漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果研究

利用软隔离小区试验研究了凤眼莲(Eichhornia crassipes)、黄花水龙(Jussiaen repens L.)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)、水鳖(Hydrocharis dubia(Bl.)Backer.)和四角菱(Trapaquadrispinosa Roxb.)5种不同漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果,研究结果表明,经过100天植物处理,5种飘浮植物对水体中总氮的去除率为黄花水龙(63)%>凤眼莲(57%)>水鳖(46%)>四角菱(42%)>空心莲子草(34%),对总磷的去除率为凤眼莲(52%)>黄花水龙(50%)>水鳖(45%)>四角菱(31%)>空心莲子草(22%),其中凤眼莲、黄花水龙处理围区的水质净化效果最好,水体中总氮和总磷的去除率也最高,这与植物自身吸收同化污染水体中氮素、磷素的能力大小及植物根系微生物的作用都有关。凤眼莲、黄花水龙在提高水体透明度方面表现最佳,试验围区在处理40天后水质透明度即可达到1 m以上,而空心莲子草、水鳖和四角菱的试验围区则需要处理60天以后透明度才能达到1 m以上。5种漂浮植物对富营养化景观水体都有较好的净化效果,且易于成活,容易管理,可在今后的水质净化中推广应用。     

浮萍对富营养化水体中磷的去除规律

磷是藻类增殖的限制因子,引起水体富营养化的关键营养物质。修复富营养化水体的重点在于磷的去除。通过对三种浮萍的磷吸收动力学特征和动态吸收特点研究,选择适合不同富营养化程度水体的修复植物。吸收试验结果表明,浮萍吸收磷的动力学特征可用Michaelis-Menten方程来描述。青萍对磷有较大的亲和力,适宜修复轻度富营养化水体;紫萍对磷有较大的最大吸收速率,适宜修复重度富营养化水体;而少根紫萍由于吸收速率小,生长速度慢,不适宜作为水体生态修复植物使用。     

凤眼莲及底泥对富营养化水体反硝化脱氮特征的影响研究

利用改进的漂浮箱法,通过直接测定水体释放的N2O、N2,在模拟实验中研究种养及未种养漂浮植物凤眼莲条件下富营养化水体硝化、反硝化脱氮释放N2、N2O特征及其对消减水体氮的贡献。结果表明,种养或未种养凤眼莲的富营养化水体硝化、反硝化脱氮的产物以N2为主,硝化、反硝化脱氮释放N2O而脱除的氮仅占水体TN损失量的0．01％＋0．003％。在实验设定的水体富营养化条件下（NH4^＋ —N浓度6．0～7．2mg·L^-1、NO3^- -N浓度0．81～5．14mg·L^-1、TN浓度为8．9～12．07mg·L^-1）,种养凤眼莲的富营养化水体（无底泥）以向大气界面累积释放N2形式损失的氮量（N2-N量,以N计）为（1609．1±303．4）-（2265．2±262．6）mg,占水体氮损失量的63．2％-17．0％,凤眼莲吸收的N仅占水体TN损失量的（23．7±3．1）％～（28．7±4．8）％,并不是净化水体氮的唯一途径。未种养凤眼莲的富营养化水体（无底泥）向大气界面累积释放N2形式损失的氮占整个水体N损失量的（40．7±8．6）％-（43．6±0．8）％,是富营养化水体自净脱氮的主要途径。施加底泥进一步促进了水体通过反硝化脱氮释放N2而损失的氮量。凤眼莲与底泥对促进反硝化脱氮过程具有良好的交互作用（P〈0．01）。种养凤眼莲的富营养化水体向大气界面释放N2的浓度显著（P〈0．05）高于相应处理下未种养凤眼莲的对照水体,说明凤眼莲可能对水体反硝化脱氮过程有促进作用。     

白车轴草对冬季富营养化水体总磷净化效果研究

冬季是大多数水生植物处于衰亡的时期,植物资源匮乏,不利于植物对富营养化水体的周年净化,因此筛选适合于水生的旱生植物来修复富营养化水体是生态修复的发展方向。采用水盆浮板栽培技术,首次研究了白车轴草(Tri-folium repens Linn.)在冬季对成都犀池富营养化人工湖泊中主要元素磷的净化效果及动态过程,并与凤眼莲(Eichhorniacrassipes Solms.)的净化效果进行了对比。结果表明,浮板白车轴草在试验期间生长良好,对富营养化水体中总磷具有非常明显的净化效果,当投放量为1.25 g/L时,对总磷的去除率48 d内可达80%,并且重复性好,对总磷的去除过程拟合曲线符合三次方程。与凤眼莲相比较,白车轴草在冬季更易存活且对磷的净化效果更佳。     

两种水生植物对重富营养化水体修复效果研究

为了探索重富营养化水体的植物修复方法,在人工模拟条件下选取了两种水生植物伊乐藻(Elodea nuttallii)和黄花水龙(Jussiaea stipulacea Ohwi),采用漂浮生长方式对富营养化水体中养分的去除效果进行研究。结果表明:沉水植物伊乐藻在水面漂浮条件下可起到净化水体的作用,对总氮、氨态氮、硝态氮、总磷、COD、叶绿素a的去除率分别为62.9%,90.83%,53.90%,71.21%,43.33%,50.05%;漂浮植物黄花水龙对上述污染物的去除效果分别为93.56%,97.38%,99.44%,97.74%,52.49%,58.34%。变异分析表明,两者对这些养分的去除达到了显著水平(P<0.05)。黄花水龙对上述污染物的去除效果明显好于漂浮培养条件下的伊乐藻,适合重富营养化水体中养分的去除,而伊乐藻则在水质维持方面发挥更大作用。     

凤眼莲对不同程度富营养化水体氮磷的去除贡献研究

采用人工模拟方法,研究了凤眼莲在不同程度富营养化水体中对N、P的吸收和去除作用。结果表明,凤眼莲在总氮(TN)、总磷(TP)初始浓度分别为2.06～20.08mg·L-1和0.14～1.43mg·L-1的4种富营养化水体中均可正常生长,近1年的试验中,凤眼莲总生物量累计增加41.03～47.12kg·m-2,平均生物量增长率为0.096～0.262kg·m-2·d-1。凤眼莲地上部N和P平均含量分别为24.16～34.15mg·g-1和3.46～6.90mg·g-1;地下部N和P平均含量分别为11.76～18.45mg·g-1和6.02～8.50mg·g-1。凤眼莲在4种富营养化水体中的N和P吸收量累计分别为43.06～71.16g·m-2和8.68～16.63g·m-2,且随水体初始N、P浓度的升高而增加,并与自身生物量呈极显著正相关(P0.01)。在N、P负荷较低的水体(Ⅰ和Ⅱ)中,凤眼莲吸收对N、P的去除贡献均超过100%,表明凤眼莲吸收利用了底泥中部分N和P;而在N、P负荷较高的水体(Ⅲ和Ⅳ)中,凤眼莲吸收对N、P的去除贡献也均超过42.32%和83.79%。因此,本试验条件下凤眼莲吸收在水体N、P去除中起主要作用。     

冬春季多年生牧草对富营养化水体的响应及净化效果研究

在室外条件下以8种多年生牧草为材料研究其在重度富营养化水体中的生长状况及生长期间对水体氮磷的削减。结果表明,8种牧草均能适应水生环境并快速生长。经过收割后,每1m2的坦克草浮床生长期内可从水体中吸收17.5g的氮和7.5g的磷。牧草修复水体后,其作为饲料的基本指标均符合国家标准。选取室外试验中生长状况较好的4种多年生牧草进行室内模拟实验,研究其对富营养化水体的修复效应。水体TN、TP、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、COD在植物浮床系统处理下均显著下降,坦克草处理下去除率最高,对TN、TP、NO3--N、CODMn去除率分别达64.1%,92.1%,70.7%和80.7%。多年生牧草在冬春季对富营养化水体中的氮磷具有较好的净化效果,可作为水体生态修复的优良物种而使用。     

几种植物去除污染水体中养分效果研究

对城市尾水和人工模拟富营养化水体进行了静态培养试验.通过比较不同植物对城市尾水中氮、磷去除效果,以及它们在不同磷浓度条件下对不同形态氮素去除效果研究,目的在于筛选出适合治理富养分污染水体的植物品种.研究结果表明,空心菜(Ipomiea aquatica)、酸模(Rumex acetosa)、莎草(Cyperus glomeratus)3种植物都能很好地吸收尾水中的营养物质,且生长状况良好.经3种植物处理的城市尾水,其氮、磷浓度随水培时间的增加而降低.莎草、酸模对污水中TN的去除率达90%以上,其中莎草最高,达93.4%;空心菜对全磷的去除率最高达76.9%.NH_4~+-N在处理前期变化显著,且莎草的净化效果最好达94.4%;污水中NO_3~--N含量随着水培时间的增加而逐渐下降,但在试验后期NO_3~--N又有所增加.酸模去除NO_3~--N效果最好,达65.4%.另外3种植物对NH4+-N和NO_3~--N都具有一定的吸收作用,并且优先吸收NH_4~+-N.且从对于NH_4~+-N和NO_3~--N净化效果看,莎草>酸模>空心菜.     

漂浮栽培水生植物对入滇河流污水中磷的去除效果研究

利用水生植物净化富营养化水体是污染水体生物治理的途径之一,为了找出适宜在水体中生长并对磷的去除效果较好的植物,选择5个品种的水稻以及空心菜、茭白和水花生为供试水生植物,通过静态水培试验,研究了各植物在富营养化水体中的生长状况,以及对水体中磷的去除效果。结果表明,在不添加任何植物营养的条件下,植物在富营养化水体中均能正常生长;有植物处理系统对水体中总磷（TP）、水溶性总磷（DTP）的去除效果显著高于无植物对照;有植物处理系统TP的去除率为53.28%～84.07%,DTP的去除率为44.99%～88.81%;无植物对照TP的去除率为32.57%,DTP的去除率为37.51%。植物组织所累积的磷占各自系统去除量的21.54%～75.32%,植物的吸收作用是磷去除的主要途径。水稻功米1号的经济产量最高,为616.28 g.m-2,组织所累积的磷占系统去除量也是最大,为75.32%。在所有供试植物中,水稻功米1号对富营养化水体既有较好的净化效果,又能获得一定的经济产量,是最优的净化植物,同时也是最适宜在水体中生长的水稻品种。     

多年生漂浮植物对富营养化水体的响应及净化效果研究

研究了喜旱莲子草、穗状狐尾藻、黄花水龙3种植物在富营养化水体中的生长响应及对水体的净化效果.结果表明,试验确定了穗状狐尾藻最佳生长阈值:N 0.05～0.1 mg/L,P 0.01～0.02 mg/L;黄花水龙:N 0.1～0.2 mg/L,P 0.005～0.01 mg/L.试验结果进一步确定了穗状狐尾藻、黄花水龙阈值氮磷比例范围分别为2 :1～10:1,10: 1～20:1.在试验第35 d时,穗状狐尾藻对总氮、总磷和叶绿素a去除率分别达到了90.5%,88.0%,90.0%,效果最佳;黄花水龙对NO_3~-N、NH_4-N去除效果最好.分别为85.0%,43.5%.对水体中氮的去除主要是微生物和植物吸收共同作用完成.试验进行到35 d时,所用供试植物体内最大积累量占水体初始总氮量的10.36%,仅占水体氮去除的一小部分;通过有植物处理和无植物处理(即对照)对水体中营养盐去除效果的比较得出:3种供试植物对水体氮代谢微生物有正激发效应.而对磷代谢微生物均有负激发效应.     

水生植物对金属矿山丁铵黑药污染的生长响应与植物修复

为了利用植物修复技术治理选矿有机药剂污染的土壤和水体,该文在添加不同浓度丁铵黑药的营养液中种植3种水生植物,探讨其对丁铵黑药污染的生长响应、修复效果及其动力学特征。结果表明,不同植物对丁铵黑药污染的耐受能力大小顺序为轮叶黑藻＞水葫芦＞水浮莲。当丁铵黑药污染质量浓度为10 mg/L时水浮莲显示轻度毒害症状,生长量显著低于空白对照（未加丁铵黑药）;污染质量浓度为50 mg/L时水浮莲和水葫芦均显示中度毒害症状,生长量均显著低于空白对照。各植物处理对丁铵黑药的去除率均显著高于对照组（无植物处理）,各植物处理之间也存在显著差异,大小顺序依次为水葫芦＞水浮莲＞轮叶黑藻。水葫芦能有效去除水溶液中的丁铵黑药,水培28 d可使质量浓度为10 mg/L的丁铵黑药去除率达78%,在丁铵黑药的去除过程中,水葫芦的吸收与降解占76.3%,微生物降解作用占7.8%,自然降解的贡献率占15.8%,可筛选水葫芦为丁铵黑药污染的高效修复植物。     

水体苯胺、N和P生物修复研究

利用水培试验研究了6种常见适于水栽植物和EM菌在处理含苯胺、N、P废水的效果。结果表明对水体苯胺修复效率为50.7%～97.3%。植物对苯胺、N、P的修复能力因植物不同而异。植物修复苯胺的能力排序为蕹菜〉水葫芦〉水浮莲〉美人蕉〉水花生〉香蒲,而植物修复N的能力排序为水花生〉水葫芦〉蕹菜〉香蒲〉美人蕉〉水浮莲。美人蕉和蕹菜对P修复能力高于其他植物。抗生素抑菌试验表明,水体中原有微生物在苯胺修复中起了显著作用。EM菌的加入增加对水体N的去除能力。EM菌对水体P修复无直接作用,EM菌促进水浮莲和水葫芦吸收P。     

4种水生植物深度净化村镇生活污水厂尾水效果研究

通过设置动态模拟试验,持续进水、出水条件下分析比较了漂浮植物凤眼莲和水浮莲、沉水植物轮叶黑藻和挺水植物黄菖蒲对村镇生活污水厂(一级A标准)尾水深度净化效果,筛选出具有去污效果优势的水生植物,为优化水生植物生态修复工程技术在尾水深度净化中的应用提供依据。结果表明:经水生植物深度净化后,尾水水质得到明显改善,漂浮植物凤眼莲和水浮莲对尾水氮、磷的净化效果优于挺水植物黄菖蒲和沉水植物轮叶黑藻。试验周期内,污水厂尾水总氮、总磷和高锰酸盐指数(CODMn)平均浓度为12.22 mg?L-1、0.38mg?L-1和3.88 mg?L-1,凤眼莲、水浮莲、轮叶黑藻、黄菖蒲和对照各系统的总氮平均去除率分别为46.25%、45.74%、43.41%、38.39%和29.22%,总磷去除率分别为36.84%、34.21%、31.58%、28.95%和26.32%,CODMn去除率分别为42.27%、30.93%、32.47%、32.47%和37.89%。凤眼莲、水浮莲、黄菖蒲和轮叶黑藻生物量净增长率分别为550.5%、418.8%、210.6%和80.3%,凤眼莲生物量净增率最大。各处理系统内凤眼莲、水浮莲、黄菖蒲和轮叶黑藻对尾水氮富集量分别为7.36 g、2.33 g、5.12 g和4.46 g,对磷的富集量分别为0.60 g、0.19 g、0.33 g和0.78 g,凤眼莲富集氮能力优于另外3种水生植物,轮叶黑藻磷富集量高于另外3种水生植物。凤眼莲、水浮莲、黄菖蒲和轮叶黑藻植株吸收作用对尾水总氮去除的表观贡献率分别为15.29%、4.90%、11.17%和11.34%,对尾水总磷去除的表观贡献率分别为50.34%、17.17%、35.24%和76.34%。因此,可利用漂浮植物凤眼莲和沉水植物轮叶黑藻立体复合种养的方式深度净化生活污水厂尾水。     

大薸对奶牛场废水中耐药基因的去除效果和驱动因子分析

为探究大薸对奶牛场废水的净化效果,该研究选用温室模拟培养结合高通量测序方法,研究大薸对奶牛场废水中耐药基因（Antibiotic Resistance Genes,ARGs）的去除效果及驱动因子。结果显示：对于奶牛场3种实际废水（原水、厌氧池和氧化塘废水）,大薸整体呈现良好的净化效果,废水中大部分ARGs的绝对丰度呈现正去除效果,在原水、氧化塘废水和低浓度厌氧池废水中,大薸处理后ARGs绝对丰度（lg值）分别下降0.25（ermA 和fexA）～3.66（blaOXA-1）、0.08（blaTEM-1）～3.51（strB）和0.09（fexA）～4.07（strB）,而对高浓度厌氧池废水,则仅有9/16的ARGs呈现正去除。经过大薸处理后,不同废水中的微生物多样性和丰度均升高,废水中优势菌种Proteobacteria和Firmicutes相对丰度下降,而Bacteroidetes 和Actinobacteriota相对丰度上升,相较于无植物处理组中微生物群落差异较大。RDA分析结果表明,优势菌属（Hydrogenophaga、Flavobacterium、Bacillus和Gemmobacter）结合环境因子对ARGs变化的解释率分别为77.67%和78.57%,网络分析结果亦表明,ARGs变化与微生物和环境因子密切相关。因此,大薸对ARGs的去除是通过微生物变化和环境因子改变等多种作用共同驱动的。研究结果可为畜禽污水中ARGs污染防控提供理论依据,有助于推动植物生态处理技术的绿色可持续发展。     

6种水生植物及其组合对模拟污水中磷的净化效果

[目的]针对河流湖泊水体污染严重现状,选择6种水生植物进行水质净化试验,为污染水体的水生植物治理提供选择依据。[方法]选择6种具观赏效果的水生植物菖蒲、美人蕉、大薸、凤眼莲、金鱼藻、穗花狐尾藻,采用静态水培的方法,研究6种水生植物及其组合对不同浓度模拟污水中总磷净化效果。[结果]单一水生植物试验中,凤眼莲在高(2 mg/L)、中浓度(0.5 mg/L)磷水体中总磷去除效果最好,去除率分别为95.9%,93.4%。金鱼藻在低浓度磷(0.1 mg/L)水体中总磷去除效果最好,去除率为91.1%。组合水生植物试验中,高浓度磷水体中金鱼藻+菖蒲+凤眼莲的水生植物组合对水体中总磷去除效果最好,去除率为96%。中浓度磷水体中穗花狐尾藻+菖蒲+凤眼莲水生植物组合总磷去除效果最好,去除率为98.8%。低浓度磷水体中穗花狐尾藻+菖蒲+大薸水生植物组合总磷去除效果最好,去除率为94.3%。[结论]选择的6种水生植物对总磷均有一定的去除效果,对水生植物的种植数量、面积、时间以及组合方式进行优化配置,可用于污染水体水质净化。     

10种水生植物的氮磷吸收和水质净化能力比较研究

选取10种水生植物水罂粟、黄花水龙、大聚藻、香菇草、水芹、大薸、凤眼莲、美人蕉、黄菖蒲和鸢尾等为研究对象,于2009年2月中旬至6月中旬在室内静水条件下对其吸收氮、磷和净化水质的能力进行了比较研究。结果表明：（1）不同水生植物的净增生物量差异较大,变化范围为109.9-1 511.1 g.m-2,其中香菇草净增生物量最高,是黄花水龙（最低）的13.7倍;（2）不同水生植物的氮、磷含量差异较小,其氮、磷量变化范围分别为13.67~26.38 mg.g-1和1.16~3.50 mg.g-1;（3）不同水生植物的水质净化能力差异较大,10种水生植物的水质氮、磷去除率范围分别为36.3%~91.8%和23.2%~94.0%,10种水生植物的氮、磷吸收贡献率分别占水质氮、磷去除率的46.3%~77.0%和54.3%~92.7%。水体氮、磷去除率与水生植物净增生物量存在较高相关性,而与植株氮、磷含量不存在相关性,因而氮、磷吸收量而不是植株氮、磷含量应作为水生植物筛选的一个重要指标。     

洪泽湖湿地主要植物群落的水质净化能力研究

通过建立围隔实验区的方法,以洪泽湖主要湿生植物群落芦苇、莲、菱、凤眼莲、苦草、金鱼藻为对象,研究了不同湿生植物群落对富营养化水体净化的能力。结果发现:研究区主要水生植物群落对富营养化水体总氮的去除能力从大到小依次为苦草(78.56%)、凤眼莲(66.26%)、金鱼藻(57.61%)、莲(50.18%)、菱(46.04%)、芦苇(37.39%),对总磷的去除能力从大到小依次为苦草(61.84%)、芦苇(46.55%)、菱(44.83%)、金鱼藻(45.00%)、莲(39.66%)、凤眼莲(25.17%),对CODMn的去除能力从大到小依次为金鱼藻(61.33%)、苦草(55.56%)、菱(52.44%)、莲(47.11%)、凤眼莲(27.77%)、芦苇(23.33%)。沉水植物苦草、金鱼藻对各种营养元素的净化效果都较好,产氧能力也较高;浮叶植物菱的净化效果比较稳定;挺水植物芦苇对总磷的净化效果稍好,而对其他各项净化能力均相对较弱。     

水生植物对水体中低浓度95Zr的富集效应

采用模拟污染物的同位素示踪技术研究了 3种水生植物对水体中低浓度95Zr的富集效应。结果表明 :( 1 )水生植物 (金鱼藻、卡州萍和水葫芦 )对低浓度水体中的95Zr均具有较强的富集能力 ,富集系数CF值达 5 6 78～ 1 1 2 94,因此这 3种水生植物可作为检测水体95Zr污染的指示生物 ;( 2 )在 95Zr轻微污染的水体中放养水生植物后 ,水中的95Zr比活度随时间呈下降趋势 ,放养 3d就下降了 5 0 % ,因此 ,可用这 3种水生植物净化被95Zr轻微污染的水体 ,其中以水葫芦最为合适 ;( 3)放养水生植物前后 ,底泥中95Zr的比活度和总活度均非常接近 ,仅下降0 5 % ,表明底泥吸附的95Zr不易解吸而进入水体 ,底泥对95Zr具有强烈的吸附和固定作用。因此 ,通过放养水生植物净化底泥中的95Zr污染物效果不明显