御临河回水区富营养化评价与营养状态成因探究

摘要

三峡工程是以防洪为主，兼有航运、供水等功能于一身的水利枢纽工程，但是三峡工程的建设导致库区水质逐渐恶化。随着三峡工程周期性蓄放过程，库区支流受到回水影响使得水动力条件发生变化，水体流速降低和滞留时间增加。因此，论文以御临河为研究对象，评价了御临河营养状态及变化规律，探究了泥沙对浮游植物生长作用，主要包括了泥沙遮光性对藻类生长的影响和泥沙吸附营养盐对藻类藻类生长的影响，初步分析了藻类分泌物对泥沙絮凝沉降的反馈作用。
　　本研究主要内容包括：①御临河水质在泄水期阶段水质状况良好，5个采样点大部分处于中营养阶段，水质为Ⅱ类标准，但是7～8月由于水温明显升高，在营养盐满足藻类生长条件后易导致富营养化。蓄水期阶段水质大部分处于中营养，11月后库区蓄水，富营养化逐渐加重，2～3月为御临河水质污染最严重时期，富营养化状态较差。运用营养状态指数评价有针对性的反映御临河水体的富营养化状态，结合其评价结果，分析了御临河产生这种情况的主要原因，需采取综合预防措施，整治和保护库区环境。②查阅相关水质资料，对御临河河口、排花、舒家水域的各个环境因子进行PCA分析和 Pearson相关系数，表明总氮、总磷、水温、流速和悬浮物是影响叶绿素的环境因子。总氮、总磷和水温与叶绿素 a含量呈显著正相关；流速和悬浮物与叶绿素a含量呈显著负相关。③针对目前泥沙吸附营养盐的规律，介绍了一级和二级两种吸附动力学模型，并对分别以含沙量和硝酸盐氮、磷酸盐和氨氮初始浓度为变量设计了泥沙吸附硝酸盐氮、磷酸盐和氨氮的动力学试验。研究结论为：相同条件下，单位质量泥沙对硝酸盐氮、磷酸盐和氨氮的平衡吸附量分别与含沙量呈负相关，与硝酸盐氮、磷酸盐和氨氮初始浓度呈正相关；二级动力学方程均能很好的描述泥沙吸附硝酸盐氮、磷酸盐和氨氮行为。④在等温平衡吸附试验中，考察了硝酸盐氮、磷酸盐和氨氮不同初始浓度及含沙量，对硝酸盐氮、磷酸盐和氨氮的平衡吸附量和吸附等温线的影响进行了研究。研究表明：单位质量泥沙对硝酸盐氮、磷酸盐和氨氮的平衡吸附量与硝酸盐氮、磷酸盐和氨氮初始浓度成正相关，与泥沙含量呈负相关；泥沙对硝酸盐氮、磷酸盐和氨氮的等温吸附过程均满足Freundlich等温吸附模型。⑤在泥沙与藻类絮凝效应研究中，对絮凝体粒径和红外光谱测试。研究表明：泥沙d(0.5)为19.119um，藻类d(0.5)为8.356um，而泥沙和藻类的絮凝体的粒径最大为33.257um大于泥沙和藻类相加，说明泥沙与藻类之间相互作用，而通过红外光谱发现，藻类与泥沙相互作用，原因在于藻类表面的胞外聚合物C=键或-OH或-NH与泥沙发生相互作用结合为絮凝体。

目录

1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究的目的、内容、技术路线

2 材料与方法

2.1 御临河流域概况

2.2 采样及样品收集

2.3 实验方法

3 御临河富营养化时空分布规律研究

3.1 御临河富营养化评价模型选取

3.2 评价方法

3.3 评价与分析

3.4 总结

4 御临河浮游植物与环境因子的响应关系研究

4.1 主成分分析

4.2 御临河环境因子相关性分析

4.3 本章小结

5 御临河浮游植物与泥沙响应特性研究

5.1 泥沙遮光性研究

5.2 泥沙对营养盐吸附效应研究

5.3 泥沙与藻类絮凝效应研究

5.4 本章小结

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文

B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目