[發明專利]基于水體懸浮顆粒物吸收系數的湖泊富營養化評價方法

有效

• 申請號: 201610896770.8
• 申請日: 2016-10-13
• 公開（公告）號: CN106501195B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 施坤;張運林
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 徐蓓;尹妍

本發明公開了一種基于水體懸浮顆粒物吸收系數的湖泊富營養化評價方法，測定富營養化湖泊水體懸浮顆粒物在波段440nm處吸收系數a_p(440)；構建a_p(440)與湖泊綜合營養狀態指數TLI的關系模型后，根據TLI指數范圍確立基于a_p(440)的湖泊營養狀態劃分標準。采用本發明的方法進行湖泊富營養化評價，不需要進行繁瑣的氮、磷營養鹽和藻類生物量的測定，只需測定有水體懸浮顆粒物在440nm處吸收系數即可實現湖泊富營養化的快速評價和類型劃分，操作簡單易行，成本低廉，易于推廣，且水體懸浮顆粒物吸收系數可在原位測得。

技術領域

本發明涉及環境科學及監測技術領域，涉及一種湖泊富營養化評價方法，具體則是發展、本發明公開了一種基于水體懸浮顆粒物吸收系數的湖泊富營養化評價方法開展湖泊富營養化快速評價和營養狀態類型劃分的方法。

背景技術

湖泊富營養化本質是由于湖泊中氮磷營養鹽和溶解性有機物的累積，表現為湖泊內氮磷營養鹽含量過高，超過湖體的自凈能力。人類出于經濟生產的需要，忽視自然規律，一方面以點、面源形式通過河渠、徑流等水文過程向湖體排放工業、生活和農業廢水；另一方面又采取種種措施破壞水生植被(水產養殖)、縮小湖體自凈容量、在沿岸帶進行各種工農業生產活動(如圍墾、筑堤)，從而加劇了湖泊富營養化進程。在自然條件下，湖泊也會從貧營養狀態過渡到富營養狀態，不過這種自然過程非常緩慢。而人為排放含營養物質的工業廢水和生活污水所引起的水體富營養化則可以在短時間內出現。水體出現富營養化現象時，浮游藻類大量繁殖，形成水華世界性的淡水資源缺乏的嚴重性，已經受到世界各界人士的廣泛關注。據聯合國估計，到2025年世界將近一半的人口將會生活在缺水的地區。在我國，一方面，大部分城市和地區的淡水資源供給已受到水質惡化和水生態系統破壞的威脅。全國1/3以上的河段受到污染，90％以上城市水域污染嚴重，近50％的重點城鎮水源地不符合飲用水標準；另一方面，由于不合理使用農藥化肥以及水土流失等，造成水生態系統破壞，淡水生物資源受到威脅。最近的調查結果表明，我國67個主要湖泊中，只有近20％的湖泊水質較好(II-III類)，80％以上的湖泊受到污染(IV-劣V類)，水質污染的形勢十分嚴峻。

因此，如何有效和快速監測和評價湖泊富營養化是開展湖泊富營養化形成機制和防控治理的前提和關鍵。目前有湖泊富營養化狀態的監測方法：(1)傳統的基于地面布點采樣的物理或化學分析測量的方法和(2)利用遙感技術估算相關營養化狀態指標，然后綜合計算出湖泊營養化狀態指數。第一種方法通過測定水體中總氮、總磷、葉綠素a、透明度、化學耗氧量和生化需氧量等參數來計算其營養狀態指數，然后劃分湖泊營養狀態類型。這種方法需要進行大量水質參數的測定，費時費力，成本高昂，并且水質參數測定過程是需要使用大量的化學試劑，其本身對水環境就有危害。此外，由于這種方法需要的參數大部分都需要在實驗室測定完成，導致目前沒有一種儀器可在原位完成湖泊富營養化評價；第二種利用遙感的方法并未普及，主要原因是由于缺乏湖泊水體光學參數與富營養化狀態之間的定量關系模型。盡管我國目前湖泊富營養化研究在國際上占用重要的地位，但湖泊富營養化的評價方法仍然借用國際上傳統的基于總氮、總磷、葉綠素a、透明度等水質參數構建的營養狀態指數。為了進一步推動我國湖泊富營養化的形成機制、防治理論和方法的研究，迫切需要發展一種準確、簡便、快速、便宜和無污染的湖泊富營養化的評價方法。

發明內容

本發明目的是建立一種基于水體懸浮顆粒物吸收系數進行湖泊富營養化快速評價和分類的方法，適用于不同營養程度的湖泊，同時不需要使用任何化學試劑，操作方法簡便，成本低廉，易于推廣和應用。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

(1)采用常規方法測定富營養化湖泊水體懸浮顆粒物在波段440nm處吸收系數a_p(440)；

(2)利用上述水體懸浮顆粒物吸收系數a_p(440)，以如下標準對湖泊營養狀態進行劃分：