碱蓬浮床对海水养殖尾水中氮磷修复效果研究

海水养殖尾水中总氮、总磷超标是引起沿海水体富营养化的主要原因,为研究碱蓬浮床对海水养殖尾水中氮磷的去除效果,该研究设计加入碱蓬(Suaeda salsa)浮床和不加浮床的两组对比实验,通过比较修复前后碱蓬株高、生物量、含水率、根长以及各部位氮、磷的含量变化,以及水体中总氮(TN)和总磷(TP)的去除效果,探究浮床中碱蓬对总氮和总磷的吸收及其生长特性,验证碱蓬浮床对海水养殖废水中氮、磷等的去除能力。结果表明:浮床中碱蓬株高、鲜重、干重、含水率、根长较修复前均有显著增加,说明浮床中盐生植物碱蓬能够适应含海水养殖尾水水培环境;经碱蓬浮床修复,水体中总氮、总磷均明显下降,其中碱蓬对海水养殖尾水中的总氮总磷去除贡献率分别为16.10%和78.15%,浮床中碱蓬会在叶片和根系中积累氮磷。     

连续可调式沉水植物网床对河道水质的修复

在太湖贡湖水源保护区陆域的一条长约200 m的污染河道内构建了一系列连续可调式沉水植物网床,形成了以菊花草、苦草、伊乐藻、轮叶黑藻和菹草等沉水植物构成的水生植物群落;跟踪监测了总氮(TN)、铵态氮(NH4 +-N)、亚硝态氮(NO2--N)、硝态氮(NO3--N)、总磷(TP)和磷酸盐(PO43--P)等水质指标,分析沉水植物网床引导沉水植被恢复对污染河道的水质修复效果.结果表明:沉水植被网床构建后,水体透明度显著升高,由修复前的0.5m提高到1.7 ～1.8 m;在沉水植被网床构建后的第5天和第20天,TN和TP的削减率分别为35.6％、66.3％和29.4％、63.2％;5个月后,修复河道水体内NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN、PO43--p和TP的浓度比对照组显著降低,削减率分别达到92.4％、76.8％、72.7％、73.9％、90.5％和92.0％.由连续可调式沉水植被网床引导恢复的水生植物群落可用于河道,特别是陆域浅水污染水体的生态修复.     

框式复合型生态浮床对富营养水体浮游植物群落结构的影响

生态浮床作为一种净化富营养化水质、改善水体生态系统的手段已得到国内外水环境工作者广泛关注。浮游植物生物量及群落结构的变化是水体富营养程度的重要表征。利用现场水池实验法,研究了一种沸石吸附和植物吸收协同去除水体氮磷、浮床内有足够水面空间的新型框式复合型生态浮床,与传统聚苯乙烯发泡板生态浮床的水质净化效果及对浮游植物群落结构影响的比较。试验历时2个月,供试水体为河道水体,供试植物为陆生植物旱伞草(Cyperus alternifolius)。试验设空白对照、框式浮床和传统浮床3个处理,每个处理重复3次。每隔2周对各处理水样的理化指标和浮游植物群落进行检测。浮游植物测试结果表明,试验前2周,供试水体由天然河道转入水池,综合环境的骤变导致各处理水体中蓝藻门的颤藻(Oscillatoria Vauch)和螺旋藻(Spirulina Turp.)这2种大型藻类被绿藻门的栅藻(Scenedesmus Mey.)和小球藻(Chlorella Beij.)等小型藻类取代,浮游植物的生物量从20mg/L急剧下降至3mg/L以下。此后,空白对照处理组中浮游植物密度和生物量单峰回升,显著高于2种浮床处理组(P6ind./L和5.21mg/L,贡献率在90%以上。水质结果显示,与空白对照比较,两种浮床系统对各种形态的N、P均有显著的去除作用(P4-N和TP的去除效率达到了极显著(P<0.01)水平,并且框式浮床对N、P的去除效率高于传统浮床。结合浮游植物总生物量与各种形态N、P的正相关关系,尤其是与TP、TDP的显著正相关性(P<0.05),推测生态浮床系统对浮游植物的影响可能是通过系统对营养物质的去除来实现的,同时,对P的高效去除也可能是浮床系统抑制蓝藻水华的因素之一。       

富营养水体中总氮与总磷比对苦草生长的影响

在室外受控实验条件下,研究了富营养水体中不同氮磷比(TN/TP)(12.5∶1、25∶1、50∶1)对苦草(Vallisneria spiralis)生长的影响.结果表明:当TN/TP为25∶1时,苦草的生长状态最好,苦草生物量的增长率最大,分别高于TN/TP为12.5∶1和50∶1时的54%和31%;当TN/TP为25∶1时,附着生物尤其是附着藻类的生长状态最差,对苦草生长的不利影响最小;可见,富营养水体中适宜于苦草生长的TN/TP为25∶1;TN/TP为25∶1这一比例的应用具有相对性,当水体营养浓度低于限制水平时,该比例适用,如果水体中营养盐浓度超过限制水平时,该比例则不适用.     

可调式沉水植被网床对泥沙型富营养化河道生态修复工程研究

分别采用水花生(Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb)和狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)2种可调式沉水植被网床对临港新城环湖流动泥沙型河道进行修复, 通过4个月连续跟踪测定修复河道总氮(TN)、硝态氮(NO₃-N)、亚硝态氮(NO₂-N)、总磷(TP)、活性磷酸盐(PO₄-P)的含量变化以及水体透明度(SD)变化以评价可调式沉水植物网床生态修复效果。结果显示, 沉水植物网床对流动泥沙型河道透明度具有明显改善作用。其中, 水花生网床和狐尾藻网床对TN、NO₃-N、NO₂-N、TP、PO₄-P的削减率分别为69.58%、67.91%、84.48%、62.26%、82.61%和45.48%、58.32%、76.56%、43.12%、73.68%, 且分别对泥沙型河道透明度提高了18%和26%。可见, 水花生网床对营养盐的削减效果优于狐尾藻网床, 而狐尾藻网床对透明度改善效果优于水花生网床。因此把这2种可调式沉水植物网床结合起来, 对流动泥沙型富营养化河道具有更好去除富营养物及泥沙的生态修复效果。     

玄武湖菹草种群的发生原因及人工收割对水环境的影响

利用以沉水植物为主的水生植物进行水体生态修复是目前研究的热点问题, 为研究南京玄武湖2005-2006年的菹草(Potamogeton crispus)种群发生的原因及人工收割对水体的影响, 对玄武湖不同湖区定期监测其透明度、溶解氧、pH、TN、TP等水质指标, 并进行分析, 结果表明: 对湖泊蓝藻水华的应急处理, 使水体透明度提高179.5%, DO含量增高24.1%, TN、TP分别降低54.1%、74.5%, pH由9.1降至8.7, 水质改善是菹草种群萌发并能大规模生长的主要原因。而菹草生长阶段短期内对菹草进行大规模收割使水体DO含量降低42.1%, 透明度下降51.5%(P0.05), 收割虽从水体中携带走部分氮、磷营养盐, 但差异不显著(P0.05), 且收割后TP出现升高现象。故在对草藻型湖泊生态修复过程中, 可先期通过物理或化学手段改善水体透明度、调节pH、降低营养盐, 使其满足水生植物萌发及幼苗生长的需求, 为水生植物后期存活并生长打下基础, 在后期生态管理过程中, 应逐步收割植株, 缓慢从水体携带营养盐, 以达到改善水质, 恢复及重建水生生态系统的目的。       

生物浮岛与漂浮植物对开放池塘水质净化效果

采用自主研发流量可控的密闭漂浮性水槽开展河道原位模拟实验, 研究了挺水植物菖蒲(种植于浮岛上)与漂浮植物凤眼莲对受到城市污水污染的开放池塘水质净化效果以及系统中氮磷等污染物的归趋。结果表明, 菖蒲和凤眼莲对水体藻类密度和叶绿素a削减率达到90%以上, 对COD_Mn浓度削减率达到45%以上。经过10 m长水槽后, 种植了凤眼莲的水槽水体其TN和TP浓度分别由3.71和0.24 mg/L降低至1.71和0.09 mg/L, 而设置有菖蒲浮岛的水槽其水体TN和TP浓度则分别降低至2.69和0.16 mg/L。在水体N、P的总削减量中, 凤眼莲吸收作用分别占84.31%和77.52%, 而在菖蒲浮岛系统中, 菖蒲的吸收作用仅分别占7.72%和8.55%, 菖蒲净化系统中氮、磷的物理沉淀量显著高于凤眼莲组, 分别达到35.26%和51.58%, 但仍有57%和39%以上的氮和磷去向未知, 推测可能与浮岛上生长的生物膜有关。研究结果可为选用凤眼莲和浮岛植物修复技术进行污染水体生态修复理论研究与实践运用提供借签和参考。     

大型溞引导的沉水植被生态修复对滴水湖水质的净化效果

2007年4月-2008年1月,在滴水湖D港中段长950m(水量为10000m3)的修复区内投放大型溞(Daphnia magna),以滤除水华藻类等颗粒有机物,然后移栽伊乐藻、苦草、轮叶黒藻、光叶眼子菜和菹草等沉水植物,逐月监测水体中总氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、总磷(TP)、活性磷酸盐(PO43--P)和COD等水质指标,分析沉水植被栽培对滴水湖水体水质的净化效果.结果表明:试验期间,修复区水体TN、TP、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、PO43--P和COD显著低于对照区(P0.01),溶解氧(DO)增加了50.4%,水体透明度(SD)平均在3.4~3.7m,水质达到国家Ⅱ~Ⅲ类地表水水质标准;2008年3月应用已构建的沉水植被群落对富营养化流水水体水质进行净化试验,7d后修复区流水水体除BOD外,TN、TP、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、PO43--P和COD均显著降低(P0.01),DO增加了17.98%,SD提高了30cm.利用大型溞控藻后移栽沉水植物对滴水湖水体水质的净化效果十分显著.     

不同水体营养条件对刺苦草和密刺苦草生长的影响

以贡湖水体营养盐水平现状[ρ(TN)0.4~4 mg·L-1、ρ(TP)0.04~0.4 mg·L-1]为依据,研究不同梯度营养盐水体对刺苦草(Vallisneria spinulosa)与密刺苦草(V.denseserrulata)生长及生理的影响,探讨同属沉水植物对不同营养水体的响应差异。结果表明:水体营养条件对两种沉水植物的生物量累积没有显著影响;处理组刺苦草的最大株高分别增加了19%(P0.05)、63%(P0.05)、205%(P0.01),密刺苦草高浓度中植株最大株高与低浓度差异显著(P0.05);刺苦草与密刺苦草在高浓度水体中的克隆繁殖能力分别下降了30%和20%;低浓度水体中刺苦草与密刺苦草叶片丙二醛含量增加(P0.05),叶绿素含量减少(P0.05),表明其受到养分胁迫;在ρ(TN)1.5~4 mg·L-1、ρ(TP)0.15~0.4 mg·L-1范围内,两种苦草表现出较强适应性。     

好氧反硝化菌强化生态浮床对水体氮与有机物净化机理

好氧反硝化菌强化生态浮床通过挂膜将异养硝化-好氧反硝化菌与填料结合,并添加曝气强化措施,提高浮床对富营养化水体中氮和有机物的去除效果。结果表明,在7天内,好氧反硝化菌强化生态浮床在COD_(Cr)/TN=1.7~2.9的进水下,对NH_4~+-N、NO_3~--N、TN和COD_(Cr)的去除率分别为54.5%、100%、59.8%和56.3%,对TN和COD_(Cr)的去除率比传统生态浮床分别提高了47.1%和36.3%;在COD_(Cr)/TN=3.3~5.0的进水下,对NH_4~+-N、NO_3~--N、TN和COD_(Cr)的去除率分别为55.4%、100%、48.9%和65.6%,对TN和COD_(Cr)的去除率比传统生态浮床分别提高了21.0%和20.0%。好氧反硝化菌强化生态浮床中,曝气和异养硝化-好氧反硝化菌的添加提高了浮床对有机物的降解,增强了其在高溶解氧水平下的反硝化作用,克服了曝气生态浮床对NO_3~--N降解效果差的缺点。利用Monod动力学方程对好氧反硝化菌强化生态浮床初期降解氮素和有机物过程进行描述,相关系数为0.9,说明Monod动力学方程适用于描述好氧反硝化菌强化生态浮床的反应动力学。     

蓝藻胁迫条件下不同基质类型对苦草和伊乐藻生长的影响

为探讨蓝藻胁迫条件下沉水植物生长与基质营养含量的关系,研究了添加相同含量蓝藻后2 种不同基质(较贫瘠的黄色粘土和较肥沃的黑色淤泥)对苦草和伊乐藻2 种沉水植物生长的影响。结果表明:与伊乐藻相比,苦草的生物量在粘土条件下高于淤泥条件,而基质类型对伊乐藻生物量没有显著影响;苦草的最大叶片长度(用于表征株高)、无性系新株数目及其干物质重和伊乐藻的株高、分株数目和分枝干物质重也是在粘土条件下高于淤泥条件;苦草的最大根长在粘土条件下显著高于淤泥条件(p<0.05)。研究结果表明在蓝藻胁迫的条件下,高营养含量的基质不利于沉水植物的生长,并且对根生型沉水植物苦草的影响要大于假根沉水植物伊乐藻。     

中华鲟养殖池背角无齿蚌和鲢鳙鱼生态修复效果比较

2009年5月31日-6月20日在广东省大沙河水库利用微型生态系统比较不同放养密度的褶纹冠蚌(Cristaria plicata)和背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对水体氮、磷及浮游植物的影响,探讨两种蚌在控制南亚热带水库富营养化水体藻类水华上的可行性。实验结果表明,在褶纹冠蚌和背角无齿蚌处理组中,总氮、总磷和叶绿素a浓度显著增加,而铵氮的浓度显著下降;褶纹冠蚌和背角无齿蚌导致了浮游植物群落组成结构的改变和数量的增加,实验过程中绿藻所占的比例迅速上升。两种蚌之间没有显著的差异,只是在不同的作用强度下,时间上的响应不同。综合实验结果,褶纹冠蚌和背角无齿蚌难以有效地运用于我国华南地区水库的水质改善与富营养化控制。     

苦草繁殖生态学研究

通过太湖野外调查、室内培养、种子与块茎萌发及幼苗生长试验,对太湖苦草(Vallisneria natans)种群的繁殖生态特征进行了研究。结果显示:1)苦草分配于有性繁殖部分的生物量较无性的大,分别占总生物量的25.0%±13.8%和10.1%±7.0%。雌花数与座果率平均分别为22.9±13.8朵·株^-1和73.3%±17.9%。雄株可以产生11~33个佛焰苞,每个佛焰苞内平均含有364±38朵雄花,每个雄花产生的花粉为128~184粒。每个果实内种子丰富,多达150~360粒,估算太湖苦草种群立地种子量可达1.68×10⁴~1.01×10⁶个·m^-2。但每年种群主要来自地下块茎和匍匐茎,水深、风浪等可能是种子苗难以在湖泊中定植成功的主要因素。2)苦草的块茎数量较大,平均90~226个·m^-2,是种群发展的强大物质基础。3)温度、光照、基质及种子保存方式与时间长短对种子发芽率均有较大影响。10 ℃时种子发芽率较低,仅8.35%±1.89%;20 ℃时发芽率较高,为56.73%±6.42%;30 ℃时发芽率有所降低,为43.55%±4.34%。种子发芽对光照有一定要求,20 ℃、无光条件下,种子发芽率下降63.6%。在没有湖泥为基质的情况下,发芽率下降36.5%。此外,随干燥保存时间增加,种子发芽率下降。4)块茎发芽对光照需求不大,但温度对块茎的发芽率有较大影响,10 ℃时发芽率为20.3%±5.7%,20 ℃时较高,达90.2%±12.6%,30 ℃时发芽率降低至60.4%±7.6%。5)光照对幼苗生长有一定影响。有光照的幼苗伸长生长比无光条件下慢,但生物量积累较大,有光的苗生长速度平均为0.56~0.70 cm·d^-1,无光的为0.86~0.96 cm·d^-1。试验结果还显示,苦草的块茎苗初期的伸长生长主要依赖于基部的根茎生长。6)根据研究结果认为,在湖泊中恢复苦草种群应主要利用地下块茎,种子只适用于相对静止的浅水池塘种植。     

不同盐度对苦草生理特征的影响

沉水植物耐盐性研究越来越受到人们高度重视。在室内模拟条件下,水体盐度设为2、3、4、5、6和8,及不加盐卤的对照组(记为0),每24 h测定苦草(Vallisneria natans)叶片叶绿素含量,SOD、POD和CAT 3种抗氧化酶活性,MDA含量及呼吸强度。结果表明:叶绿素a、叶绿素b含量和CAT酶活性随盐度增加呈降低趋势;SOD、POD酶活性、MDA含量随盐度增加呈先升后降趋势;盐度为2和3时叶绿素含量、抗氧化酶酶活性、MDA含量和呼吸强度与对照组相比差异性不显著(P>0.05),苦草生长状态较其它处理组好;盐度为4时,所测叶绿素含量、抗氧化酶活性和呼吸强度与对照组相比差异性显著(P<0.05),叶绿素含量明显降低,抗氧化酶活性升高,表现出了明显的抗逆性,呼吸强度降低;盐度为5、6和8时与对照组相比,苦草生长状态较差,并逐步枯萎,第4 d死亡。因此苦草可应用于盐度低于3水体中沉水植被的恢复与重建。     

4种不同生活型湿地植物对富营养化水体的净化效果

选择4种湿地植物菖蒲、香蒲、浮萍和金鱼藻,研究单一及组合湿地植物对高浓度污水(污水处理厂进水)、低浓度污水(污水处理厂出水)中营养物质的去除效果.结果表明: 水体中总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)浓度呈现试验前期快速下降,后期缓慢下降的趋势,表明湿地植物能有效净化污水中的TN、TP、COD,但不同湿地植物及湿地植物组合的净化效果存在差异.多种湿地植物组合比单种湿地植物对TN的净化作用强,其中香蒲＋浮萍＋金鱼藻对TN的净化效果最佳;高浓度污水中,单种挺水植物对TP的净化效果较好,低浓度污水中,则是多种湿地植物组合对TP的去除率较高;高浓度污水中,湿地植物对COD的去除率为85.1%～96.0%,其中菖蒲、香蒲去除效果最佳,低浓度污水中,湿地植物对COD去除率为76.9%～94.8%,以菖蒲＋浮萍＋金鱼藻去除效果最好.总体看来,湿地植物对高浓度污水中TN、TP、COD的净化效果好于低浓度污水,两种水体的pH都得到改善.     

铁-碳内电解质下4种水生植物的净水效果

为比较湿地生态系统中常见水生植物的净水效果,在铁-碳内电解质下以凤眼莲、睡莲、菖蒲、芦苇4种水生植物为研究对象,比较分析植物及其组合在不同试验时间(1～5 d)对污水中铵氮、化学需氧量(COD)、总磷(TP)的净化效果.结果表明:与无植物的对照相比,铁-碳内电解质下单种水生植物对污水中的铵氮、COD、TP去除效果更好,但物种间存在明显差异.在污水处理2 d时,凤眼莲对铵氮的去除率达到100%;3 d时,铵氮在菖蒲水体中的浓度接近0;各类型植物组合对铵氮的去除效果均较好.在污水处理2 d时,凤眼莲的水体COD浓度接近0,菖蒲次之,凤眼莲-菖蒲组合水体的COD浓度降为最低(4.33 mg·L^-1),去除率为85.1%.在处理4 d时,凤眼莲的TP浓度最低,芦苇次之;处理2 d时,凤眼莲-菖蒲水体的TP浓度最低.内电解质与植物的组合效果比单纯内电解质对污水的净化效果好,植物的配置应依据污染物水平进行优化.     

典型黑土区主要树种根系构型特征及其对固土能力的影响

为量化典型黑土区主要树种根系构型特征,探究其对固土能力的影响,以该区分布较广的榆叶梅、小叶锦鸡儿、白桦、糖槭、红皮云杉、樟子松单株个体为研究对象,采用全根挖掘和WinRHIZO Pro LA2004分析系统相结合对其根系空间分布、几何形态、分形等特征进行测定,同时采用原位整株根系拉拔的方法量化根系垂直拉拔力.结果表明:...     

“生态活水”治水原理与扬州黑臭水体治理

为探索黑臭水体治理的根本途径,在研究自然水体净化功能,分析水体黑臭根本原因和直接原因的基础上,深入阐述了“生态活水”的科学内涵和生态功能,全面揭示了“生态活水”治水的科学原理和技术优势。“生态活水”治水为原位原生态治水,通过水体快速复氧,创建活水微生态系统,并借助微速循环流水的载体作用,实现持续高效净化。扬州黑臭水体治理的实践表明:采用“生态活水”方法治水后3～5 d可以完全消除黑臭,并将黑臭水体转化为“绿水”;15～20 d后水质达国家地表水Ⅲ类水标准。说明“生态活水”治水技术是一种占用资源少、设备投资省、治污速度快、运行成本低、治水效果好、标本兼治的可持续治水技术体系。