的优越性主要体现在：无需循环设备的投资。 需额外的运行费用 和维修保养费：无需专人管理，也能达到水质要求：整个水体的自身调节能力增加，对水。 的波动可通过自身的生态进行调节：营造一个更自然更优美的天然水景等。这与当今世界提 倡的人与自然和谐发展是不谋而合的， 三、生态修复

第二节 景观水体的污染修复 一、景观水体的重要性及其现状 景观水体，通常指的是休闲娱乐用水，主要包括公园中的小湖泊、住宅区的池塘、喷泉、 瀑布等（Luttik & Joke，2000）。在园林中，水景常常构成一种独特的、耐人寻味的意境， 对于城市的生态、景观、文化及娱乐等方面均起着积极作用。 近年来，人们生活水平不断提高，越来越向往“小桥流水、如诗如画”的生活环境，因 此，随着城市绿地、公园和居住小区的建设，人工湖泊、人工河流、水族馆、喷泉、瀑布、 景观池塘以及景观水池也与日剧增。这些景观水体多为静止或流动性差的封闭性缓流水体， 一般具有水域面积小、易污染、水环境容量小、水体自净能力低等特点，再加上当初设计的 局限性、后期的污染以及水质管理措施等方面的问题，极易造成水中悬浮物增多、浊度增大、 水味腥臭难闻、藻类过量繁殖、蚊蝇滋生、观赏性鱼类大批死亡等问题，丧失了景观水体的 功能，并严重影响周围的自然环境和居民的人居环境（Hilton et al，2006）。因此，如何让哪 一方绿水常清，让碧波荡漾的美丽水景永驻，重新体现并提升其在都市文化中的价值和品位， 是城市生态环境建设中一个亟待解决的问题。 二、污染来源及防治方法 城市景观水体的污染来源主要有以下几个方面：（1）大气沉降。主要是尘土、氮磷、硫 化物等；（2）雨水。大气中的污染物（主要是地表积聚物、土壤颗粒、化肥农药残留物、营 养盐等）随降雨冲刷径流进入景观水体；（3）枯枝落叶。水景岸边的植物以及水体中水生植 物的枯枝落叶和残体等进入水体后，腐烂分解成为水体中的污染物；（4）鱼类饵料和排泄物。 （5）不文明的游客随意丢弃的垃圾和杂物。因此，要想控制景观水体的富营养化，需要通 过生态护岸、引水暗沟、水面保洁、鱼类控制等措施，杜绝上述污染物进入水体，控制其外 源污染。对于已经受污染的景观水体，则要在有效控制外源性营养物质输入的同时，采取有 效的方法，通过控制水体中的 COD、BOD5、总氮、总磷的含量，进而控制藻类的生长，保 持水体的清澈、洁净。 目前，景观水体内源性污染控制主要有物理、化学和生态方法，下面进行逐一详述。 物理方法常用的有直接调水、疏浚底泥、机械过滤、曝气等。当水体的透明度降低时， 通过调水的方法进行稀释水中杂质的浓度，以此降低污染，此方法只适合于小面积的水体， 但是在水资源高度短缺的今天，这种方法的局限性很大；有些地方采用循环过滤的方式，设 置景观水循环净化装置，此方法虽然比引水、换水，投加药剂的方法行之有效，但是费用太 高。如上海市太平桥公共绿地人工湖（安玲等，2003）和上海盛大花园人工湖（邹平等，2003） 都采用了循环系统，其前期投入较大，后期还需维护费用。 直接投加化学药剂的化学方法，如硫酸铜和漂白粉等，此方法虽然可以立竿见影，沉淀 污染物，使水质变清，但是容易引起二次污染。该方法不能从根本上改善水质，相反长期投 加还会使水质越来越差，最终使人工湖成为一潭死水。 生态防治的原理就是通过在水体中养殖有抗污染能力和强化能力的水生动物、植物及微 生物，或提高水体中已有生物群落的净化能力，进行修复水体，并利用生物间的相互作用维 持生态平衡。该技术中前者是构造一个人工的自然环境，后者是对自然界恢复能力和自净能 力的一种强化。这项技术的优越性主要体现在：无需循环设备的投资，无需额外的运行费用 和维修保养费；无需专人管理，也能达到水质要求；整个水体的自身调节能力增加，对水质 的波动可通过自身的生态进行调节；营造一个更自然更优美的天然水景等。这与当今世界提 倡的人与自然和谐发展是不谋而合的。 三、生态修复

(一)微生物修复 景观水估一般以自来水作为原水，水体中污池物高效降解茵很少，补东右热微牛物和伍 进其生长的营养剂可加速水体中污染名 降解，也有助于加速底泥中污头 的分解转化。 用投菌法进行水体的生物修复近年来已成为国内外研究的热点。该方法是直接向富营养化 观水体中投入单一、复合微生物或者是商品化的环境生物制剂，利用投加的微生物激活水体 中原本存在的可以自净的、但被抑制而不能发挥其功效的微生物，通过它们的迅速增殖，大 量吸收转化水体中的氮、楼等盐类，物制藻类的生长，治理水休的言营养化 对于投菌技 ,已有许多关于光合细菌、 硝化细菌 芽孢杆菌等以及它们组成的复合微 生物改善富营养化水体的研究报道。曹式芳等(2002 采用1：1：1的比例，对光合细菌 硝化细菌和复合细菌进行混合，处理富营养化景观水体，结果表明：有机物与叶绿素的去除 率分别达到60%和90%，含氮化合物的去除率达到50%以上，而且投入微生物可使水体D0 值由1mgL增加到7mg-L。庞金钊等(2003)投加光合细南、硝化细菌、复合南的混合 液对水体浊度的去除率达到88%，并且COD、氨氨、叶绿素a等的含量均显著降低。唐 玉斌等 (2003 采用纯天然钱 制成的 激活剂B (BO) ra Complex (NC)对上海植物园兰室和牡丹园的湖水进行修复，结果表明，施用生物激活剂BO和NC对 水体COD、BOD、TP、浊度等均有显著的去除效果，并可显著提升水体溶解氧。方一丰等 (2005)用由酵母音、氨基酸和维生素等组成的生物激活剂对实际景观水体进行修复，结果 表明：投加牛物激活剂的水样，与空白相比，COD。.夫除率增加了273%，溶解提升212% 浊度的去除率增加了23.6%，氨氨的去除率增加了11.5%。 (二)水生植物修复 在城市景观水体处理中，水生植物占据若十分重要的地位(Bx,1994), 一方面起若 代替曝气机输氧的作用，另一方面为微生物群落创造了有利的活动场所。用于处理富营养化 水体的植物一般具有以下特点：耐污能力强、抗寒性强、生长快、能积累大量的氨磷等营养 物质、易收制、易控制、具有一定的观赏价值和经济价值。目前，国内外已利用多种水生植 物主要有：风眼莲(Eichhomia crassipes)、睡莲(Nymphaea limn.Spp、满江红(A-alla imbricat Naka)、美人蕉(Cana generalis Bailey)、香蒲(Typha Linm.Spp)、菱白(Zizania latifolia Stap) (全为民等，2003：张领等，2005：Lual,2004:吴振斌等，2002)等，它们吸收水体 中多余的营养物质，进而消除水体的富营养化。水生植物主要通过3个重要作用净化富营养 化水体：直接吸收利用氮、磷等营养物质，并吸附一些有毒有害物质：为微生物提供好氧 厌氧条件：增强和维持介质的水力传输能力。另外，植物还通过光合作用为净化水体提供能 量，节省能源并且通过定期收割回收资源：还和浮游藻类竞争营养物和光能，进而抑制藻类 的生长：具有观赏性，能改善景观生态环境：增加了系统的生物多样性，提高了系统抵抗外 界的干扰能力，使水生生态系统的结构更加稳定。 (三)水生动物修复 水生动物以水体中的细菌、藻类、有机碎屑等为食，可有效减少水体中的悬浮物、提高 其透明度。投放数量合适，物种配比合理的水生动物，可延长生态系统的食物链、提高生物 净化效果。通过定期对浮游司 和底栖动物进行打捞，可以防止其过量 殖造成的污染，同 时也可以将已转化成生物有机体的有机质和氨磷等营养物质从水体中彻底去除 四、生态防治的原则 景观水体多种多样，因此在防治景观水体污染的措施上应该从提高水环境容量、水体 自净能力入手，根据其自身的特点选择相应的治理方法。 1、对于拟建的景观水体，应该采用水质较好的自然水体作为水源：避免出现死角，增 加水体的互通性和流动性： 池底和堤岸要采用天然泥层或多孔材料 增加水体的环境容星 有助于形成较完整的食物链，提高水体的自净能力：仿造天然湖泊，进行生态设计，将水体

（一）微生物修复 景观水体一般以自来水作为原水，水体中污染物高效降解菌很少，补充有益微生物和促 进其生长的营养剂可加速水体中污染物的降解，也有助于加速底泥中污染物的分解转化。采 用投菌法进行水体的生物修复近年来已成为国内外研究的热点。该方法是直接向富营养化景 观水体中投入单一、复合微生物或者是商品化的环境生物制剂，利用投加的微生物激活水体 中原本存在的可以自净的、但被抑制而不能发挥其功效的微生物，通过它们的迅速增殖，大 量吸收转化水体中的氮、磷等盐类，抑制藻类的生长，治理水体的富营养化。 对于投菌技术，已有许多关于光合细菌、硝化细菌、芽孢杆菌等以及它们组成的复合微 生物改善富营养化水体的研究报道。曹式芳等（2002）采用 1﹕1﹕1 的比例，对光合细菌、 硝化细菌和复合细菌进行混合，处理富营养化景观水体，结果表明：有机物与叶绿素的去除 率分别达到 60%和 90%，含氮化合物的去除率达到 50%以上，而且投入微生物可使水体 DO 值由 1mg·L -1 增加到 7mg·L -1。庞金钊等（2003）投加光合细菌、硝化细菌、复合菌的混合 液对水体浊度的去除率达到 88％，并且 CODMn、氨氮、叶绿素 a 等的含量均显著降低。唐 玉斌等（2003）采用纯天然物质制成的生物激活剂 Bio OxidatorTM (BO)和 Nutra ComplexTM (NC)对上海植物园兰室和牡丹园的湖水进行修复，结果表明，施用生物激活剂 BO 和 NC 对 水体 COD、BOD、TP、浊度等均有显著的去除效果，并可显著提升水体溶解氧。方一丰等 （2005）用由酵母膏、氨基酸和维生素等组成的生物激活剂对实际景观水体进行修复，结果 表明：投加生物激活剂的水样，与空白相比，CODCr去除率增加了 27.3%，溶解氧提升 21.2%， 浊度的去除率增加了 23.6%，氨氮的去除率增加了 11.5%。 （二）水生植物修复 在城市景观水体处理中，水生植物占据着十分重要的地位（Brix，1994），一方面起着 代替曝气机输氧的作用，另一方面为微生物群落创造了有利的活动场所。用于处理富营养化 水体的植物一般具有以下特点：耐污能力强、抗寒性强、生长快、能积累大量的氮磷等营养 物质、易收割、易控制、具有一定的观赏价值和经济价值。目前，国内外已利用多种水生植 物主要有：凤眼莲（Eichhornia crassipes）、睡莲（Nymphaea linn. Spp）、满江红（Azalla imbricate Nakai）、美人蕉（Cana generalis Bailey）、香蒲（Typha Linn. Spp）、茭白（Zizania Iatifolia Stapf） （全为民等，2003；张颖等，2005；Lue et al.，2004；吴振斌等，2002）等，它们吸收水体 中多余的营养物质，进而消除水体的富营养化。水生植物主要通过 3 个重要作用净化富营养 化水体：直接吸收利用氮、磷等营养物质，并吸附一些有毒有害物质；为微生物提供好氧、 厌氧条件；增强和维持介质的水力传输能力。另外，植物还通过光合作用为净化水体提供能 量，节省能源并且通过定期收割回收资源；还和浮游藻类竞争营养物和光能，进而抑制藻类 的生长；具有观赏性，能改善景观生态环境；增加了系统的生物多样性，提高了系统抵抗外 界的干扰能力，使水生生态系统的结构更加稳定。 （三）水生动物修复 水生动物以水体中的细菌、藻类、有机碎屑等为食，可有效减少水体中的悬浮物、提高 其透明度。投放数量合适，物种配比合理的水生动物，可延长生态系统的食物链、提高生物 净化效果。通过定期对浮游动物和底栖动物进行打捞，可以防止其过量繁殖造成的污染，同 时也可以将已转化成生物有机体的有机质和氮磷等营养物质从水体中彻底去除。 四、生态防治的原则 景观水体多种多样，因此在防治景观水体污染的措施上应该从提高水环境容量、水体 自净能力入手，根据其自身的特点选择相应的治理方法。 1、对于拟建的景观水体，应该采用水质较好的自然水体作为水源；避免出现死角，增 加水体的互通性和流动性；池底和堤岸要采用天然泥层或多孔材料，增加水体的环境容量， 有助于形成较完整的食物链，提高水体的自净能力；仿造天然湖泊，进行生态设计，将水体

的自然生态属性、水面的开阔奔放与大环境绿化的背景融为一体：在底层配置上既有抗污吸 能力强的环保型植物群落，又有模拟自然的观赏型植物群落：适量放养具有较强净化能力 的水生动物， 人为建立水生生态系统 2、对于已建的景观水，防止居民生活污水进入，同时减少在水体周围使用化肥和农药： 经常清理表面污染物：适当植入动植物、或置入假山和浮岛，构建生态系统，利用生物净化 水中的污染物，维持水质：投加微生物制剂，促进水体中原有微生物的作用，强化净化能力。 五、小 城 景观水体要想一直保持良好的水质，平时日间的维护尤其重要， 要定时进行生物养 护、设备检验和水质监测。需要确保水体具有良好的水生生态系统，对系统中的各种物种的 生长、配比定时监测，进行补充或去除，维持系统的平衡。定时进行水质监测，充分了解水 体水质情况，及时归纳使用措施的效果和预测水体动态变化的趋势。 目前，生态工程被认为是恢复宫营养化景观水体的最佳工其，能够实现技术可行、经济 司时又合乎城市生态的要求，能使景观水体真正成为城市一道亮丽的风景 以北京市动物园水禽湖富营养化综合整治为例（刘晓艳，2001）。 水禽湖位于北京市动物园水系的中部，是珍稀水禽生存和繁衍的场所，湖中生活有100( 多只水禽，主要是丹顶鹤、白棉、赤颈鹤、大天鹅、灰鹤等珍稀品种。高密度的水禽养殖带 来了水环境的污染问题，尤其在夏天，水质恶化，浮游藻类增多，透明度下降。恶化的水质 不仅威胁若水禽的生存，同时还会污染与其相连的河道，影响城市是观和危及供水水质。2000 年4月，在综合整治措施实施之前，水质监测结果为TN0.85mgL、TP0.17mgL、COD 19.7mg/1L、叶绿素a为93.3μg/L,水体呈官营养化状态。 综合整治方案从2000年4月开始实施，至2000年10月结束。主要实施的措施如下 (1)生物措施 主要是放养鱼类、种植水生植物、使用微生物技术三种措施。 放养的鱼类选择了中上层鱼类一一鲢鱼、鳙鱼、底层鱼类一一鲤鱼，主要是通过它们的 摄食能力抑制浮游植物的生长。在5月下旬向水禽湖中二次投放鱼类，共计白500条(518 斤)，花链200条(227斤)，鲤鱼400条(340斤)。 水生植物选择了风眼莲，于6月底投放了150kg的凤眼莲，由于在一日内被水禽全部吃 光，于7月底在水腐湖下游的天鹅湖中放养2000kg风眼莲，并于8月下旬每天向水禽湖中 转移100kg左右，以代替水高饲料供其食用。 微生物技术是利用光合细南，以红色非硫细菌科中的红假单胞菌属为主，优势种为沼群 红假单胞茵。在4月26日开始每月一次全池泼酒，为了更好地改善池底环境，在第一次泼 洒前进行拌沙沉池底施。 (2)工程措腕 为了改善水禽湖的溶解氧状况，将机械增氧设施建成喷泉的形式，参数为：电机5000 瓦、喷嘴60个，进水管直径30cm,流量1000m3h,射程10m,试验期间喷泉昼夜工作。 (3)管理措施 制定了必要的动物园管理规则，加强了对园内工作地监督、管理。如加强了对湖内及湖 边栖息动物的饲养管理，尽量诚少残饵和动物粪便进入水禽湖中，对湖面漂浮的腐叶枯枝及 垃圾杂物及时进行了清除等。同时，加强了动物园环境保护宜传工作，减少水禽湖的旅游污

的自然生态属性、水面的开阔奔放与大环境绿化的背景融为一体；在底层配置上既有抗污吸 污能力强的环保型植物群落，又有模拟自然的观赏型植物群落；适量放养具有较强净化能力 的水生动物，人为建立水生生态系统。 2、对于已建的景观水，防止居民生活污水进入，同时减少在水体周围使用化肥和农药； 经常清理表面污染物；适当植入动植物、或置入假山和浮岛，构建生态系统，利用生物净化 水中的污染物，维持水质；投加微生物制剂，促进水体中原有微生物的作用，强化净化能力。 五、小结 城市景观水体要想一直保持良好的水质，平时日间的维护尤其重要，要定时进行生物养 护、设备检验和水质监测。需要确保水体具有良好的水生生态系统，对系统中的各种物种的 生长、配比定时监测，进行补充或去除，维持系统的平衡。定时进行水质监测，充分了解水 体水质情况，及时归纳使用措施的效果和预测水体动态变化的趋势。 目前，生态工程被认为是恢复富营养化景观水体的最佳工具，能够实现技术可行、经济 有效、同时又合乎城市生态的要求，能使景观水体真正成为城市一道亮丽的风景。 六、案例 以北京市动物园水禽湖富营养化综合整治为例（刘晓艳，2001）。 水禽湖位于北京市动物园水系的中部，是珍稀水禽生存和繁衍的场所，湖中生活有 1000 多只水禽，主要是丹顶鹤、白鹤、赤颈鹤、大天鹅、灰鹤等珍稀品种。高密度的水禽养殖带 来了水环境的污染问题，尤其在夏天，水质恶化，浮游藻类增多，透明度下降。恶化的水质 不仅威胁着水禽的生存，同时还会污染与其相连的河道，影响城市景观和危及供水水质。2000 年 4 月，在综合整治措施实施之前，水质监测结果为 TN 0.85mg/L、TP 0.17mg/L、COD 19.7mg/L、叶绿素 a 为 93.3µg/L，水体呈富营养化状态。 综合整治方案从 2000 年 4 月开始实施，至 2000 年 10 月结束。主要实施的措施如下： （1）生物措施 主要是放养鱼类、种植水生植物、使用微生物技术三种措施。 放养的鱼类选择了中上层鱼类——鲢鱼、鳙鱼、底层鱼类——鲤鱼，主要是通过它们的 摄食能力抑制浮游植物的生长。在 5 月下旬向水禽湖中二次投放鱼类，共计白鲢 500 条（518 斤），花鲢 200 条（227 斤），鲤鱼 400 条（340 斤）。 水生植物选择了凤眼莲，于 6 月底投放了 150kg 的凤眼莲，由于在一日内被水禽全部吃 光，于 7 月底在水禽湖下游的天鹅湖中放养 2000kg 凤眼莲，并于 8 月下旬每天向水禽湖中 转移 100kg 左右，以代替水禽饲料供其食用。 微生物技术是利用光合细菌，以红色非硫细菌科中的红假单胞菌属为主，优势种为沼泽 红假单胞菌。在 4 月 26 日开始每月一次全池泼洒，为了更好地改善池底环境，在第一次泼 洒前进行拌沙沉池底施。 （2）工程措施 为了改善水禽湖的溶解氧状况，将机械增氧设施建成喷泉的形式，参数为：电机 5000 瓦、喷嘴 60 个，进水管直径 30cm，流量 1000m3 /h，射程 10m，试验期间喷泉昼夜工作。 （3）管理措施 制定了必要的动物园管理规则，加强了对园内工作地监督、管理。如加强了对湖内及湖 边栖息动物的饲养管理，尽量减少残饵和动物粪便进入水禽湖中，对湖面漂浮的腐叶枯枝及 垃圾杂物及时进行了清除等。同时，加强了动物园环境保护宣传工作，减少水禽湖的旅游污

染负荷。 试验前，水禽湖水质在4类水的标准范围内，5月份水质好于4月份，7月水质最差， 随后水质逐渐好转，到9月底水质已接近三类水标准，10月份水质有开始下降，与1999年 同期相比，2000年水禽湖地水质好于1999年，一定程度上控制了水体富营养化的发展。另 外，水禽湖中动物的健康状况也得到了好转，表现为繁殖率和成活率提高，发病率、死亡率 下降

染负荷。 试验前，水禽湖水质在 4 类水的标准范围内，5 月份水质好于 4 月份，7 月水质最差， 随后水质逐渐好转，到 9 月底水质已接近三类水标准，10 月份水质有开始下降，与 1999 年 同期相比，2000 年水禽湖地水质好于 1999 年，一定程度上控制了水体富营养化的发展。另 外，水禽湖中动物的健康状况也得到了好转，表现为繁殖率和成活率提高，发病率、死亡率 下降

第三节湖泊水体的污染修复 一、湖泊水体的重要性及其污染现状 我国是一个多湖泊的国家，面积在1km2以上的湖泊约有2300个，湖泊总面积约为717 871km2,约占全国国土总面积的0.8%，湖泊贮水量约为7.088×10'm3,其中淡水贮量为2.261 ×101m,占湖泊贮水量的31.9%。这些湖泊在防洪、灌溉、养殖、航运、饮用水源和观光 旅游等方面，均占有十分重要的地位。近年来，随若我国经济的迅速发展，排污量日益增加 加上长期以来人们对湖泊资 原的不合理开发 给众多湖泊环境造成了不良影响 目前，湖 面临最严重的问题是富营养化，主要表现是水体中藻类大量繁殖，水质恶化，已危及国民经 济和社会的可持续发展。具体表现包括：使净化水质工作发生困难，造成以湖泊作为供水水 源的城市自来水有腥臭味：游憩观赏功能下降，影响旅游业发展：引起鱼类和水生生物的物 种多样性减少，某些藻类还有走，危及人、畜饮水安全。 二、污染来源及防治方法 进入水体的氮、磷、有机物等营养来源是多方面的，其中人类活动造成的来源主要有以 下4个方面：(1)一些工业和生活污水未经处理直接进入河道和水体。这类污水的氨、磷、 有机碳的含量高，如果进入湖库，造成藻类过度生长危害最大(Ketola et al.,1991)。(2) 污水处理厂出水排入水体。采用常规处理工艺的污水处理厂，其排放水含有相当数量的氨 磷和硫。主要是因为有机物被微生物氧化分解产生氨氨、硝酸盐、硫酸盐和磷酸盐，除构成 微生物细胞的组分外， 其余部 分都随出水排入水体，成为藻类合适的养料。这是城市污水 过常规二级处理但城市湖水仍然出现水质富营养化和黑臭的主要原因之一。(3)面源性的农 业污染物如农田肥料和农药，经雨水冲淋、农业排水和地表径流带入水体。人工合成的化肥、 农药是水体中氮磷的主要来源(H®otal.,1992)。为了取得农作物高产，农田的施肥量越 来城高，加上科学施巴及其推广问顾尚未得至到有效解决，讲入水体的流失肥料域来城多。有 机肥料也可能经微生物分解，成为可溶性无机盐，然 进入地下水或湖库。另外，畜牧养殖 业废弃物和水生动物的排泄物，氨、磷含量相当高，也大量进入水体。(4)大量使用的高磷 洗涤剂是进入水体磷素的重要来源。我国太湖最主要的磷污染源之一就是洗涤剂。 鉴于湖泊水体中氨、磷的来源非常广泛，富营养化的防治应与引起富营养化的成因和机 制相结合。由于污垫来源丰要有来自底部淤泥的内源污染和人为活动引起的外源污染，所以 应同时控制外源性营养物质的输入和减少内源性营养物质的负荷。 外源污染是营养物质来源的重要渠道，因此治理水体富营养化的一项必要措施是堵源 即把大量的氨、磷堵截在进入天然水体之前。具体技术包括：实施洗涤剂禁磷：制订营养物 质排放标准：根据湖泊、水库等水环境中氮、磷容量，实施总量控制：实施截污工程：改进 施肥方式、灌溉制度以及合理种植农作物、推广新型肥料等措施控制化肥的使用量，减少农 业外源污染及节水灌溉、控制施肥，减少农业径流引起的肥料损失等。然而国外许多地方对 湖泊、水库等水体采取措施降低外源营养物进入水体并没有达到理想效果.芬兰在1975~1978 年期间对Vesijiarvi湖控制外源污染，磷负荷减少了93%，湖水中磷由0.15mgL降到0.05mg/L 之后，蓝藻水华依然肆虐了十多年(Kairesalo et al.,1999):南京玄武湖是一个严重的富营 养化小型浅水湖泊，从1990年开始截污，但截污后湖区水质未能得到改善，死鱼事故依旧频 繁发生，富营养化藻类生物量和种类组成也未见明显改善（王国样等，1999）。 可见，通过控制外源氨、硫的输入来防治湖泊水体的富营养化并未在短期内取得理想的 效果。但这并不意味着防治水体的富营养化并不需要控制外源营养盐，而是水体一旦形成富 营养化就很难彻底恢复。 湖泊水体的底部淤泥中储存若大量的营养物质成为内源污染，沉积物中释放出来的磷成 为支持藻类增长的主要营养，进而加剧水体的富营养化。目前根据不同的污染情况可采用不

第三节 湖泊水体的污染修复 一、湖泊水体的重要性及其污染现状 我国是一个多湖泊的国家，面积在 1km2 以上的湖泊约有 2300 个，湖泊总面积约为 717 871km2，约占全国国土总面积的 0.8%，湖泊贮水量约为 7.088×1011m3，其中淡水贮量为 2.261 ×1011m3，占湖泊贮水量的 31.9%。这些湖泊在防洪、灌溉、养殖、航运、饮用水源和观光 旅游等方面，均占有十分重要的地位。近年来，随着我国经济的迅速发展，排污量日益增加， 加上长期以来人们对湖泊资源的不合理开发，给众多湖泊环境造成了不良影响。目前，湖泊 面临最严重的问题是富营养化，主要表现是水体中藻类大量繁殖，水质恶化，已危及国民经 济和社会的可持续发展。具体表现包括：使净化水质工作发生困难，造成以湖泊作为供水水 源的城市自来水有腥臭味；游憩观赏功能下降，影响旅游业发展；引起鱼类和水生生物的物 种多样性减少，某些藻类还有毒，危及人、畜饮水安全。 二、污染来源及防治方法 进入水体的氮、磷、有机物等营养来源是多方面的，其中人类活动造成的来源主要有以 下4个方面：（1）一些工业和生活污水未经处理直接进入河道和水体。这类污水的氮、磷、 有机碳的含量高，如果进入湖库，造成藻类过度生长危害最大（Ketola et al.，1991）。（2） 污水处理厂出水排入水体。采用常规处理工艺的污水处理厂，其排放水含有相当数量的氮、 磷和硫。主要是因为有机物被微生物氧化分解产生氨氮、硝酸盐、硫酸盐和磷酸盐，除构成 微生物细胞的组分外，其余部分都随出水排入水体，成为藻类合适的养料。这是城市污水经 过常规二级处理但城市湖水仍然出现水质富营养化和黑臭的主要原因之一。（3）面源性的农 业污染物如农田肥料和农药，经雨水冲淋、农业排水和地表径流带入水体。人工合成的化肥、 农药是水体中氮磷的主要来源（Heo et al.，1992）。为了取得农作物高产，农田的施肥量越 来越高，加上科学施肥及其推广问题尚未得到有效解决，进入水体的流失肥料越来越多。有 机肥料也可能经微生物分解，成为可溶性无机盐，然后进入地下水或湖库。另外，畜牧养殖 业废弃物和水生动物的排泄物，氮、磷含量相当高，也大量进入水体。（4）大量使用的高磷 洗涤剂是进入水体磷素的重要来源。我国太湖最主要的磷污染源之一就是洗涤剂。 鉴于湖泊水体中氮、磷的来源非常广泛，富营养化的防治应与引起富营养化的成因和机 制相结合。由于污染来源主要有来自底部淤泥的内源污染和人为活动引起的外源污染，所以 应同时控制外源性营养物质的输入和减少内源性营养物质的负荷。 外源污染是营养物质来源的重要渠道，因此治理水体富营养化的一项必要措施是堵源， 即把大量的氮、磷堵截在进入天然水体之前。具体技术包括：实施洗涤剂禁磷；制订营养物 质排放标准；根据湖泊、水库等水环境中氮、磷容量，实施总量控制；实施截污工程；改进 施肥方式、灌溉制度以及合理种植农作物、推广新型肥料等措施控制化肥的使用量，减少农 业外源污染及节水灌溉、控制施肥，减少农业径流引起的肥料损失等。然而国外许多地方对 湖泊、水库等水体采取措施降低外源营养物进入水体并没有达到理想效果。芬兰在1975~1978 年期间对Vesijiarvi湖控制外源污染，磷负荷减少了93％，湖水中磷由0.15mg/L降到0.05mg/L 之后，蓝藻水华依然肆虐了十多年（Kairesalo et al.，1999）；南京玄武湖是一个严重的富营 养化小型浅水湖泊，从1990年开始截污，但截污后湖区水质未能得到改善，死鱼事故依旧频 繁发生，富营养化藻类生物量和种类组成也未见明显改善（王国祥等，1999）。 可见，通过控制外源氮、磷的输入来防治湖泊水体的富营养化并未在短期内取得理想的 效果。但这并不意味着防治水体的富营养化并不需要控制外源营养盐，而是水体一旦形成富 营养化就很难彻底恢复。 湖泊水体的底部淤泥中储存着大量的营养物质成为内源污染，沉积物中释放出来的磷成 为支持藻类增长的主要营养，进而加剧水体的富营养化。目前根据不同的污染情况可采用不