环境资源变量:水、气、土壤的自净能力。

#三稜莪术

自净能力是指环境要素对进入环境中的污染物通过复杂多样的物理过程、化学及生物化学过程，使其浓度降低、毒性减轻或者消失的性能。

自净能力的类型：①物理自净；②化学自净；③物理化学自净；④生物自净。

自净能力是有限的。如果利用不当，就会导致自净能力的降低。例如生产生活产生的有害物质进入土壤后，就会导致土壤自净性能的衰竭甚至丧失，形成日益严重的土壤污染。

土壤的自净能力用土壤环境容量来计算。计算公式如下：

Q=(Ck-B)x105

式中：Q=土壤环境容量(kg/hm2)

Ck=土壤环境标准值(mg/kg)

B=区域土壤背景值(mg/kg)

105=将mg/kg换算成kg/hm2的系数

上式可见，在一定区域的土壤特性和环境条件下，B值是一定的，Q的大小决定于CK。土壤环境标准值大，土壤环境容量也大；反之容量则小。

自净能力的模拟

于2011年9月对太湖竺山湖开展了1次湖区实验,根据质量平衡原理,通过进出竺山湖湖区河道以及竺山湖湾心、湾口水量、水质测量,弄清了竺山湖湖区营养物质进出以及消纳规律,从而为完善水量-水质模型参数提供依据,也为进一步研究太湖水体自净能力提供了基础资料.采用EcoTaihu模型模拟了太湖营养物质的循环以及自净能力,根据竺山湖湖区实测结果对模型进行了验证,实验得到竺山湖湖区总氮年自净能力为1 979 t,总磷年自净能力为119 t,通过EcoTaihu模型计算得到竺山湖总氮年自净能力为1 911 t,总磷年自净能力为116 t,实测数据和模型较为吻合.模型计算结果表明,2006、2008、2010年太湖氮元素自净能力分别为4.00、4.27、4.11万t.2006、2008、2010年太湖磷元素自净能力分别为1 566、1 798、1 712 t.[1]

自净能力的意义

为研究河流蜿蜒程度与河流自净能力的关系，并初步探讨河流护岸结构对这种关系的影响，选择具有不同河流蜿蜒程度和两种护岸结构的7条河段作为研究对象。以弯曲度（S）和分形维数（盒维数DB）表征河流蜿蜒程度；以TP、NH3-N、NO2-N、NO3-N、CODcr、TOC、DOC、叶绿素（Chlorophyll）和蓝绿藻藻蓝蛋白（BGA-PC）等9项水质指标的沿程削减率、无机氮含量的沿程变化以及悬浮微生物生物量和生物活性表征河流自净能力。根据旱季和雨季的实地监测，定量研究在浆砌石直立挡墙和格宾石笼挡墙这两种护岸结构下，河流蜿蜒程度对河流自净能力的影响，并通过分析研究河段的悬浮微生物生物量（悬浮微生物脂磷含量）和生物活性（悬浮微生物FDA水解酶活性），探讨河流蜿蜒程度对河流自净能力产生影响的作用机制。研究结果表明，河流蜿蜒程度对浆砌石直立挡墙河段的河流自净能力有显著影响，多项水质指标沿程削减率随河流线型蜿蜒程度的增加而显著提升，以DOC、BGA-PC和无机氮的沿程削减率最为明显。磨碟沙涌旱季时的DOC、BGA-PC和无机氮浓度的变化趋势呈现东段沿程升高，西段沿程降低；雨季时，DOC浓度依然是东段沿程升高，西段沿程降低，而西段的无机氮和BGA-PC沿程削减率分别为东段的1.60倍（P<0.05）和2.39倍（P<0.05）。云溪河西段旱季时DOC沿程上升趋势仅为东段的1/2.53（P<0.05），BGA-PC和无机氮浓度的变化趋势呈现东段沿程升高，西段沿程降低；雨季时，DOC、BGA-PC和无机氮浓度的变化趋势也是东段沿程升高，西段沿程降低。在磨碟沙涌和云溪河各自的研究河段中，河流线型蜿蜒程度较高的河段具有较高的水体自净能力。河流蜿蜒程度对格宾石笼挡墙河段的河流自净能力亦有显著影响。旱季时，多项水质指标沿程削减率随河流线型蜿蜒程度的增加出现显著差异，以DOC的变化最为突出。在裕丰涌顺直段，DOC浓度沿程上升，而在南派涌北段和南段，DOC浓度沿程下降，而且南派涌南段的DOC沿程削减率为南派涌北段的2.47倍

（P<0.05）。雨季时，NH3-N、NO2-N、CODcr、TOC、DOC和BGA-PC等6项水质指标沿程削减率随河流线型蜿蜒程度的增加显著提高。在所考察河流线型蜿蜒程度范围内，河流线型蜿蜒程度更高的河段具有更高的水体自净能力。河流蜿蜒程度对浆砌石直立挡墙河段的悬浮微生物脂磷含量影响不显著，但随河流线型蜿蜒程度的增加悬浮微生物FDA水解酶活性显著提高。在格宾石笼挡墙河段中，随河流线型蜿蜒程度的增加，悬浮微生物脂磷含量和FDA水解酶活性均显著提高。河流蜿蜒程度增加使高浆砌石直立挡墙河段的悬浮微生物生物活性得到增强，进而提升河流自净能力；而在格宾石笼挡墙河段中，则通过增加悬浮微生物生物量和提高悬浮微生物生物活性，从而提升河流自净能力。格宾石笼挡墙河段多项水质指标的沿程削减率、悬浮微生物脂磷含量和FDA水解酶活性与研究河段的弯曲度和分形维数有显著正相关关系，进一步说明河流蜿蜒程度与格宾石笼挡墙河段的河流自净能力显著相关。[2]

自净能力的应用

2008年9月和2009年4月的调查资料,首次对北海珍珠养殖海域的水体自净能力进行分析探讨。结果表明:该海区不仅具有较强的水体自净能力,而且显示了贝类养殖海区特有的水体自净特点。其中物理自净能力是以潮海流的水动力影响为主,而海区优越的地理位置也为污染物的迁移扩散提供了极为有利的条件;较强的化学净化能力主要体现在作为水体氧化剂的溶解氧较高的含量水平上以及作为表征水体有机污染程度高低的总有机碳较低的含量水平上,同时也体现在作为有机物氧化产物的氮磷循环特征上;生物自净能力则主要从该海区生化过程的表现形式、海洋食物链的传递作用以及适宜的现存浮游植物生物量和初级生产力水平显示出来。[3]

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