鄱阳湖水环境科学调查体验活动
鄱阳湖水环境科学调查体验活动
活动手册
一 、认识鄱阳湖
鄱阳湖位于江西省北部,长江中下游南岸。地理坐标东经115°49′~117°46′,北纬28°24′~29°46′。
鄱阳湖区涉及的范围主要指鄱阳湖水域和湖滩洲地,分布于江西省三个设区市的12个县(区)。即隶属于南昌市的南昌县、新建县、进贤县;隶属于九江市的永修县、庐山区、星子县、德安县、湖口县、都昌县及共青城;隶属于上饶市的鄱阳县和余干县等,总面积近2万km2。,最大水深29.19m,平均水深
5.1m,蓄水量149.6×108m3。 鄱阳湖又名彭蠡泽、彭泽,在汉代,现广阔的鄱阳湖水域乃是湖汉水(今赣江)下游平原,汉代在此设置了鄱阳县,汉昌邑王封地亦在此。
它是一个季节性变化巨大的吞吐型湖泊。每年春夏之交,湖水猛涨,水面迅速扩大,但见碧波万顷,浩淼无际,“秋水共长天一色”;但到了冬季,湖水剧降,湖面骤然缩小,只见水束如带,黄茅白苇,旷如平野,只剩下些雁泊小湖嵌入其中。这时的湖泊面积仅有140余km2。 鄱阳湖湖水主要依赖地表径流和湖面降水补给,集水面积达16.2×104 km2,补给系数55。主要入湖河流有赣江、抚河、信江、饶河、修水、博阳湖和西湖,出流经罂子口出湖口,北注长江。
湖区气候属亚热带湿润性季风型气候。气候温暖湿润,光照充足,无霜期长。年平均气温17.10C,极端最高气温40.20C,极端最低气温-11.90C,年平均无霜期273天。年平均日照1,970h,年辐射总量45,000×106J/m2,是江西省光能资源富有区。年平均降水量1,426.4mm,降水主要集中在4~6月,占全年47.4%。冬候鸟主要栖息期(11月至翌春3月)内降水较少,尤其是11月至翌春1月,降水量极小。鄱阳湖为多强风地区,湖区风向冬季多北东风,夏季多南西风,许多区域年平均风速≥6.0m/s,风能资源较为丰富。
由于鄱阳湖季节性变化大,冬春之季有大量滩地出露,滩地上生长着大量的水生动植物是禽类佳饵,所以,每年冬季,大批珍禽来此越冬,这些珍禽中
有国家保护的一、二类鸟类,如白鹤、白枕鹤、白头鹤、白鹳、黑鹳和小天鹅等。国家在此设立了候鸟保护区。每年冬季来候鸟自然保护区──这个“候鸟乐园”、“白鹤王国”的观赏者络绎不绝。
鄱阳湖是中国最大的淡水过水性吞吐型湖泊,该湖南纳赣江、抚河、信江、饶河、修河五大河流来水, 经调蓄后于北部泻入长江。20 世纪80 年代以前, 鄱阳湖营养盐含量较低,处于贫营养水平. 60 年代初, 鄱阳湖有水生植物(包括湿生植物)119 种. 1980~1981 年, 鄱阳湖整个湖体水质属于I级, 为清洁水域. 。80 年代以后, 鄱阳湖营养物质含量显著增加,进入中营养水平。.调查显示, 鄱阳湖见有102种水生植物, 面积2262 km2, 占全湖总面积的80.8%,其中沉水植物占全湖植被总面积的49.7%, 主要种类如马来眼子菜、苦草、黑藻等. 1984 年, 鄱阳湖浮游植物年均值为47.6×104 个/L, 优势种类为蓝藻、绿藻、甲藻和硅藻, 其数量随季节变化较大。1988~1998 年间, 鄱阳湖营养物质含量较高且保持相对稳定, 缓慢的向富营养水平发展。1987~1993年, 浮游植物优势种类依次为绿藻、硅藻和蓝藻,全湖年均值为51.52×104 个/L, 浮游藻类数量增多.1991~1995 年, 整个湖区水质达到Ⅱ类标准;1996~2000 年, 水质基本维持在Ⅱ-Ⅲ类水标准。20 世纪80 年代以前, 鄱阳湖属贫营养型湖泊, 水草繁茂、浮游藻类数量较少, 水质Ⅰ级;80 年代以后, 鄱阳湖进入中营养状态, 水生高等植物种类减少、浮游藻类数量增加, 水质Ⅱ级. 80 年代是鄱阳湖富营养化的关键转型期。
二、调查体验活动
1.活动宗旨
以鄱阳湖开展水环境调查体验为主题,内容包括:鄱阳湖水质富营养化现状,水质指标的现场监测,湖泊水质富营养化污染程度的判别,退田还湖工程的现场参观以及环境游览和环境宣传等。通过此次活动,增强学生保护水环境意识,学习科学调查的基本方法,掌握水质监测的基本操作技术,锻炼学生的实践能力。结合社会热点问题,通过实验及实地调查,提高学生学习科学知识的积极性,增强环境道德观念和环境行为准则,增强社会责任感,在实地调查
中锻炼意志和能力,在研讨交流中相互学习,培养与人合作的集体主义精神,学会多渠道、多层次地收集信息资料,分析数据从而寻找解决问题的方法等。总之,通过此次探究活动,提高学生的综合素质,培养学生的创新能力,
2.调查活动目标
、
3.开展调查活动
确定课题→制订方案→查阅鄱阳湖有关资料(环保局、环境科研所)→实地考察→集体研究→形成成果
(1)对鄱阳湖近年来的水质、水系等进行调查,由学生赴环保局、环科所、图书馆查找鄱阳湖水环境资料,收集鄱阳湖水环境的历史概况,掌握其水源、水质、污染程度变化、污染类型等历史资料。
(2)对鄱阳湖水环境现状进行实地察看、测定、统计,掌握鄱阳湖水环境现状。了解当地水环境存在的突出问题;
(3)汇总材料,集体研讨。
(4)通过调查研究,提出治理湖水污染的方案,撰写调查报告、科普小论文等。
4.具体实施步骤
⑴确定课题
①鄱阳湖水质的调查;
②鄱阳湖的污染现状;
⑵获取信息
①查阅报刊资料。
对于鄱阳湖水质的现状、治理方案等,报刊已有较多的报道,学生可查阅有关资料,获取有用信息,完成课题研究工作。
②访问、咨询校外有关人士。
学生通过采访沿湖的居民,了解鄱阳湖水质的污染发展状况,在研究课题遇到困难时,学生通过多种途径与有关学校、环保局等联系,以得到帮助。
③实地调查。
通过对湖水的水样监测,现场参观,掌握实际资料。
⑶成果交流
每个小组在课题研究结束后,以最能反映自己研究成果的表现形式进行交流,比如调查报告、研究论文、数据分析表格等。并要求用文字和摄影、摄像记录活动全过程,后期制作成录像片,图片册和科学小论文集本着评价研究成果的标准,从科学性、创意性和重点突出、层次分明等方面,对每个课题研究合理评价。
⑷结论及建议
通过对鄱阳湖水的水样水质分析,发现鄱阳湖水质的的污染状况,在水质分析的基础上,走访环保等有关部门,探讨湖水受污染的其他原因以及防止水污染的措
施。为使鄱阳湖明天更美好提出你的建议.
⑸数据提交
2007年10月26日之前通过江西科协网(www.jxkx.com.cn)提交调查体验活动数据。
鄱阳湖水质测定的调查报告
调查者姓名:
学校:
调查时间:
水样采集地点:
水质测定的实施步骤:(1)采样;(2)观察;(3)测定;(4)完成调查报告。 水质测定表:
调查结论与建议:
5.几个水环境指标
⑴什么是生化需氧量(BOD)
生化需氧量(BOD)是指水中所含的有机物被微生物生化降解时所消耗的 氧气量。是一种以微生物学原理为基础的测定方法。所有影响微生物降解的因素,如温度的时间等将影响BOD的测定。最终的BOD是指全部的有机物质经生化降解至简单的最终产物所需的氧量。一般采用20℃和培养5天的时间作为标准。以BOD5表示,通常用毫克/升或ppm作为BOD的量度单位。
⑵什么是化学需氧量(COD)
化学需氧量(COD),是在一定条件,用一定的强氧化剂处理水样所消耗 的氧化剂的量,以氧的毫克/升表示,它是指示水体被还原性物质污染的主要指 标,还原性物质包括各种有机物、亚硝酸盐、亚铁盐和硫化物等,但水样受机 物污染是极为普遍的,因此化学需氧量可做有机物相对含量的指标之一。化学需氧量的测定,根据所用氧化剂的不同,分为高锰酸钾法和重铬酸钾法。高锰酸钾四法操作简便,所需时间短,在一定程度上可以说明水体受有机物污染的状况,常被用于污染程度较轻的水样,重铬酸钾法对有机物氧化比较完全、适用于各种水样。
⑶什么是溶解氧?
水体与大气交换或经化学、生物化学反应后溶解于水体中的氧。水中溶解氧同大气压、空气中氧分压和水温有直接关系。溶解氧较高时,表示水体自净能力较强;溶解氧较低时,表示水体遭受有机物污染。溶解氧表示单位为mg/L。 ⑷什么是水体的富营养化污染?
天然水体中由于过量营养物质(主要是指氮、磷等)的排入,引起各种水生生物、植物异常繁殖和生长,这种现象称作水体富营养化。
这些过量营养物质主要来自于农田施肥、农业废弃物、城市生活污水和某些工业废水。
污水中的氮分为有机氮和无机氮两类,前者是含氮化合物,如蛋白质、多肽、氨基酸和尿素等,后者则指氨氮、亚硝酸态氮,它们中大部分直接来自污水,但也有一部分是有机氮经微生物分解转化作用而形成的。
城市生活污水中含有丰富的氮、磷,如人体排泄含有一定数量的氮,使用含磷洗涤剂,含有大量的磷等。另外如磷灰石、硝石、鸟粪层的开采、化肥的大量使用,也是氮、磷等营养物质进入水体的来源。
一般来说,总磷和无机氮分别为20毫克/立方米和300毫克/立方米,就可以认为水体已处于富营养化的状态。富营养化问题的关键,不是水中营养物的浓度,而是连续不断地流入水体中的营养盐的负荷量,因此不能完全根据水中营养盐浓度来判定水体富营养化程度。水体中营养物的极限负荷量有两种表示方法:
单位体积负荷量:克/(立方米·年)
单位面积负荷量:克/(平方米·年)
据研究,如进入水体中的磷大部分以生物代谢的方式流入时,则贫营养湖与富营养湖之间的临界负荷量是:总磷为0.2~0.5克/(平方米·年),总氮为5~10克/(平方米·年)。总之,对发生富营养化作用来说,磷的作用远远大于氮的作用,磷的含量不很高时就可以引起富营养化。
在自然界物质的正常循环中,湖泊会由贫营养湖发展为富营养湖,进一步又发展为沼泽地和干地,但这一历程需要很长的时间,在自然条件下需几万年甚至几十万年。但由于水体污染而造成的富营养化将大大促进这一过程。如果氮、磷等植物营养物质大量而连续地进入湖泊、水库及海湾等缓流水体,将促进各种水生生物的活性,刺激它们异常繁殖(主要是藻类),这样就带来一系列严重后果:
(1)藻类在水体中占据的空间越来越大,使鱼类活动的空间越来越小;衰死藻类将沉积塘底。
(2)藻类种类逐渐减少,并由以硅藻和绿藻为主转为以蓝藻为主,而蓝藻有不少种有胶质膜,不适于作鱼饵料,而其中有一些种属是有毒的。
(3)藻类过度生长繁殖,将造成水中溶解氧的急剧变化,藻类的呼吸作用和死亡的藻类的分解作用消耗大量的氧,有可能在一定时间内使水体处于严重缺氧状态,严重影响鱼类的生存。
主办单位:江西省教育厅、江西省科协、江西省科技厅、江西省环保局 承办单位:江西省青少年科技辅导员协会、江西省青少年科技活动中心、
江西省环境科学学会、南昌市青少年科技辅导员协会、九江市青少年科技辅导员协会、上饶市青少年科技辅导员协会
科学指导:
江西省环境科学研究院 刘志刚/研究员
2007年9月