實(shí)驗(yàn)七富營(yíng)養(yǎng)化湖水中藻類的測(cè)定(葉綠素a法)
　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />　　1．了解富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生的原因及評(píng)價(jià)方法。
　　2．了解影響富營(yíng)養(yǎng)化程度的主要因素。
　　3．掌握葉綠素a的測(cè)定原理及方法。
　　4．學(xué)習(xí)如何控制富營(yíng)養(yǎng)化的方法。
　　二、實(shí)驗(yàn)原理
　　在自然條件下，隨著河流夾帶沖擊物和水生生物殘骸在湖底的不斷沉降淤積，湖泊會(huì)從平營(yíng)養(yǎng)湖過(guò)渡為富營(yíng)養(yǎng)湖，這是一種極為緩慢的過(guò)程。而人類的活動(dòng)，破壞了水體的生態(tài)平衡，加速了水體富營(yíng)養(yǎng)化的這種過(guò)程。水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)，浮游藻類大量繁殖，形成水華，這種現(xiàn)象在海洋中則稱為赤潮或紅潮(圖版3)。
　　湖泊富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)破壞生態(tài)平衡，引起嚴(yán)重后果。富營(yíng)養(yǎng)化促進(jìn)細(xì)菌類微生物繁殖，加上大量動(dòng)植物的呼吸作用，使水體耗氧量大大增加；沉于水底的死亡有機(jī)體的厭氧分解促使厭氧菌繁殖，產(chǎn)生有毒氣體。這樣由富營(yíng)養(yǎng)化而引起的有機(jī)體大量生長(zhǎng)又造成相反的結(jié)果，藻類、植物及水生動(dòng)物趨于死亡甚至絕跡，生物多樣性降低，水產(chǎn)資源遭到嚴(yán)重破壞，并引起一系列連鎖效應(yīng)，從而影響水資源的利用，給飲用、工農(nóng)業(yè)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游及水上運(yùn)輸?shù)葞��?lái)巨大損失，并對(duì)人體健康構(gòu)成危害。此外，富營(yíng)養(yǎng)化還會(huì)增強(qiáng)水體中有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物如農(nóng)藥、重金屬等非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的地球化學(xué)循環(huán)，會(huì)導(dǎo)致湖泊加速溶解氣態(tài)的污染物質(zhì)及增加傳染病的發(fā)生率。
　　目前，全球水資源面臨富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，并且有加速的趨勢(shì)。歐洲曾統(tǒng)計(jì)了96個(gè)湖泊，其中80％，的湖泊不同程度地受到氮、磷的污染，呈現(xiàn)出富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。而我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展速度也相當(dāng)快。調(diào)查結(jié)果表明，富營(yíng)養(yǎng)化湖泊個(gè)數(shù)占調(diào)查湖泊的比例由20世紀(jì)70年代末80年代初的41％發(fā)展到20世紀(jì)80年代后期的61％．至20世紀(jì)90年代后期又上升到77％，并且部分水庫(kù)也出現(xiàn)不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化。中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部公布的2009年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)顯示：26個(gè)國(guó)控重點(diǎn)湖泊(水庫(kù))中，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)為重度富營(yíng)養(yǎng)的1個(gè)，占3．8％，中度富營(yíng)養(yǎng)的2個(gè)，占7．7％，輕度富營(yíng)養(yǎng)的8個(gè)，占30．8％。
　　湖泊污染源分為外源和內(nèi)源，其中外源污染源主要有工業(yè)廢水、生活污水及其他通過(guò)地面徑流注入的污染物質(zhì)，內(nèi)源污染源指污染底泥、湖泊養(yǎng)殖及湖泊旅游等。國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作與開(kāi)發(fā)組織對(duì)水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化開(kāi)展了一系列的研究工作，最后確定氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸人和富集是水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的最主要原因，大約80％的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化是受磷元素的制約，大約10％的湖泊與氮元素有關(guān)，余下10％的湖泊與其他因素有關(guān)。利貝格最小定律指出：植物生長(zhǎng)取決于外界提供給它的所需養(yǎng)料中數(shù)量最少的一種。因此多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，磷是控制湖泊藻類生長(zhǎng)的主要因素，氮其次。美國(guó)與加拿大的科學(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)37a的湖沼學(xué)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)磷是富營(yíng)養(yǎng)化的限制性因素．得出對(duì)內(nèi)陸湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的治理控磷比控氮更為重要的結(jié)論，而環(huán)境因素造成的磷濃度的變化會(huì)通過(guò)藻類生物量表現(xiàn)出來(lái)，藻的生物量是表征水體富營(yíng)養(yǎng)化的指標(biāo)之一。由此，水體富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程與氮、磷的含量密切相關(guān)，一般認(rèn)為水體形成富營(yíng)養(yǎng)化的指標(biāo)是：水體中含氮量大于0．2～0．3mg／L，含磷量大于0．01～0．02mg/L,5d生化需氧量(BOD)大于lOmg／L。在pH7～9的淡水中細(xì)菌總數(shù)達(dá)10個(gè)／mL，標(biāo)志藻類生長(zhǎng)的葉綠素a含量大于10ug/l。
　　目前廣泛采用的富營(yíng)養(yǎng)化的評(píng)價(jià)方法有：特征法、參數(shù)法、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法、指示生物法、營(yíng)養(yǎng)度指數(shù)法、評(píng)分法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。特征法是根據(jù)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的生態(tài)環(huán)境因子特征來(lái)評(píng)價(jià)湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的方法，最早是1937年由日本的吉村提出的。參數(shù)法是評(píng)價(jià)富營(yíng)養(yǎng)化最常用的方法。參數(shù)法是根據(jù)湖泊主要的富營(yíng)養(yǎng)化代表性參數(shù)，對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行大小分級(jí)，把湖泊水質(zhì)劃分為貧、中、富等多個(gè)營(yíng)養(yǎng)類別。常用的參數(shù)有物理參數(shù)(透明度、水色、照度等)、化學(xué)參數(shù)(溶解氧、N、P、COD等)及生物參數(shù)(葉綠素、浮游植物種數(shù)、多樣性指數(shù)等)。
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