白洋淀菹草对富营养化水体总磷的净化

利用白洋淀区域鲥鯸淀、王家寨和小淀3个淀区的水体、底泥和菹草组成室内静态的模拟生长体系,研究白洋淀菹草在不同水体及底泥环境下的生长状况,以及不同菹草生长体系对水体总磷的净化效果.结果表明:鲥鯸淀菹草生长体系对水体总磷的净化效果最佳,最大去除率为87.9%,单位生物量对水体总磷的最大去除率为2.2%;王家寨和小淀菹草生长体系对水体总磷的最大去除率分别为47.4%和76.9%,单位生物量对水体总磷的最大去除率分别为0.9%和1.4%.3个菹草生长体系的底泥对水体总磷吸附的最大百分比分别为9.1%、7.4%和7.7%.菹草生长体系的TP-t和v-t拟合方程表明,水体中总磷浓度及其去除速率随时间的延长以负指数形式衰减.     

典型水生植物对水库环境污染物去除能力的实验室模拟

以溪荪鸢尾(Iris sanguinen)、菖蒲(Acorus calamus)、黄菖蒲(Iris pseudaeorus)3种水生植物为实验植物,根据大伙房水库库区及入库河流的富营养化现状制备富营养化实验水体,通过28 d室内水培实验,研究3种植物对总氮、铵氮、硝氮和总磷的去除能力。结果表明:溪荪鸢尾组对总氮、铵氮、硝氮和总磷的去除率分别为78.1%、73.1%、84.8%和90.3%,菖蒲组分别为73.4%、90.1%、63.1%和89.1%,黄菖蒲组分别为83.9%、77.3%、75.0%和93.8%;3种植物对污染物的去除强度随时间的变化较为一致,均表现出前期污染物浓度下降较快,后期趋于平缓:对总氮、铵氮的去除作用前14天较为显著;对硝氮的去除作用在整个实验期间均显著;对总磷的去除作用在前21天较为显著。     

漂浮植物对富营养化水体中氮磷去除效果研究

通过模拟不同程度富营养化水体,研究凤眼莲、水芙蓉和莲花竹在不同处理浓度水体中对氮、磷的去除效果。结果表明:凤眼莲、水芙蓉和莲花竹对水体中的氮、磷都有一定的去除效果,经过30 d的净化试验,凤眼莲对氮、磷去除率分别为50%~78.46%和68.16%~89.56%,水芙蓉对氮、磷去除率分别为57.58%~76.87%和72.28%~76.47%,莲花竹对氮、磷去除率分别为0.60%~10.80%和2.48%~10.04%。在现场试验中,水体中总氮和总磷分别降低了31.17%和20.48%,由此可见,凤眼莲和水芙蓉对氮、磷有较好的去除效果,能够改善富营养化水体。     

4种水生植物对富营养化水体氮磷去除效果的研究

以灯心草、水田芥、菹草和轮藻为试验对象,研究了其在两种不同程度富营养化水体中的生长状况及对水体中总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)和化学耗氧量(COD)的净化效果。结果表明,在轻度富营养化水体中水田芥效果最好,培养20 d后的水田芥对总氮、总磷、氨氮和化学耗氧量的吸收率分别为75.28%、93.00%、76.35%和83.74%,其它3种水生植物对水体也都有较好的净化效果;在重度富营养化水体中灯心草效果最好,培养20天后的灯心草对总氮、总磷、氨氮和化学耗氧量的吸收率分别为89.30%、83.11%、83.41%和78.56%,但水田芥和轮藻的净化效果相对较差。     

乡土水生植物对富营养化水体的净化效果研究

为了解乡土水生植物净化富营养化水体的效果,研究了广东地区5种乡土水生植物对2种富营养化水体总氮(TN)、总磷(TP)的净化效果和植物的生长状况。结果表明,与无植物空白相比,5种乡土植物使低、高浓度水体的TN去除率分别提高了3.8%～13.3%和13.2%～17.1%,TP去除率分别提高了15.2%～22.1%和11.3%～57.6%,其中野荸荠(Eleocharis plantagineiformis)适用于净化低氮水体;酸模叶蓼(Polygonumlapathifolium)适用于高氮水体;三白草(Saururuschinensis)适用于低磷水体;菱角(Trapa komarovii)适用于低氮或高磷水体;水龙(Ludwigia adscendens)对2种水体均有较好的净化效果,对高磷水体效果极佳。5种乡土植物在低、高浓度水体中均旺盛生长,水龙的生物量净增长率分别达375.5%和539.8%,表现最优,其次为菱角;水葫芦(Eichhorniacrassipes)则在高浓度水体中腐烂死亡,加重了水体污染。水龙、菱角对污染物的吸收作用较强,对P的吸收能力显著优于其他植物(P0.05)。因此,5种乡土植物均可作为广东地区富营养化水体修复的备选植物,其中水龙和菱角的开发潜力最大。     

苦草和黑藻对模拟西湖水体中CODMn及TN和NO3-N的去除力分析

研究了苦草〔Vallisneria natans(Lour.)Hara〕和黑藻〔Hydrilla verticillata(L.f.)Royle〕对模拟西湖富营养化水体中CODMn、TN和NO3-N的去除力及其动力学模型,并对实验期间(30 d)2种植物的株高及单株鲜质量的变化进行了分析。结果表明:种植30 d内,苦草和黑藻对水体中CODMn、TN和NO3-N的去除率均表现出前期较小、中期急剧增加、后期缓慢变化的趋势,且3项指标的去除过程均符合一级动力学模型。种植20～25 d后,苦草和黑藻对水体中CODMn、TN和NO3-N的去除效果均最佳;其中,苦草对CODMn、TN和NO3-N的最高去除率分别为66.7%、71.4%和68.2%,去除动力学方程分别为CCODMn=6.96e(-0.030t)、CTN=7.29e(-0.048t)和CNO3-N=5.12e(-0.046t),降解系数分别为0.030、0.048和0.046;黑藻对CODMn、TN和NO3-N的最高去除率分别为55.0%、61.4%和69.0%,去除动力学方程分别为CCODMn=6.91e(-0.043t)、CTN=6.55e(-0.033t)和CNO3-N=4.69e(-0.046t),降解系数分别为0.043、0.033和0.046。种植30 d后,苦草和黑藻的株高和单株鲜质量均明显增加,其中,苦草平均株高和平均单株鲜质量分别增加了53.0%和170.5%;黑藻平均株高和平均单株鲜质量分别增加了120.0%和216.7%。研究结果说明:苦草和黑藻在模拟西湖水体中均能够正常生长,且对富营养化水体有较好的净化作用,可用于水环境改善和水生态修复。     

菰和菖蒲对重金属的胁迫反应及其富集能力

通过盆栽实验研究了Cu—Zn—Ph-Cd复合污染条件下,菰和菖蒲的生长状况、生理特性及吸收和富集重金属的能力。结果表明,高浓度污染下菰和菖蒲不能存活;低、中浓度中菖蒲的生长受到抑制,菰各生长指标与对照相比差异不显著,表明菰对低、中浓度重金属的耐性强于菖蒲。随着污染浓度的增加,菰和菖蒲叶片叶绿索含量显著降低;菰叶绿素a／b值略有降低,菖蒲叶绿素a／b值显著降低;菰和菖蒲叶片脯氨酸含量、相对电导率显著升高,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性在低浓度时升高,中浓度时降低。菰体内重金属含量为Zn〉Cu〉Pb〉Cd,菖蒲体内的含量为Cu〉Zn〉Pb〉Cd,且二者体内的重金属含量都随着污染浓度的增加而升高。菰和菖蒲对Cd的富集系数较大,地上部分（茎与叶）和地下部分（根与根状茎）均大于1;对Pb的富集系数较小,地上部分和地下部分均小于1。菰和菖蒲地下部分重金属含量均高于地上部分含量,二者根系对4种重金属都有较强的滞留效应,平均滞留率均大于50％。各处理中菰对重金属的吸收量均高于菖蒲。综合分析菰和菖蒲的生长、生理及富集重金属的能力,菰比菖蒲更适用于低、中浓度重金属污染水体的生态修复。     

五种沉水植物对富营养化水体的净化效果

为达到净化水质的目的,采用移栽沉水植物控制富营养化水体中营养盐含量和浮游藻类生物量。本研究在夏季藻类密度较高的富营养化水体中移栽5种长江中下游流域常见沉水植物,比较不同沉水植物去除营养盐和控制藻类总量的能力。研究结果:5种沉水植物对水体总氮含量去除率的大小顺序为:竹叶眼子菜>黑藻>苦草>微齿眼子菜>菹草,对总磷去除率大小顺序为:竹叶眼子菜>黑藻>微齿眼子菜>苦草>菹草;竹叶眼子菜控制水体中藻类总量的效果最佳,苦草、微齿眼子菜及菹草次之,黑藻对水体总磷和浮游植物的去除效果均极显著(p≤0.01),而对总氮含量的作用影响不明显(p=0.209)。综合营养盐吸收作用和藻类控制效果来看,竹叶眼子菜在整个实验过程中生长状态良好并达到较为稳定的净化作用,是夏季治理浅型富营养化静水水体的理想物种之一。     

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.     

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。     

洱海漂浮草垫的物种组成及分布

研究通过调查洱海2017年夏季和冬季漂浮草垫的物种组成及分布模式, 探究洱海在水位上升过程中, 哪些挺水植物更易形成漂浮草垫而存活下来。夏季共调查到漂浮草垫18个, 植物分属15科, 18属, 24种, 冬季共调查到漂浮草垫22个, 植物分属13科, 17属, 22种, 形成洱海漂浮草垫的植物共15科, 19属, 26个物种。草垫下水体中总氮(TN)、总磷(TP)、溶解性总磷(TDP)都明显高于开阔水域的(P<0.05), 而开阔水域的溶氧(DO)明显高于草垫下水体的(P<0.05)。结果表明在夏季和冬季漂浮草垫面积大小与其组成草垫的物种数和漂浮草垫生物量都呈显著正相关(P<0.01), 而在夏季和冬季漂浮草垫面积大小与漂浮草垫单位面积平均生物量相关性都不显著(P>0.05), 漂浮草垫面积大小与漂浮草垫下最长根在夏季相关性显著(P<0.01), 而在冬季相关性不显著(P>0.05)。漂浮草垫主要分布在离岸距离60 m以内以及水深不超过2 m的水域, 漂浮草垫面积大部分都小于600 m2(夏季占87%, 冬季占95%), 每个漂浮草垫的物种数都小于10个, 漂浮草垫下最长根主要分布在40—120 cm。组成漂浮草垫的物种中菰(Zizania latifolia)的频度和相对生物量在夏季和冬季(频度: 夏季-73.33%, 冬季-66.67%; 生物量: 夏季-43.38%, 冬季-41.91%)都是最高的, 说明菰相比其他挺水植物更容易形成漂浮草垫从而避免洱海水位上升对其生长和繁殖的影响, 这可能是菰成为洱海单优挺水植物的主要原因。而菰比其他挺水植物更容易形成漂浮草垫的机制则需要更进一步的研究。     

云南高原湖滨带3种挺水植物对水体N的净化能力及响应

以云南常见湖滨带挺水植物水葱、芦苇、茭草为待试植物,通过静水培养试验,分析了3种湖滨带挺水植物在TN浓度为10～10.5mg·L^-1污水中的生长特征及其与净化能力的相互关系.研究表明,植物的生长、生理反应和净化能力间有较好的相关性,水葱、茭草和芦苇的相对生长速率分别为0.0023/d、0.0012/d和0.0017/d,水葱株高增长率为茭草的1.4倍,芦苇的1.84倍,水葱的生长量为(干重)3.53g,为芦苇的1.76倍,茭草的2.22倍;对N的累积能力分别比芦苇和茭草高1.1倍和1.3倍,对氮的同化利用率显著高于芦苇和茭草.水葱、芦苇、茭草对污水氮的净化率分别为86.59%、76.32%和74.83%,对氮的吸收率分别为23.81%、8.55%、11.30%;电导率和MDA比值分别为1.136,2.214和1.413;0.962,1.629和2.06,水葱均表现出较好的净化效果和较强的抗逆性.结果表明,植物对环境的适应及功能的发挥,一方面取决于自身的生物学特性,另一方面受生长环境的影响,环境胁迫导致其生长不良,不能有效发挥其湖滨水体净化功能.     

Root exudates of wetland plants influenced by nutrient status and types of plant cultivation

The present study investigated the amounts of root exudates and composition of organic acids released from two wetland plants (Typha latifolia and Vetiver zizanioides) under two nutrient treatments: low level (0.786 mM N and 0.032 mM P) and high level (7.86 mM N and 0.32 mM P) and two types of plant cultivation: monoculture and co-culture of the two plants. Low nutrient treatment significantly (p < 0.05) increased the root exudates of T. latifolia during the initial growth period (1-21 d) and those of V. zizanioides and the co-culture during the whole growth period. The concentrations of dissolved organic carbon in the root exudates of the co-culture in the low nutrient treatment were 3.23-7.91 times of those in the high nutrient treatment during the medium growth period (7-28 d). The compositions of organic acids varied between the two plant species and between the two nutrient treatments. The pattern of organic acids was also different between the co-culture and the monoculture. Oxalic acid was by far the major organic acid exuded from the two wetland plants. The present study on root exudates suggests that co-culture of wetland plant species would be more useful in the reclamation of waste water than a monoculture system.     

模拟人工湿地中植物多样性配置对硝态氮去除的影响

为检验植物多样性对人工湿地脱氮功能的影响,在模拟人工湿地试验系统中设置了植物单种和混种处理并定期供给氮形态仅为硝态氮的模拟污水。结果表明:混种系统的出水硝态氮浓度显著低于单种(P<0.05);混种与单种系统在基质氮含量和植物氮积累量上无统计差异;质量平衡分析表明混种促进系统反硝化强度;菩提子单种系统中的硝态氮移除能力显著高于香蒲、芦苇和菖蒲单种系统,后3种硝态氮移除能力则无显著差异。本研究可为人工湿地选择高效物种、多样性配置以提高氮去除率提供依据。     

滩涂富营养池塘中浮游生物种群结构及其生态调控研究

本文研究了种植芦苇和菖蒲,放养鲢,接种有益微生物对滩涂富营养水体藻类和浮游动物的群落结构、数量、生物量等。不同处理藻的种类有差异,对照和放养鲢水体无隐藻门和黄藻门,其他两处理都有7门。种植芦苇、菖蒲等水生植物以及接种有益微生物都可以使水体藻类多样化,减少蓝藻生物量比例。放养鲢水体藻类种数减少,提高了蓝藻生物量的比例,优势种群变为铜绿微囊藻、针状蓝纤维藻、线形棒条藻等。对照和放养鲢处理水体原生动物种类较多,其生物量比例较高;接种有益微生物水体浮游动物数量最多、生物量最大,以轮虫类和枝角类为主。接种有益微生物大幅度地降低生态系统中总氮、氨态氮、总磷的浓度,其含量分别是对照的57.1%、42.7%、57.9%;同时可以降低COD值,提高溶氧水平和透明度。总之,种植芦苇、唐菖蒲等水生植物或接种有益微生物可以改善水体微生态机构和生态结构。       

不同湿地植物及其组合对污染物的净化效果比较

通过在北京市延庆县建立湿地植物筛选池,模拟自然条件下7种湿地植物和7种植物配置对总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)的去除效果。结果表明:不同湿地植物及组合对COD和TN、TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。除香蒲夏秋两季对COD的净化效果存在显著性差异外(P<0.05),其他湿地植物及组合对COD的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。7种湿地植物单种和7种湿地植物配置都表现为是夏季对TN的去除效果要优于秋季。除芦苇+睡菜、香蒲+蒿柳夏秋两季对TN的净化效果存在显著性差异外(P<0.05),其他湿地植物及组合对TN的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。7种不同湿地植物配置对TN的净化效果存在显著性差异(P<0.1)。夏秋两季。不同湿地植物单种之间对TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05);而夏季不同湿地植物配置对TP的净化效果存在显著性差异(P<0.05),秋季不同湿地植物配置对TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。除菖蒲+茭白、芦苇+睡菜夏秋两季对'TP的净化效果存在显著性差异(P<0.05)外,其余湿地植物及组合对TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。     

A mosaic community of macrophytes for the ecological remediation of eutrophic shallow lakes

The restoration of macrophytes in eutrophic shallow lakes has been the focus of active research in the past decade. The approach of building up a mosaic community of macrophytes (MCMs) to improve water quality and remediate the ecosystems of lakes is proposed in this paper. Several species of floating, floating-leaved, and submerged macrophytes were introduced in experimental enclosures in eutrophic shallow lakes. These macrophytes were intercropped in small patches and formed mosaic communities of spatial and temporal combinations (spatial and seasonal mosaic patterns) in the lakes. Macrophytes can improve water transparency quickly and the MCM system can stabilize this clear water state over a long time in turbid eutrophic shallow lakes. The constructed MCM created heterogeneous habitats that are favourable for different macrophytes and for the growth and succession of other organisms, as well as for removing water pollutants. When the eutrophic water flowed through the MCM system at a retention time of 7 days, the removal efficiency rates of the MCM system for algae biomass, NH₄⁺–N, TN, TP and PO₄^3?–P were 58%, 66%, 60%, 72% and 80%, respectively.