湿地缓冲带对氮磷营养元素的去除研究

湿地缓冲带是介于水-陆之间特殊的生态交错带,具有独特的水体净化功能。基于国内较少开展自然湿地水体净化功能的研究,选取扎龙湿地湖滨湿地缓冲带剖面作为研究对象,利用电导率的剖面变化判断水流的方向,同时利用氯离子作为示踪剂验证剖面水体来自同一水源。在此基础上,发现其对水体中营养元素具有明显的去除效应,TN、TP的去除率分别达74.1%、84.6%。缓冲带内的湿地植物量较小,决定了植物吸收并非氮磷去除的主要机制。根据溶解有机碳和重碳酸酸根的变化,认为反硝化作用是湿地缓冲带去除氮的主要途径,剖面末段处的浅水位和相对茂盛的植物,使其具有相对较强的脱氮能力;土壤吸附与沉淀作用是湿地缓冲带去除磷的主要途径,剖面起始处较高的磷浓度使其具有较高的磷去除能力。因此,利用并强化湿地缓冲带的自然净化能力有助于控制湿地水体富营养化的发展。     

富营养化水体水生植物修复机理的研究进展

综述近年来国内外利用水生植物修复富营养化水体的研究成果,将植物对富营养化水体的净化机理,归纳为两方面∶植物能够提供碳源促进反硝化作用和植物与微生物的协同作用以及湿地酶的作用,植物本身的同化作用仅占全部作用的很小一部分,约为2%~5%。在此基础上讨论了影响植物去除氮、磷的因素和植物修复技术的优点及不足之处。     

再力花生物湿地床氮磷去除过程中根系微生物群落结构解析

生物湿地床作为富营养化水体生态修复技术的重要组成部分,具有良好的发展潜能,其应用的关键是优选适宜的植物种类,并维持较高的污水净化能力。目前,国内外对湿地床根系微生物的群落结构与优势种群组成及变化研究甚少。本文利用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)对再力花湿地床不同根系微生物群落结构进行了解析。结果表明,腐根和黄根间具有较高相似度种群,而黄根、腐根与幼根相似度较低。微生物种类在腐根根系最为丰富,幼根最少。Clavibacter、Clostridium、Mesoflavibacter、Brevundimonas、Chromobacterium在生物湿地床去除污染物的过程中起到重要作用,为主要功能菌群。研究结果对应用生物湿地床净化水体中氮、磷具有一定的参考价值和理论意义。     

湿地植物对富营养化水体中氮磷的吸收及去除贡献

为探明湿地植物对富营养化水体氮、磷的吸收与人工湿地脱氮除磷之间的关系,以威宁草海西海码头人工湿地为研究对象,全年监测了人工湿地氮、磷的去除效果,对4种湿地植物的生物量和体内氮、磷含量进行分析并测算4种湿地植物的氮磷吸收能力及去除贡献。结果表明:湿地植物种类不同,其吸收氮、磷能力差异较大,菖蒲、水葱对氮、磷的吸收能力较高,茭白、美人蕉的吸收能力较弱(以吸收能力综合评分评定)。按全年衡算,湿地植物TN吸收量为13.08~104.18 g/(m2·a),植株TN吸收量占湿地氮去除量的0.31%~2.49%,地上部分吸收量占湿地氮去除量的0.2%~1.51%;TP吸收量为0.90~5.55g/(m2·a),TP的吸收积累量占湿地磷去除量的0.18%~1.13%,地上部分吸收量占湿地去除量的0.12%~0.72%。湿地植物的直接吸收量对人工湿地脱氮除磷的贡献较小(小于10%),在其利用和选择上应考虑其综合作用及其生态效益。     

湿地植物在农业面源污染防治中的应用研究进展

湿地植物作为湿地生态系统中主要的建群种类,能有效吸收和去除水体中的氮、磷等富营养物质,在农业面源污染防治中应用广泛。本文结合国内外研究,综述了适用于农业面源污染防治的湿地植物,并对其氮、磷、有机物的去除效果进行了比较。从应用及配置方法上,论述了湿地植物选择和优化配置对农业面源污染防控和农田区域生态恢复的意义,以期为农业面源污染净化工程中湿地植物的设计应用提供决策依据和技术支持,并对今后的研究方向提出建议。     

皎口生态湿地脱氮除磷的效果研究

以宁波市皎口生态湿地为研究对象,通过长期定点监测,研究了湿地总体运行效果、功能模块脱氮途径及不同植物配置间的脱氮除磷差异。结果表明,湿地对总氮、总磷的平均去除率分别为39.3%和28.5%,夏秋季湿地对总氮的去除效果显著高于春冬季,总磷的去除效果基本不受季节变化的影响。微生物反硝化脱氮是湿地功能模块(2-1,3-1)总氮去除的重要途径,后续湿地工艺设计中,可针对总氮偏高水体适当增设反硝化功能区块。水生美人蕉+钱币草对总氮的平均去除率较茭草+钱币草高8.5%,对总磷的去除效果无显著差异,二者脱氮除磷效果差异不显著,但不同植物配置有利于保护湿地生态多样性。     

典型污染物在崇明东滩不同类型湿地的分布规律

[目的]了解湿地植被类型以及土壤质地的不同导致其对氯、磷等营养盐的吸收、净化能力的差异。[方法]以长江口崇明东滩不同类型湿地土壤（不同的土壤质地、湿地中的植物类型）为研究对象,采用分析湿地土壤中氮、磷等污染物质的含量方法。[结果]研究不同农业模式下氯、磷等农业污染物在不同类型湿地土壤中的分布特征,从而评价不同类型湿地土壤对氮、磷等污染物净化能力,表明不同类型湿地土壤对内源农业污染具有不同的吸收净化功能。[结论]堤内经济作物种植模式下的污染源氮磷含量高于养鱼业,粘质土壤对氮磷污染物的去除能力总体高于沙质土壤。研究结果对于湿地的保育、修复和优化。以及今后人工湿地的设计和运行提供了理论依据。     

3种植物对人工模拟三峡库区富营养化水体的净化研究

根据三峡库区水体氮、磷的富营养化情况,人工模拟三峡库区水生生态系统,栽植鸢尾、菖蒲和石菖蒲3种水生植物,开展利用水生植物净化三峡库区水质的研究.结果表明:(1)水生植物的存在对调节水体的pH值有一定作用;(2)人工种植适合于库区湿地生态系统生长的植物,对库区污染水体中的氯、磷有很好的去除效果,但不同植物的去除率有所不同;(3)3种水生植物对氮、磷的去除能力不同.对TN和NO-3-N的去除率高低排序为菖蒲,鸢尾,石菖蒲;对NH+4-N和TP的去除率高低排序为菖蒲,石菖蒲,鸢尾.初步认为三峡库区以种植菖蒲较好.     

香蒲湿地对泰达高盐再生水景观河道水质净化效果的研究

通过香蒲湿地对天津泰达景观河道水体污染物去除的室内试验,研究了香蒲湿地对泰达高含盐再生水的净化效果以及水力停留时间对水质净化效果的影响,考察了不同污染物的去除情况。结果表明,水力停留时间对水体中COD、TN、NH3-N、NO3-N、TP、PO4-P的净化效果有明显的影响,各主要污染物随HRT的变化范围如下:COD去除率10.00%￣44.89%;TN的去除率为17.20%￣71.00%、NH3-N的去除率为30.28%￣74.06%、NO3-N的去除率为18.00%￣74.00%、TP的去除率为62.98%￣90.01%、PO4-P的去除率为64.99%￣92.01%,TDS在3900￣4800mg.L-1范围内变化对香蒲及其水处理系统净化效果没有影响,香蒲湿地pH值均比空白湿地低。由于香蒲根系具有吸收与分解污染物质的作用,在水体中种植香蒲能明显改善水质净化效果。在此基础上,通过种植香蒲,对泰达景观河道水体污染物去除收到明显的效果,同时为防治泰达再生水景观河道水体富营养化提供了理论依据和技术指导。     

富营养化水体水生植物修复机理的研究进展

综述近年来国内外利用水生植物修复富营养化水体的研究成果,将植物对富营养化水体的净化机理,归纳为两方面∶植物能够提供碳源促进反硝化作用和植物与微生物的协同作用以及湿地酶的作用,植物本身的同化作用仅占全部作用的很小一部分,约为2%~5%。在此基础上讨论了影响植物去除氮、磷的因素和植物修复技术的优点及不足之处。     

不同水生植物组合对水体氮磷去除效果的模拟研究

选择4种景观效果良好的水生植物水罂粟、黄菖蒲、三白草和黑藻,构建9种不同的水生植物组合,在模拟富营养化水体环境条件下,研究了不同水生植物组合对富营养化水体的净化效果。结果表明:供试植物在富营养化水体中均能正常生长,且对富营养化水体中的氮磷均有一定的吸收,对氮的累积率最高可达53%,对磷的累积率最高可达42%;单种植物对氮、磷的去除贡献率分别为13.79%~65.00%、18.64%~59.63%,复合植物对氮、磷的去除贡献率分别为39.61%~72.59%、9.72%~59.89%;单种植物去氮能力依次为:黑藻三白草黄菖蒲水罂粟,复合植物中,结构复杂的组合较结构简单的组合具有更强的去除氮磷的能力。试验表明,这4种植物及其组合在城市景观水体净化中均有一定的实际推广价值。      

寻乌废弃稀土矿区人工湿地4种植物净化水体氮的效果

[目的]不同湿地植物的生长特性一般有所不同,对于湿地水体的净化效果也会有所差异.因此,筛选适用于赣南废弃稀土矿区净化高氮而磷养分不足的人工湿地植物,可以为赣南稀土矿原位浸矿区人工辅助处理污水的湿地工程提供技术支撑,有利于改善赣南稀土矿区河流水质及环境质量.[方法]以位于赣南寻乌县废弃稀土矿区阶级式人工湿地为研究对象,选用4种常用人工湿地植物水葱(Scirpus validus)、再力花(Thalia dealbata)、芦苇(Phragmitescommunis)、美人蕉(Canna indica),测定了植物的地下和地上器官生物量、总氮、总磷、氮贮量,不同阶级净化池水体的氮磷浓度,对比评价了4种湿地植物净化水体氮的效果.[结果]4种湿地植物生长及氮磷贮量在不同阶级净化池中表现各异,单位面积生物量为芦苇最高,水葱次之,再力花和美人蕉最低;而氮贮量为芦苇最高,美人蕉次之,水葱和再力花最低;两者在地上和地下的分配比各异,但均为地上器官显著高于地下器官.第一、二、三级净化池中氨氮削减率依次为5.40％、13.51％、21.62％,第一级净化池氨氮含量显著高于第三级净化池;总氮削减率依次为19.30％、20.16％、23.48％,3个净化池的总氮含量无显著差异,削减率均随净化池阶级增加而提高.不同湿地植物磷含量和氮/磷比的异同取决于净化池,磷含量表现为地上器官低于地下器官,而氮磷比表现为地上器官高于地下器官.[结论]芦苇和美人蕉为研究区人工湿地构建的优先推荐植物,具有较高的净化能力,两者均更宜配置于第一级净化池,而再力花和水葱可分别配置于第二和第三级净化池.     

水生植物对富营养化程度不同水体氮磷去除效果的研究

研究了黄菖蒲、石菖蒲、常绿水生鸢尾和黑三棱4种水生植物对富营养化程度不同的两种水体中氮、磷的去除效果,旨在为武汉地区湖泊湿地的生态修复、生态沟渠的构建和人工湿地的布置提供试验数据和技术支持。选取南湖排污口水体和林果所池塘水作为供试水体在室内模拟水生植物的水体净化试验,定期观测4种水生植物的生长状况并测定各供试水体中氮和磷的含量变化。结果表明,通过研究结果表明,黑三棱、黄菖蒲和常绿水生鸢尾在2种富营养化水体中均能生长,石菖蒲在高浓度富营养化水体中生长受到影响,这4种植物对不同程度富营养化水体中的氮、磷去除率不同,黑三棱对2种不同富营养化程度水体的总氮的去除率分别为50.29%、44.59%,黄菖蒲的为48.84%、46.13%,常绿水生鸢尾的为41.00%、41.50%,石菖蒲的为36.71%、41.13%;对2种水体总磷的去除率黑三棱的为67.74%、60.55%,黄菖蒲的为62.35%、59.61%,常绿水生鸢尾的为57.74%、52.00%,石菖蒲的为48.55%、49.85%。试验表明,4种水生植物均能改善富营养化水体的水质。综合分析各项指标可知,4种植物中黑三棱对富营养水体的净化效果最好,黄菖蒲也表现出较强的净化去除能力,石菖蒲对水体的净化能力表现较差。     

风车草对低污染水体氮磷的净化效能

为探讨湿地水生植物对低污染水体中氮磷的去除效果,以挺水植物风车草为研究对象,研究其对低污染水中氮、磷削减的日变化规律,及温度对净化效果的影响,并探究了系统中溶解性有机物的变化。结果表明：风车草对低污染水的氮、磷去除过程符合一级动力学方程,常温下（24~30℃）对TN、TP去除的一阶反应速率常数分别为0.449 3、0.502 8,70 h后对TN、TP的去除率高达82.87%、72.40%,日变化率分别为48.52%、40.31%,而低温（4~8℃）下风车草对氮、磷的去除效果明显受到抑制且根系活力显著降低;系统中溶解性有机物组分（紫外类腐植酸和类色氨酸）含量随时间延长而增加,相关性分析表明二者均利于水中氮磷的去除。研究表明,风车草对低污染水体中氮磷具有较好的净化效果,且其净化效能受温度的影响。     

5种水生植物脱氮除磷能力比较

采用室内静态水培的方法测试了5种高等水生植物对人工配置污水的净化能力,旨在筛选适宜的湿地植物。结果表明:有植物处理系统总氮和总磷的去除效果明显高于无植物对照,植物本身的氮、磷累积作用对氮的去除贡献为23%～81%,磷的去除贡献为56%～88%。多数测试植物对氮、磷的富集量以茎叶高于根系。不同植物的净化能力具较大差异,从强到弱的顺序依次为千屈菜>菖蒲>雨久花>泽泻>慈姑。     

姜花在人工湿地中脱氮除磷研究

选取芦苇和人工湿地处理中未见应用报道的姜花,通过人工模拟湿地,采用畜禽养殖废水处理二级工艺出水进行处理,研究它们在处理过程中的脱氮除磷效果。结果表明:有植物床的脱氮除磷效果好于无植物床,复合床脱氮除磷效果最好,但芦苇床、姜花床、复合床之间的差异不显著;污水处理后,湿地植物各器官中的氮磷含量及分布有变化,芦苇叶对氮、磷的积累量最大,姜花根对氮的积累量最大,而对磷积累不明显;姜花可用于人工湿地进行处理污水。     

石菖蒲净化微污染水体中氮和磷的试验研究

[目的]探究挺水植物石菖蒲在不同生长周期中对微污染水体中氮和磷的去除效率及其在植物体内的富集程度,以期为微污染水体的植物修复提供参考依据。[方法]以黄山学院水西河为研究对象,考察不同密度石菖蒲对微污染水体中氮、磷的去除行为。[结果]30 d内总氮和总磷的去除率分别为44.3%和50.7%,不同密度植物的净化能力为:高密度组低密度组对照组。石菖蒲不同部位氮、磷富集量为:根茎叶。[结论]设置适宜的种植密度,定期收割茎叶可有效去除微污染水体中的氮、磷含量。     

湿地植物对农业面源磷污染净化作用的研究进展

随着全球水环境问题的加剧,对湿地生态功能的认识程度在不断加深。农田磷的流失在水体污染中占有重要的地位,是引起水体富营养化的重要原因,磷是植物生长所必需的元素,湿地植物对营养物质的截留功能倍受关注。笔者就湿地植物对农业面源污染物磷的去除及去除机理,以及影响去除效果的主要因子等方面的国内外研究进行回顾和总结,明确湿地植物种类及其组合对农业面源磷负荷截流的重要性以及有关湿地植物未来的研究方向,为农业面源污染控制和水体富营养化污染管理提供思路。     

天然湿地对三江平原蛤蟆通河流域农业非点源污染净化效果研究

选取三江平原蛤蟆通河流域作为研究区,从芦苇植物、湿地水体、湿地底泥中各污染指标变化情况入手,研究了天然湿地对农业非点源污染的净化效果。结果表明,经过湿地净化后,氮和磷浓度明显下降,湿地对总磷去除率为61.90%,对总氮去除率为80.36%。     

高效吸收氮、磷的滨岸缓冲带植物筛选

为建立有效的滨岸缓冲带水体工程,选择了草木犀(Melilotus suaveolens Ledeb.)、白三叶(Trifolium repensL.)、野薄荷(Menthasa chalinensis(Briq.)Kudo)、马唐(Digitaria sanguinalis(L.)Scop)、夏枯草(Prunellaasi-aticaNikai)5种经济植物,并研究了其生物学特性及其对氮、磷营养元素的净化能力。结果表明:每种植物的根长、茎长和分叶都有不同程度的增长,同时每种经济植物对水体中氨氮和可溶性磷酸盐均有一定的吸收作用。在较低的氮、磷水平条件下,草木犀、白三叶分别对氨氮和可溶性磷酸盐的吸收效果最好,吸收率分别达到75.69%、83.70%。夏枯草在中等和较高的氮、磷水平条件下对氨氮的吸收效果最好,吸收率分别达到73.76%、71.85%,对可溶性磷酸盐的吸收效果也最好,吸收率分别为80.10%、83.70%。综合多项指标,夏枯草在各个方面表现能力均较强,可作为滨岸缓冲带的备选植物。