15种水生景观植物对磷的去除能力

【目的】明确景观植物对富营养化水体中有机物磷的净化能力,为有效解决水体富营养化问题和筛选具有一定净化能力又能营造良好景观效果的湿地水生植物提供参考依据。【方法】采用室内水培法模拟水体富营养化条件,以不种植物为对照(CK),研究华中地区常见的6种挺水植物、6种沉水植物及3种浮水植物的生物量变化和TP、PO_4~(3-)-P的去除能力。【结果】在夏季高温条件下,狐尾藻和金鱼藻的植株有腐烂,紫叶美人蕉、路易斯安娜鸢尾和黄菖蒲的叶片有枯黄,其余11种植物表现较好,粉绿狐尾藻和凤眼蓝长势最好,生物量较试验开始时增加130g以上。栽植植物各处理水体中TP、PO_4~(3-)-P的去除率均高于CK;TP去除效果以金鱼藻最好,去除率为86.59%,其次为紫叶美人蕉、千屈菜和狐尾藻,去除率分别为85.92%、79.88%和77.20%;对PO_4~(3-)-P的去除率以黄菖蒲最高,为99.86%,金鱼藻其次,为97.20%。综合看,金鱼藻去除磷的效果最佳,紫叶美人蕉和千屈菜去除磷素的能力较好;3种生活型的植物对TP和PO_4~(3-)-P去除效果无显著差异。【结论】在水体富营养化修复中,沉水植物对水体中有机物磷的去除效果最佳。     

3种人工植物群落对污水净化模拟试验

[目的]研究不同植物群落对氮磷的去除能力以及腐烂植物对水体的二次污染影响。[方法]通过构建模拟试验,选取6种重庆市常见的湿地植物进行组合配置,形成了3个人工湿地植物群落,比较分析人工湿地植物群落对生活污水净化的差异。[结果]在生物量方面,3个人工湿地植物群落的总生物量存在显著差异(P<0.05),同种植物在不同人工群落的生物量也存在显著差异;在净化效果方面,各人工湿地植物群落的TN和NH_4~+-N月平均去除率表现为群落3(再力花+菖蒲+鸢尾+狐尾藻)>群落2(再力花+菖蒲+水葱+狐尾藻)>群落1(美人蕉+菖蒲+水葱+狐尾藻),TP月平均去除率排序依次为群落1>群落3>群落2;对比2种腐烂植物对水体的二次污染影响发现,相同时间内狐尾藻水体中的TN、NH_4~+-N、TP浓度升高比菖蒲快,沉水植物相对于挺水植物更容易分解。[结论]该研究为重庆地区构建健康稳定的植物群落和提高湿地系统的净化能力提供科学依据。     

盐胁迫对三种沉水植物生长的影响

为了丰富低盐水域环境修复的生态治理手段,筛选出适合本地低盐水体环境的沉水植物,利用15L透明塑料桶,在室外比较研究了盐度0、5、10、15条件下轮叶黑藻、穗花狐尾藻和篦齿眼子菜3种本土习见沉水植物的生长、成活、叶绿素及水体TN、TP指标变化规律。结果表明：轮叶黑藻不能适应所有盐度水体,穗花狐尾藻和篦齿眼子菜在盐度5、10、15的水体均能成活,且2种沉水植物在盐度5的水体相对生长率比盐度0的水体中高,穗花狐尾藻在盐度10和15水体中相对生长率为负,叶绿素含量下降,篦齿眼子菜成只在盐度15的水体相对生长率为负、叶绿素下降。3种沉水植物都能减少水体中TN、TP浓度,并在不同盐度产生差异。研究表明：穗花狐尾藻和篦齿眼子菜可以适应低盐度的水体环境,穗花狐尾藻低盐环境下容易种植成活,而篦齿眼子菜种植成活后对盐度适应性更强。     

水生植物-滤食性动物用于水产养殖废水净化的研究

为了解水生植物、滤食性动物单独或联合作用对水产养殖废水的净化效果,选取水生植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)和滤食性动物螺蛳(Bellamya aeruginosa),通过金鱼藻、狐尾藻、螺蛳、金鱼藻+狐尾藻、金鱼藻+螺蛳、狐尾藻+螺蛳、金鱼藻+狐尾藻+螺蛳7种不同的组合方式,研究在静水条件下不同处理对水产养殖废水氮磷的净化,尤其是对养殖具有毒害效应的氨氮、亚硝态氮的去除效果。结果表明:30d后各处理都能使氨氮及亚硝态氮下降到0.5和0.1mg/L以下,去除率达到90%以上,其中金鱼藻处理比其余各处理能更快地减少水体中氨氮及亚硝态氮含量,且能使氨氮及亚硝态氮去除率在18d内达到96.37%和97.85%;各处理都能在一定程度上去除水体中的总氮(total nitrogen,TN)和总磷(total phosphorus,TP),去除率在30d后分别达到14.93%～20.92%和11.95%～17.92%,其中以狐尾藻及狐尾藻+螺蛳处理对TN的去除效果最好,狐尾藻处理对TN的最大去除率在第18天达到26.62%,且狐尾藻能更迅速地去除水体中的TN,仅12d就能达到24.20%的去除率,狐尾藻+螺蛳处理在第24天达到24.65%;随着时间的延长,组合处理比单一处理更具有优势,金鱼藻+螺蛳处理对TP的去除效果最好,第6天就能去除TP的31.54%,且金鱼藻+螺蛳处理对降低化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)的效果最好。综上,对于氨氮、亚硝态氮及TP含量高的养殖废水,金鱼藻比狐尾藻和螺蛳的适应性更强。     

组合型植物浮床对池塘水质的调控作用

常规池塘养殖水体富营养化、养殖尾水的超标排放等问题,是制约池塘养殖业健康发展的重要因素。以凤眼蓝+狐尾藻和黑麦草+蕹菜为受试植物,用聚氯乙烯(PVC)管及聚乙烯(PE)网片制成浮床,分析2种组合型植物浮床对常规养殖池塘水体中总磷含量、总氮含量、高锰酸盐指数、氨氮含量及亚硝酸盐氮含量的调控作用。结果表明,在凤眼蓝+狐尾藻、黑麦草+蕹菜组合植物的生长旺盛期,池塘总氮含量、高锰酸盐指数均能达到SC/T 9101—2007《淡水池塘养殖水排放要求》一级标准,对池塘总磷含量也有较好的调控效果。凤眼蓝+狐尾藻浮床对总磷含量、高锰酸盐指数的调控作用优于黑麦草+蕹菜浮床,而黑麦草+蕹菜浮床对总氮和氨氮含量的调控作用要优于凤眼蓝+狐尾藻浮床。     

草-溞生物组合修复农田周边富营养化水体氮、磷研究

为改善传统生物修复技术的不足,进一步开发生物联合修复技术,基于生物操纵理论和水生植物修复理论,结合目标水体现状,以大型溞(Daphnia magna)作为滤食性动物代表,狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)作为沉水植物代表,考察单一生物及2种生物组合对富营养化水体的修复作用。结果表明,大型溞对水体总氮(TN)、总磷(TP)和硝氮(NO3--N)的消减作用均不显著,氨氮(NH4+-N)浓度随大型溞添加密度的增加而上升;狐尾藻和金鱼藻对TN、TP、NO3--N、NH4+-N的消减作用显著,其中狐尾藻消减作用更强;草-溞联合处理比单一溞处理对水体中营养盐的抑制效果更优,其中以低密度大型溞(25 ind/L)+狐尾藻的消减作用最为显著。     

6种常见沉水植物对水体的净化作用研究

[目的]探讨6种常见沉水植物对水体的净化效果。[方法]利用苦草、金鱼藻、穗状狐尾藻、菹草、轮叶黑藻、伊乐藻6种常见沉水植物,对富营养化水体进行净化,分析不同沉水植物对水体氮、磷等营养物质的去除效果和动态规律。[结果]6种沉水植物均能够在富营养化水体中生长,且均能够有效地去除水体中的氮、磷等营养盐;与其他几种沉水植物相比,苦草能够更加有效地降低水体中的总氮(TN)、总磷(TP)和氨氮(NH4+-N)浓度;试验结束时,苦草组植物生物量最大,但均集中于水体底部。[结论]6种沉水植物中,苦草更适用于富营养化水体的生态修复。     

典型沉水植物修复富营养水体的最优种植密度

沉水植物因其完全水生的特点使得其在水生植物各生活型中对环境胁迫的反应最为敏感,它的存在对水域生态系统中的结构和功能的稳定性起着支撑作用。因此,沉水植物对于生态修复中水生植物群落的构建起着关键作用。通过室内人工栽培的模拟试验,研究不同种植密度下中国典型沉水植物耐污种金鱼藻(Ceratophyllum demersum L)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L)对氮、磷营养盐的去除能力,并筛选最优定植密度。结果表明,金鱼藻种植密度为4.0 g/L时,对总氮(TN)、总磷(TP)去除率最高,分别达86.78%和91.82%;穗花狐尾藻种植密度为2.0 g/L和4.0 g/L时,对总氮、总磷去除率最高,分别达91.60%和92.10%。通过氮磷去除率-密度的非线性拟合模型,金鱼藻和穗花狐尾藻的最优种植密度分别为4.5~5.0 g/L和3.0 g/L。基于成本-效率均衡考虑,最终确定了两种沉水植物的单一种植最优密度为3.0 g/L。     

3种典型水生植物对富营养化水体氮磷的去除效果分析

[目的]分析3种典型水生植物对富营养化水体N、P的去除效果。[方法]以挺水植物菖蒲、浮叶植物大聚草和沉水植物金鱼藻为研究对象,通过室内静态培养,探讨3种典型水生植物对富营养化水体中N、P的去除效果。[结果]3种水生植物DHN的去除率均超过95.00%;对TN的去除率在70.00%左右;金鱼藻对PO43--P的去除率较高,为85.71%;而菖蒲对TP的去除率最大,高达90.45%。3种水生植物TN浓度均呈现先升高后降低的规律,且在降低过程中又呈现先快后缓的趋势;金鱼藻和大聚草DHN浓度表现为初期迅速降低,呈短暂稳定的状态后又降低,而菖蒲DHN呈持续降低的趋势;菖蒲的PO43--P在试验初期呈短暂升高趋势后持续降低,而大聚草和金鱼藻的PO43--P在逐渐降低的过程中呈升高或稳定的状态;菖蒲的TP在试验初期升高到1.78 mg/L后持续降低,金鱼藻和大聚草的TP在整个试验过程中则呈缓慢降低的趋势。[结论]3种水生植物TN和TP浓度随时间推移呈y=ae-bx(a0,b0)的变化,其中,挺水植物菖蒲的N、P去除能力较强。     

华北地区常见九种挺水植物氮磷净化效果优选

为促进水环境治理,通过水培的方式研究了华北地区常见的9种挺水植物(旱伞草、黄菖蒲、水葱、西伯利亚鸢尾、千屈菜、蒲苇、水生美人蕉、黄花鸢尾和花叶芦竹)对水体中氮磷的净化效果。结果表明:不同植物间株高和地上生物量的变化差异明显,其中水葱株高变化最大,水生美人蕉地上生物量变化最高。9种挺水植物对水中总氮、总磷的去除都有较好的效果,总氮去除效果排序为黄菖蒲西伯利亚鸢尾旱伞草黄花鸢尾千屈菜≥花叶芦竹水生美人蕉蒲苇水葱对照组。总磷的去除效果排序为西伯利亚鸢尾黄花鸢尾≥水葱黄菖蒲水生美人蕉旱伞草花叶芦竹千屈菜蒲苇对照组。各组植物间单位面积总氮的去除不存在明显差异,总磷的去除差异明显;地上单位生物量的总氮、总磷去除率的变化范围分别为0.50~6.58和0.043~0.455mg·g-1。考虑到氮磷净化效率及景观效果,西伯利亚鸢尾、黄花鸢尾可作为富营养化水体修复的备选植物。     

6种沉水植物系统对淀山湖水质净化效果的研究

富营养化状态的淀山湖,是上海市主要水源地之一,兼有航运、排灌、旅游等多种功能.采用室内透明玻璃桶装置,研究了淀山湖常见6种沉水植物与底泥组成的系统对水体氮磷等营养物质的去除效果及动态规律.结果表明:(1)6种沉水植物的除磷效果都很好,主要表现为沉降吸附;金鱼藻系统和马来眼子菜系统的除氮效果较好;马来眼子菜和穗状狐尾藻对氮磷的去除效率最高;这3种沉水植物可作为淀山湖沉水植被恢复的先锋植物;(2)沉水植物系统对淀山湖水体中磷的去除效果比氮好,速度也比氮快,对有机物(CODMn)的去除效果不显著;(3)沉水植物系统使水体中的叶绿素a大幅下降,对DO和pH的影响未表现出明显的规律性;(4)供试沉水植物系统对水体中氮磷的去除方式可分为3类:植物体吸收为主、吸附沉降为主和二者结合.     

四种沉水植物对富营养化水体的净化效果研究

[目的]研究沉水植物对富营养化水体的净化效果。[方法]采用室外盆栽方法,研究伊乐藻(Elodea canadensis)、金鱼藻(Cerato-phyllum demersum)、苦草(Vallasneria asiatica)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum)四种沉水植物对富营养化水体中氮磷的去除能力。[结果]①四种沉水植物均能在富营养化水体中生长良好,并且具有良好的氮磷去除能力。②与对照相比,四种沉水植物对磷的平均去除率依次提高了7.65、8.85、6.97、1.86个百分点,其中以金鱼藻对磷的去除效果最佳。③与对照相比,四种沉水植物对氮的去除率依次提高了7.93、19.38、16.13、16.19个百分点,其中以金鱼藻对氮的去除效果最佳。[结论]可考虑以金鱼藻为先锋种治理东北地区的富营养化水体。     

湿地植物在不同水力条件下对中水的净化效果

[目的]研究湿地植物在不同水力条件下对中水的净化功效。[方法]在人工构建的湿地系统中,将中水回用作为湿地水源,研究了5种湿地植物菖蒲、美人蕉、梭鱼草、再力花和狐尾藻在不同水力停留时间、水深和水流速度(湿地表面流速和湿地渗滤流速)下对供试中水总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果。[结果]湿地植物在适宜水力条件下对中水具有一定的净化效果,其中菖蒲和美人蕉的TN系统出水含量符合"地表水环境质量标准Ⅲ类"水体要求,TP系统出水含量符合"地表水环境质量标准Ⅱ类"水体要求。综合考虑5种植物对TN、TP的去除效果,模拟湿地系统适宜采用的水力停留时间为2 d,水深为20 cm。该情况下,不同表面流速处理对中水TN平均表面去除率达到21.08%,TP平均表面去除率达到17.63%。而不同渗滤流速处理对中水TN、TP系统去除均值分别为57.72%和64.84%。[结论]该研究可为中水污染治理提供科学依据。     

浮床模式下沉水植物净化富营养化水体效果

采用3种常见沉水植物(金鱼藻、穗花狐尾藻、苦草)为试验对象,利用自然池塘自然水体和模拟氮磷水体,通过测定水体中总氮、总磷、氨氮的含量以及藻类含量变化,比较沉水植物种植浮床对自然水体(总氮含量为0.8 mg/L,总磷含量为0.05 mg/L)和模拟水体(总氮含量为5.0 mg/L,总磷含量为2.0 mg/L)2种富营养化水体的净化效果.结果表明,在人工浮床种植模式下,苦草、穗花狐尾藻和金鱼藻对自然水体中总氮的去除率分别为49.4％、55.9％和53.8％,总磷的去除率分别为15.0％、39.6％和47.8％;对模拟水体中总磷和氨氮去除率均达到了80％以上;对自然水体中蓝藻、硅藻的抑制效果相对较好,绿藻则不太明显.综合分析,沉水植物种植浮床生长模式可以有效净化处理不同程度的富营养化水体,表现出良好的适应性.     

高效去除水体中氮、磷的植物及组合植物研究

用水培试验比较研究了不同挺水植物(再力花、常绿鸢尾、美人蕉)和浮水植物(黄花水龙、聚草、大漂)及其组合在15 d的培养期间对水中氮、磷的去除效率.结果表明:6种水生植物单独培养下,再力花和大漂的干重增量和吸氮、磷增量最高,对水中总氮、总磷去除率也最高.在挺水与浮水植物组合下,挺水植物的生物增量和去氮、去磷效率较其在单独培养下均有所提高,而浮水植物上述指标均有所下降,表明挺水植物与浮水植物在吸氮、磷方面存在竞争关系,且挺水植物去氮、磷能力强于浮水植物.研究还表明,大漂与再力花的组合对去除水中氮、磷效果均较好,15 d时去除效率分别达97.9％和90.7％.因此,二者可推荐为高效去除水体中氮、磷的植物及组合植物.     

水生植物对污水中总氮(TN)去除效果的试验研究

水生植物修复技术净化受污染水体成本低,对环境扰动小,有利于保护环境和改善环境。基于此,选取7种水生植物,3种污水水质,研究不同水生植物在高、中、低污染胁迫下对污水中总氮(TN)的去除效果,结果表明:各种植物对污水中的TN均有一定程度的净化作用,2种挺水植物+1种浮水植物+2种沉水植物的配置,对TN净化效果好于单种水生植物。     

立体生态模块处理杭州市玉皇山南基金小镇水体氮的效果

杭州市玉皇山南基金小镇水体存在总氮超标问题,对小镇内景观环境造成不利影响。构建以挺水植物（香蒲Typha orientalis,美人蕉Canna indica和千屈菜Lythrum salicaria）,沉水植物（狐尾藻Myriophyllum verticillatum,竹叶眼子菜Potamogeton malaianus和伊乐藻Elodea nuttallii）与生物填料（碳纤维草和立体超细纤维草）复合成的立体生态模块,分析其在景观水系中的除氮能力和机制,植物种类、生物填料类型对除氮的影响及立体生态模块最佳长度。结果表明:复合立体生态模块具有较好的除氮效果,总氮平均去除率为73.58%~97.61%,均高于空白（30.87%）,除狐尾藻、竹叶眼子菜外的不同植物和生物填料类型复合成的立体生态模块对氮去除效果影响显著（P＜0.05）。平均总氮出水质量浓度,18个立体生态模块均达GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水水质标准（1.50 mg·L-1）。在总氮去除率为85.00%时,不同立体生态模块最佳长度不同,对氮去除最好的3个模块为香蒲-伊乐藻-碳纤维草（1.34 m）,美人蕉-伊乐藻-碳纤维草（1.44 m）和香蒲-伊乐藻-立体超细纤维草（1.64 m）。     

9种沉水植物的耐盐性比较

采用河道底泥直接种植法和无底泥逐渐增加盐度水培法,通过测量沉水植物的相对生长率,比较了生长在天津滨海湿地中的9种沉水植物的耐盐性。结果表明,将植物直接种植在河道底泥中,只有川蔓藻(Ruppia maritima)和篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)能够存活。使用逐渐增加盐度的水培养方法发现,不同植物耐盐性有较大差异,菹草(Potamogeton crispus)和线叶眼子菜(Potamogeton pusillus)能耐受的盐度在5.3g·L-1以下,金鱼藻(Ceratophyllum demersum)在7.6g·L-1以下,狐尾藻(Myriophyllum spicatum)在10.1g·L-1以下,而川蔓藻和蓖齿眼子菜的耐盐性最高,达10.1g·L-1以上。9种植物耐盐性依次为:川蔓藻>篦齿眼子菜>狐尾藻>金鱼藻>菹草>线叶眼子菜>马来眼子菜(Potamogeton malainus)>黑藻(Hydrilla verticillata)>苦草(Vallisneria asiatica)。这表明,川蔓藻和篦齿眼子可以作为滨海高含盐水体沉水植物重建的先锋植物。     

草-溞生物组合对农田周边富营养化水体中浮游植物的影响

为研究草-溞生物组合对农田周边富营养化水体中浮游植物的影响,以大型溞(Daphnia magna)作为滤食性动物代表,狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)作为沉水植物代表,考察单一生物及2种生物组合对农田周边富营养化水体的修复作用。结果表明,大型溞对浮游植物密度、蓝藻门密度、叶绿素a浓度及微囊藻毒素抑制显著,且低密度(25 ind/L)抑制作用较强,试验后期(15～20 d)抑制作用减弱,试验结束(20 d)时,高密度(100 ind/L)处理中微囊藻毒素含量与对照无显著差异。狐尾藻和金鱼藻均能抑制浮游植物密度、蓝藻门密度和叶绿素a浓度的上升,且狐尾藻抑制效果更优,而金鱼藻对微囊藻毒素含量无显著抑制作用。试验结束时,在相同溞密度和植物种类条件下,草-溞联合较单一大型溞和单一植物抑制效果更优,且以低密度大型溞+狐尾藻最优。草-溞联合相比单一溞处理,可有效改善其在处理中产生的微囊藻毒素含量后期反升现象。     

沉水植物对重金属Cu2+的生物吸附及其生理反应

采用室内培养实验方法,研究了沉水植物轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)在吸收铜离子过程中产生的生理反应.以上两种沉水植物在Cu2+浓度分别为0、2、4、8、16、32、64 mg·L-1的溶液中暴露了24、48、72、96 h,结果表明:黑藻对铜的积累量明显高于狐尾藻对铜的积累量,本实验中黑藻对铜的最大积累量为11 295.31 μgCu·g-1(干重),而狐尾藻对铜的最大积累量为6 861.26 μg Cu·g-1(干重);对以上两种植物的叶绿素含量、SOD和POD活性产生胁迫效应的Cu2+浓度明显不同,表明狐尾藻较黑藻对重金属Cu2+胁迫具有更高的耐受性.以上研究结果对利用沉水植物去除重金属污染能起到一定的指导和参考作用.