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.     

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。     

水生植物对黄颡鱼养殖水体的净化效果

研究水花生、水葫芦、水浮莲和苦草4种水生植物对黄颡鱼养育水体的净化效果.试验结果表明,水花生生物量为715 g/m<'3>时,养殖水体氪氮、亚硝态氮去除率分别为74%、45%;水葫芦生物量为1072 g/m<'3>时,水体总氮、总磷、氨氮、亚硝态氮去除率分别为67%、75%、96%、86%,黄颡鱼的增重率和成活率提高;水浮莲生物量为1 072 g/m<'3>时,水体氨氮、亚硝态氮去除率分别为61%、33%;苦草生物量为129 g/m<'3>左右时,水体总氮、总磷、氨氮、亚硝态氮去除率分别为49%、50%、98%、86%,黄颡鱼增重率和成活率显著提高.显然,放养水葫芦、种植苦草降低了养殖水体中的营养盐浓度,从而改善了鱼类的生存环境,促进了鱼体生长.水葫芦最适生物量为1 072 g/m<'3>,苦草最适生物量为129 g/m<'3>.     

春羽、红掌和富贵竹对富营养化水体净化效果分析

以春羽、红掌和富贵竹3种花卉植物为材料,分析其对富营养化水体的总氮、总磷、溶解氧、叶绿素a质量分数以及pH的影响。结果表明,随着处理时间的延长,3种植物总氮去除率逐渐增加,在处理35d时总氮去除率分别达到61.71%、59.66%和63.05%;春羽和红掌总磷去除率在28d时达到最大值,分别为47.34%和48.11%,而富贵竹总磷去除率在21d时达到最大值(42.04%);种植红掌的富营养化水体溶解氧含量比种植春羽和富贵竹的富营养化水体高,而种植春羽和红掌的富营养化水体叶绿素a质量分数相对于种植富贵竹的富营养化水体低。富贵竹+红掌、富贵竹+春羽、春羽+红掌3种植物组合对富营养化水体的总氮去除率相近,处理35d后分别为63.33%、62.37%和61.18%,而总磷去除率较高的植物组合为富贵竹+红掌(60.13%);种植春羽+红掌组合的富营养化水体溶解氧质量浓度略高(14.00mg/L);种植3种植物组合的富营养化水体叶绿素a质量分数变化趋势相近,但有富贵竹组合的水体叶绿素a质量分数较高。研究结果为深入探讨利用花卉植物净化富营养化水体提供了试验依据。     

中华圆田螺+水培花卉协同净化水质的效果

为探明中华圆田螺与具有景观、药用价值的水培花卉白掌和降糖草协同净化水质的效果,为水产养殖水体及景观富营养化水体的净化修复提供科学依据,在室内模拟富营养化静态水体进行协同净化试验,测定其对总氮、总磷、叶绿素a和悬浊度的去除率,记录植物根长、株高、病虫害、动物体重等指标。结果表明:对总氮的去除率依次为降糖草+田螺组合(49.53%)白掌+田螺组合(41.32%)降糖草(39.21%)白掌(35.86%),且差异极显著(P0.01);降糖草+田螺组合对水体中总磷的去除率最高,为67.53%,极显著(P0.01)高于其他处理。降糖草、白掌在受污水体中长势良好,株高增长率达49.6%以上,生根快,无病虫害,适应性强。     

新型生态浮岛对改善水质的效果

设计一种微生物与水生植物耦合,同时添加生物膜载体的新型生态浮岛,并探索其对水质改善的作用。结果表明,生态浮岛试验区水体氨氮、总氮和总磷去除率分别为22.7%、19.2%和18.0%,但对水体硝态氮去除效果不佳,浮岛内不同植物浮岛单元硝态氮浓度增幅4%~18%。不同植物对水体净化效果不同:刺果泽泻、紫芋、千屈菜、芦竹、风车草、菰、菖蒲对氨氮去除率达到20%以上;刺果泽泻、紫芋、梭鱼草、风车草、千屈菜、菰、芦竹和水葱对总氮去除率达10%以上;刺果泽泻、菰、水葱、紫芋对总磷去除率达15%以上。添加微纳米固定化净水菌剂(W13)可促进水体总氮、总磷的去除,但对总磷去除率的促进效果(-0.2百分点~8.5百分点)不及总氮(4百分点~15百分点)。     

3个荷花品种对富营养水体和底泥中氮、磷去除能力比较研究

采用静态水培的方法,研究种植3个荷花品种秦淮花灯、荷塘情深、太空莲36号的富营养化水体和底泥中氮、磷含量的变化,比较不同品种间的生物性状和净化效果差异。结果表明,3个荷花品种的株高和地上部分干物质量均表现为太空莲36号荷塘情深秦淮花灯。秦淮花灯、荷塘情深、太空莲36号对底泥中的总氮去除率分别为30.24%、31.76%、37.90%,对总磷的去除率分别为35.37%、36.07%、44.71%;对水体中总氮的去除率分别为48.88%、61.67%、70.50%,对总磷的去除率分别为64.39%、76.20%、80.16%。3个荷花品种对铵态氮的去除率达到99%以上。太空莲36号对水体和底泥的净化效果较另外2个品种更好。     

水葫芦和香蒲对富营养化水体及其底泥养分的吸收

为探明水葫芦、香蒲改善富营养化水体水质的效果及其对底泥养分释放的影响,以其为试材,采用人工模拟试验方法,分析其对不同富营养化水体及其底泥养分吸收的情况。结果显示:水葫芦比香蒲有更好的适应性,在不同浓度的水体中生物量快速增加,而香蒲则需要较长的适应期;在总氮、总磷浓度分别为3.2～14.2 mg/L和0.2～1.0 mg/L的富营养化水体中,水葫芦、香蒲均可有效地消减上覆水中总氮和总磷。处理3个月后,水葫芦净化系统的总氮、总磷浓度分别降至0.84～0.86 mg/L、0.035～0.044 mg/L,对水体总氮、总磷的去除量分别为72.0%～94.0%、82.5%～98.1%,总氮、总磷的负荷去除量分别为18.4～105.8 mg/(m2.d)、1.3～7.6mg/(m2.d);香蒲净化系统的总氮、总磷的浓度分别降至0.96～1.09 mg/L、0.030～0.062 mg/L,对总氮、总磷的去除率分别为66.0%～92.8%、77.0%～93.8%,总氮、总磷的负荷去除量分别为8.4～52.3 mg/(m2.d)、0.6～3.7 mg/(m2.d)。表明水生植物水葫芦和香蒲可有效消减富营养化湖泊水体氮、磷等内源污染物,对富营养化水体水质具有良好的改善效果。     

净化富营养化景观水体植物的筛选

以蜘蛛兰Hymenocallis littoralis、藨草Scirpus triqueter、梭鱼草Pontederia cordata、鸢尾Iris tectorum、香菇草Hydrocotyle vulgaris、水蓑衣Hygrophila salicifolia、苦草Vallisneria natans、黑藻Hydrilla verticillata等8种水生植物为试验对象,研究其生长状况及对富营养化园林景观水体中总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)等营养物质的去除效果。结果表明:蜘蛛兰、鸢尾、水蓑衣和苦草生物量有较大增长,藨草、梭鱼草、黑藻生物量有所下降,香菇草在试验结束时已全部死亡;8种水生植物都能在一定程度上净化水体中的营养盐,其中水蓑衣对水体中TN、TP、COD、氨氮(NH4+-N)、色度的去除效果较好,去除率分别为50.3%、25.4%、38.5%、23.5%、27.9%;鸢尾、蜘蛛兰和苦草对TN的去除效果次之,其平均去除率分别为44%、39.1%、37.4%;香菇草的耐污能力较差,试验处理后4 d大部分出现死亡腐烂现象。综合各项指标,水蓑衣、鸢尾可优选作为水体净化的水生植物材料,其次是蜘蛛兰和苦草。     

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。     

铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化水体中的氮磷

为探讨铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化系统对农田退水中氮磷的去除效果,以苦草、伊乐藻、金鱼藻3种沉水植物和铁基生物炭海绵为材料,通过动态循环水模拟渠道的方式,研究不同净化系统对农田退水中总磷、总氮、氨氮的去除效果。结果表明： 3种沉水植物均能在较高氮磷浓度农田退水中生长发育,株高及生物量有明显增长。在单一沉水植物净化系统中,金鱼藻对总磷的去除效率最高,达到29.85%,苦草对总氮的去除效率最高,为35.03%,金鱼藻对氨氮的去除效率最高,为83.09%。铁基生物炭与金鱼草协同净化系统对总磷和氨氮的去除效率最高,分别达到56.00%和91.86%,铁基生物炭与苦草协同净化系统对总氮的去除效率最高,为54.05%。研究表明,铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化系统对氮磷的去除效果全面优于单一沉水植物净化系统。     

升温对有沉水植物占优的水体水质影响

全球变暖,特别是全球气温升高对生态系统结构、功能、过程和生态服务产生重要影响。为了解升温对以沉水植物为优势的浅水水体水质的影响,构建了以沉水植物苦草(Vallisneria natans)为主要初级生产者的中型水生态系统,设置了升温组和不升温的对照组,通过测定水中营养盐、透明度、浮游藻类及苦草生物量等指标以探究升温对沉水植物占优水体水质的影响。结果表明：升温组水中总磷（TP）、总溶解态磷（TDP）高于对照组,但两组间总氮（TN）、总溶解态氮（TDN）和透明度（SD）的差异不显著,升温组水体总悬浮物（TSS）和溶解氧（DO）显著低于对照组;升温中沉水植物苦草的生物量显著高于对照组,高了72.3%,但浮游藻类的生物量（Chl a）显著低于对照组,降低了25.6%。因此,升温显著增加了水中TP、TDP,但对TN、TDN和SD的影响不显著,降低了水体TSS和DO;升温促进了沉水植物苦草的生长,但降低浮游藻类的生物量（Chl a）。该研究结果可为深入了解气候变暖对浅水生态系统的影响提供参考。     

草甘膦对大型溞的急性和慢性毒性效应研究

选取99.5%草甘膦原药,研究其对大型溞的急性毒性和21 d慢性毒性效应,观察其对大型溞生长和繁殖指标的影响。急性毒性试验结果表明,草甘膦对大型溞的48h-EC50为151.057 mg·L~(-1),其对溞类的毒性为低毒;慢性毒性试验结果表明,草甘膦对大型溞的初次产幼溞时间、产幼溞数量、产幼溞胎数以及存活个体的平均体长都有显著的影响,其中,3.125 mg·L~(-1)的暴露浓度可以显著减少大型溞产幼溞数量和产幼溞胎数。综合考虑各项指标,21 d最低可观测效应浓度(LOEC)值为3.125 mg·L~(-1),无可观测效应浓度(NOEC)值为1.56 mg·L~(-1)。此外,研究还发现在草甘膦暴露浓度为25 mg·L~(-1)时,可以显著延长大型溞首次产卵时间,但未发现草甘膦暴露对大型溞初次蜕壳时间以及蜕壳次数有何显著性影响。研究结果表明,草甘膦在一定程度上对大型溞的生长和繁殖具有抑制效应。     

绿狐尾藻生态沟渠在低温状态下对磷的去除

为解决冬季生态沟渠磷去除效率低的问题,设置低、中、高水位下3条绿狐尾藻生态沟渠,研究不同水位下绿狐尾藻生态沟渠在低温条件下的总磷(Total phosphorus,TP)去除表现。结果表明:绿狐尾藻生态沟渠在整个冬季均有较高的除磷效果,平均TP去除率为61.9%～73.7%,且在高水位条件下,相对较高的水温和水下空间利于绿狐尾藻的生长,从而促进了TP的去除;而低水位下较高的溶氧(Dissolved oxygen,DO)浓度和根土界面利于基质对TP的吸附。根据磷质量平衡,植物吸收和沉积物吸附分别占进水TP负荷的30.27%～48.75%和18.38%～24.95%。研究表明,绿狐尾藻是一种适合种植于生态沟渠,用于磷去除的耐寒水生植物。     

氮负荷升高对苦草（Vallisneria natans）和穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）生长的影响

为研究在浅水湖泊的外源污染源控制工作中控氮(N)的必要性,通过室外模拟实验,探究了N负荷升高对浅水湖泊沉水植物生长的影响。实验设置低N组(输入氮磷比为5∶1)和高N组(输入氮磷比为100∶1)两个N负荷水平,同时选择不同生长型的两种沉水植物——莲座型苦草(Vallisneria natans)和冠层型穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)作为实验对象。结果表明:N负荷升高对苦草生长产生了明显的抑制作用,表现为高N组苦草的相对生长率、生物量、根长、株数和叶片数等指标均显著低于低N组。与苦草不同,N负荷升高对穗花狐尾藻的胁迫作用不显著,两种N浓度下穗花狐尾藻的生物量、相对生长率、节间距、株高和株数均无明显差异。总体而言,N负荷升高显著降低了沉水植物的总生物量,实验结束时高N组沉水植物的总生物量(115.86 g?m~(-2))是低N组(321.98 g?m~(-2))的36.0%。研究表明,N负荷升高会对沉水植物的生长产生胁迫,但是不同沉水植物对N负荷升高的响应具有种间差异。从湖泊管理和生态修复的角度,本研究支持外源N、P均需要控制的观点。     

海水人工湿地对梭鱼室内越冬养殖废水的净化效果

为开发海水低温环境下人工湿地在水产养殖上的应用,研究人工湿地在海水环境下对梭鱼亲本室内越冬养殖废水的处理效果和净化效能。海水(16.8‰~19.6‰)人工湿地对室内越冬养殖废水的净化效果:总凯氏氮去除率为13.4%,总氨氮为32.1%,亚硝氮为33.1%,浊度为55.1%,COD为35.6%,总磷为34.6%。越冬期间养殖池水质稳定。低温对总凯氏氮和三态氮的去除率有一定影响,并制约人工湿地脱氮过程;对浊度、COD、总磷去除率影响并不明显。海水人工湿地能维持连续运转并保持越冬养殖池的水质稳定。养殖负载量、越冬期间水力负荷尚有提升空间。     

凤眼莲和水浮莲对滇池草海水体中氮去除效果的比较研究

通过模拟试验,比较了凤眼莲和水浮莲2种漂浮性水生植物对滇池草海水体的去氮效果。结果表明,凤眼莲 (Eichhornia crassipes) 和水浮莲 (Pistia stratiotes) 均有较强的水体去氮能力。在水体总氮 (TN) 、溶解性总氮 (DTN) 、硝态氮 (NO₃^--N) 、铵态氮 (NH₄⁺-N) 初始平均浓度分别为8.40、7.20、4.12、2.59 mg·L^-1,凤眼莲和水浮莲种苗投放均为1 kg 的条件下,凤眼莲和水浮莲对水体总氮 (TN) 、溶解性总氮 (DTN) 、硝态氮 (NO₃^--N) 、铵态氮 (NH₄⁺-N) 30 d 去除率平均分别为74.24%、76.81%、87.62%、80.30%和70.10%、78.89%、94.77%、87.64%。凤眼莲和水浮莲吸收作用带走的氮占水体中总氮损失量的89.39%和82.33%,凤眼莲试验组、水浮莲试验组和对照组沉积物中氮含量占水体中氮损失量比率平均分别为6.94%、11.64%和83.51%,说明凤眼莲和水浮莲能有效吸附水体中悬浮颗粒物,进而减少了水体沉积物的形成,凤眼莲、水浮莲均能显著降低水体DO 及pH 值。虽然凤眼莲和水浮莲均能显著降低水体的总氮浓度,但由于水浮莲植株较脆,综合考虑,故认为大规模控制性种养凤眼莲是一种治理富营养化湖泊的可行途径。     

抑食肼对大型溞的急慢性毒性效应研究

选择21%抑食肼可湿性粉剂为受试农药,研究其对大型溞(Daphnia magna)的急性毒性和21 d慢性毒性效应,观察大型溞各个繁殖和生长指标变化,建立毒物剂量-反应关系,并寻找其中的敏感生物学指标。急性毒性试验结果表明,21%抑食肼可湿性粉剂对大型溞的48 h-EC50为0.94 mg·L-1;慢性毒性试验结果表明,抑食肼对大型溞的初次蜕壳时间、蜕壳次数、产卵时间、产幼溞数和产幼溞胎数等都有显著的影响,其中,0.135 mg·L-1的暴露浓度可以显著减少大型溞蜕壳次数、产幼溞总数量和产幼溞胎数,综合各个繁殖毒性终点指标,21 d无可见效应浓度(NOEC)为0.045 mg·L-1。此外,研究还发现低至0.015 mg·L-1的抑食肼暴露21 d可以使母溞体长显著性下降。研究结果表明,抑食肼胁迫在一定程度上对大型溞的生长和繁殖具有抑制效应。     

鲫(Carassius auratus)对沉水植物占优水体水质的影响

水体富营养化已成为当今世界广泛存在的水环境问题。杂食性鱼类分布广、食性杂，对水生态系统影响深远，可能会加重水体富营养化。以鲫(Carassius auratus)为对象，于室外构建了以沉水植物苦草（Vallisneria denseserrulata）为主要初级生产者的中型水生态系统，设置鲫鱼组与无鱼的对照组，通过测定水中氮、磷营养盐、浮游植物、透明度、溶解氧、pH等指标以研究杂食性鱼类对以苦草为主要初级生产者水体水质的影响。结果表明：鲫虽未显著改变水中的总氮、氨氮含量，但显著增加了总磷含量，提高了浮游植物生物量，降低了水体透明度和溶解氧浓度，从而恶化水质；因此，在以沉水植物为主要初级生产者的水体中，减少或去除鲫等杂食性鱼类，有利于降低水中总磷含量，减少浮游植物生物量，提高水体透明度、从而保护或改善水质。     

水葫芦根系脱落物的氮磷含量分析

为了探讨水葫芦净化富营养化水体过程中根系脱落物的氮磷释放对于水质的影响,在滇池草海水域,利用围栏控制性种养水葫芦,于2013年5-11月,每隔30 d监测单元框内水葫芦生物量(鲜重)与干重,采集水葫芦样品测定植株氮磷含量;收集单元框内根系脱落物,并监测鲜重与干重及其氮磷含量。结果显示:(1)5-9月(旺盛生长期)和10-11月(逐渐枯萎期)的水葫芦植株干物质氮磷含量无显著差异(P>0.05),但是旺盛生长期内水葫芦的生长速率明显高于逐渐枯萎期(P<0.05),使得旺盛生长期内水葫芦对水体氮磷的净化效果明显优于逐渐枯萎期。(2)根系脱落物的鲜重仅占水葫芦鲜重增加值的7.72%;根系脱落物的干重仅占水葫芦干重增加值的2.10%,根系脱落物含氮量仅占水葫芦植株含氮量增加值的2.50%;根系脱落物含磷量仅占水葫芦植株含磷量增加值的3.05%。分析认为,与水葫芦植株从水体带走的氮磷量相比,随着根系脱落物降解释放而返回水体的氮磷量极少,不会对湖泊水质造成负面影响。