国内外湖泊营养物基准的研究及启示

2016年8月绦色科技JournalofGreenScienceandTechnology第16期国内外湖泊营养物基准的研究及启示徐菡玲，张海平(同济大学环境科学与工程学院，上海200092)摘要：指出了湖泊营养物基准对水体富营养化防治和水质保障十分重要。阐述了国内外湖泊营养物基准的研究进展及其制定的思路和方法。针对我国在该研究方面存在的问题，提出了可借鉴国外成熟经验，对压力一响应法开展研究，该方法可为我国湖泊营养物基准的制定提供方法基础，并继续对水体富营养化机制进行研究，为湖泊营养物基准制定提供理论指导。关键词：富营养化；氮磷营养物；水生态；营养物指标；压力一响应模型中图分类号：X832文献标识码：A文章编号：1674—9944(2016)16—0103—041引言水质基准是为支持和保护水的某种指定用途所建议的水质标值，能代表水体的物理、化学、生物等特征，反映了水生态系统的质量状况。水质标准是将水质基准转化成环境法规条例中规定的必须强制实施的水质浓度。一个完整的水质标准体系应该包括基准和标准两部分，其中水质基准是制定水质标准的科学依据。根据水质基准的制定方法，它可以分为两类：一是毒理学基准，在大量科学实验和研究的基础上制定，如人体健康基准、水生生物基准等；二是生态学基准，在大量现场调查的基础上通过统计学分析制定，如营养物基准等。湖泊营养物基准是营养物在湖徊中产生的生态效应及其功能或用途的营养物的浓度或水平，是湖泊富营养化控制标准的理论基础和科学依据]。笔者综述了国内外关于湖泊营养物基准制定的一些研究以及国内对湖泊营养物基准的初步研究与应用，分析了我国在营养物基准制定过程中存在的问题和从国外的研究中得到的启示。2国内外湖泊营养物基准制定的理念、思路和方法湖泊营养物基准主要包括营养物变量、生物学变量和流域特征等指标]，可以是数值型的，也可以是叙述型的或者二者相结合的，体现了受到人类开发活动影响程度最小的地表水体富营养化的情况_2]。营养物是湖泊中的水生生物所必需的，湖泊中的氮磷等营养物在浓度较低时，不会对水生生物和人体产生毒害作用，可以维持健康的生态系统。氮磷的过量输入导致湖泊富营养化的问题日益严重，因为过量的营养物会刺激浮游藻类的过度增长，最终干扰水生生物的正常生长、娱乐和饮用水供应的功能，导致水生生物的死亡和水生态系统的破坏。近年来，随着人口的急剧增长、工业和农业的飞速发展以及人类对自然资源的过度开发，世界范围内的水体富营养化问题十分突出，严重阻碍了经济和社会的可持续发展，研究者对可能引起富营养化的重要因素氮磷等营养物基准比较关注，因此营养物基准的制定对人类活动对水生态系统的影响的评价，河流湖泊等水体营养状态的评价和水质的保护十分重要。目前湖泊营养物基准的研究时间较短，国际上尚未建立起系统的营养物基准方法学体系。近年来许多国家和地区都在加紧开展相关的研究，以满足当地的湖泊管理需求。美国是最早开始研究水质基准的国家，在推动国际湖泊营养物基准的研究方面起了重要的作用。美国和欧洲确定湖泊参照状态的方法基本类似，主要包括调查数据和历史数据的统计分析、模型预测和推断、古湖沼学重建和专家判断等]。目前我国还没有形成清晰的水质标准体系结构，现行的水质标准中营养物标准的制定缺乏营养物基准的研究，尚未建立起适合我国水生态系统保护的营养物基准体系。2．1美国湖泊营养物基准制定的理念、思路和方法在湖泊营养物基准制订过程中，湖泊营养物基准指标及其参照状态的合理确定是基准制订的重要基础。根据美国国家环境保护局(UnitedStatesEnvironmentProtectionAgency，USEPA)制定的湖泊与水库的营养物基准技术指南，湖泊与水库的水体富营养化基准指标有4项，包括引起富营养化的2项主要指标一氮磷营养盐和两项生物反应变量一藻类的叶绿素含量和塞氏透明度或藻类浊度。总氮(TotalNitrogen，TN)和总磷(TotalPhosphorus，TP)是引起富营养化的原因变量，叶绿素和透明度是初始反应变量。反应变量可以清楚地表明问题的存在，但是有时候，虽然水体看起来很清澈，却有异常高的氮磷浓度。氮对大多数淡水湖泊来说，不是主要的影响因素。氮和磷是湖泊中藻类植物生长所必须的营养盐，通常认为磷是调节湖泊藻类生长速度的营养盐，也是最易被控制的。因此，磷是湖泊和水库富营养化问题的主要变量。USEPA于1998年发布了“制定区域营养物基准收稿日期：2016—07～I3作者简介：徐菡玲(1992一)。女，同济大学环境科学与工程学院环境科学硕士研究生。通讯作者：张海平(1965一)，男，教授，主要从事区域水污染控制的教学与科研工作。1O3徐菡玲，等：国内外湖泊营养物基准的研究及启示环境与安全的国家战略”_2]，编制了湖泊水库、河流、河口海湾和湿地4种类型