组合生态浮床净化养殖水体效果研究

为了研究由水生植物与人工介质构建的组合生态浮床对养殖水体的净化效果,通过在大薸(Pistia stratiotes)底部放置生物陶粒基质构建了组合生态浮床,研究了该组合浮床对养殖水体的净化效果。数据表明,组合生态浮床对总氮、氨氮(NH+4-N)、亚硝氮(NO-2-N)、总磷、化学需氧量(COD)去除率分别达到52.38%、77.78%、81.97%、67.57%和43.98%,均显著高于植物对照组和基质对照组(P0.05)。经组合浮床净化后的养殖水体中,TN、TP水平分别达到淡水池塘养殖排放水一级标准,NH+4-N水平降至0.15 mg/L以下,NO-2-N水平降至0.02 mg/L以下。结果表明,组合生态浮床中植物吸收、基质吸附及微生物的协同作用提高了其对污染物的去除效果,合理的生物组合对提高生态浮床净化养殖废水效果具有积极的促进作用。研究结果为构建适宜养殖水体净化的组合型生态浮床提供了技术支撑。     

基于生物协同作用的强化生态浮床对养殖水体的净化效果

为了提高传统植物浮床对养殖水体的净化效果,降低养殖排放水污染,采用在凤眼莲Eichhornia crassipes浮床底部放置生物陶粒基质的方法构建强化生态浮床,研究了该强化生态浮床对养殖水体的净化效果。结果表明:用强化生态浮床净化水体16d时,对总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、亚硝氮(NO-2-N)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)的去除率分别达到48.57%、68.52%、77.05%、71.17%、47.22%,均显著高于凤眼莲组和生物陶粒组(P0.05);经强化生态浮床净化后的养殖水体中,TN、TP水平分别达到淡水池塘养殖排放水一级标准(SC/T9101—2007),NH+4-N浓度降至0.20mg/L以下,NO-2-N浓度降至0.01mg/L以下。研究表明,强化生态浮床中植物、基质和微生物的协同作用提高了其对污染物的去除效果。     

藻类对池塘水环境的影响及水生植物和鲢鳙对水体的净化

利用生态浮床植物和鲢鳙对池塘养殖污染水体净化效果进行了研究。结果表明:藻类代谢对地表水中DO和p H均产生影响。藻类光合作用增加水体中含氧量,吸收二氧化碳影响水中碳酸及碳酸盐浓度平衡,导致水中p H偏向碱性。水体溶解氧增加,促进硝化反应,避免氨氮和亚硝态氮的积累。生态浮床黄花鸢尾长势很好,它的生长有效控制了水体氮磷含量的进一步提高,对水体具有较强的去除氮磷能力。鲢鳙摄食浮游生物等天然饵料,实现了水体氮磷转移,42.67 kg渔获物,提取氮1 207.5 g,剔除水体中氮0.905 mg/L,提取磷88.4 g,剔除水体中磷0.066 mg/L,起到了净化水体作用。试验证明:浮游植物、水生植物和鲢鳙对调控水域生态环境有着十分重要的作用。     

应用于农村支浜原位修复的生态浮床净化效果研究

[目的]本文旨在研究生态浮床对农村集中居住区河道支浜的净化效果。[方法]于2018年7—10月,在江苏省常州市武进区运村村新运小桥浜运农桥段180 m河段上,选取铜钱草、梭鱼草和千屈菜3种常见植物构建组合生态浮床,开展支浜水体原位修复试验。[结果]在植物种养后,支浜上、中、下游沿程各采样点,水体固体悬浮物(SS)含量逐渐下降;水体溶解氧(DO)浓度随浮床处理时间延长呈升高趋势,而pH值则逐渐趋于中性。试验期间,受到地表径流排污口的影响,组合生态浮床对河段水体总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的最高去除率分别为29.7%、30.73%和75.0%。在试验周期75 d内,铜钱草、梭鱼草和千屈菜对水体氮素的去除速率分别为0.36、2.56和1.10 g·m~(-2)·d~(-1);对水体磷素的去除速率分别为0.041、0.071和0.140 g·m~(-2)·d~(-1)。3种浮床植物对支浜水体的去污能力从高到低依次为:梭鱼草、千屈菜、铜钱草。[结论]在应用于农村支浜原位修复的生态浮床净化试验中,3种组合生态浮床不仅消减水体氮、磷浓度,还有效降解有机物和拦截颗粒物,对减少下游水体富营养化问题具有重要意义。     

不同生态浮床对景观水质的净化效果

【目的】明确不同生态浮床改善亚热带地区景观水质的效果,为我国南方地区应用生态浮床技术修复生态水环境提供参考依据。【方法】对比分析不同生态浮床对景观水体化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)去除能力及浮床植物生长状况的影响。【结果】美人蕉、鸢尾、花叶芦竹均能适应较高有机物及氮、磷浓度的水体,具有良好的适应性,对水体COD、TP、TN及NH4+-N也表现出良好的去除能力,但以美人蕉的净化效果最佳。美人蕉+组合填料生态浮床、美人蕉生态浮床、组合填料浮床对水体COD、TP、TN及NH4+-N的去除能力分别为33.75~48.98、0.23~0.93、3.71~10.26和4.12~8.44 mg/m2,3种不同生态浮床对水体COD、TP、TN和NH4+-N的去除能力存在极显著差异(P0.01),去除能力排序为美人蕉+组合填料生态浮床美人蕉生态浮床组合填料浮床。【结论】美人蕉+组合填料生态浮床对水体COD、TP、TN及NH4+-N的去除效果最佳,较单一使用美人蕉生态浮床和组合填料浮床的净化效果更具优势,可作为我国南方地区修复生态水环境的首选生态浮床。     

滨海养殖水体中浮床栽培植物的生长特征

[目的]研究浮床栽培海马齿(Sesuvium portulacastrum)及水雍菜(Ipomoea aquatica)在不同氮磷浓度养殖水体中的生长特征.[方法]分别在有或无人工添加营养盐的低盐度滨海养殖水体中浮床栽培海马齿及水雍菜并监测其生长指标与抗逆性指标.[结果]浮床栽培的水雍菜在前15 d生长迅速,但在15 d后其受到病虫害等的影响生长减慢并逐渐死亡;海马齿生长速度较慢,但生长周期长,在60d的试验期内持续稳定生长,高浓度营养盐明显促进海马齿的生长速度;浮床栽培导致水雍菜叶片内丙二醛和脯氨酸积累显著,而海马齿在试验期间叶片内无明显的丙二醛和脯氨酸积累.[结论]海马齿在养殖水体净化中具有很好的应用价值,水雍菜亦可用于养殖水体的短期净化.     

曝气-生态浮床处理景观水体富营养化研究

[目的]研究曝气与生态浮床组合处理景观水体富营养化的效果。[方法]选取黄花鸢尾和花叶菖蒲组合作为生态浮床,将生态浮床和曝气-生态浮床进行对比研究,研究曝气-生态浮床对景观水体中总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果。[结果]生态浮床对景观水体中的TN、TP的去除率分别为85.14%和40.98%;曝气-生态浮床对景观水体中的TN、TP的去除率分别为93.17%和53.28%。在生态浮床处理景观水体中,增加曝气能够对景观水体中TN、TP的去除率提高10%左右。[结论]曝气-生态浮床能够很好地去除景观水体中TN、TP,是处理景观水体富营养化的有效方法。     

生态浮床池塘水体核心微生物种类及氮循环功能研究

为探索生态浮床池塘水体微生物对氮循环的贡献及其潜在驱动机制，本研究采用16S rRNA基因扩增子测序和宏基因组测序技术联合解析有无生态浮床水体中微生物群落结构及氮循环功能差异。群落结构分析结果表明，与无浮床水体相比，浮床水体中变形菌门（Proteobacteria）微生物占主要优势。微生物群落结构发生明显改变，浮床水体中C39、甲基杆菌属（Methylobacter）、栖湖菌属（Limnohabitans）、多核杆菌属（Polynucleobacter）和黄杆菌属（Flavobacterium）的相对丰度显著增加（P<0.05）。试验期间，浮床水体微生物Shannon多样性指数显著降低（P<0.05），而Chao丰富度指数显著升高（P<0.05）。甲基杆菌、热单胞菌（Caldimonas）和伯克氏菌（Bulkholderia）是浮床水体脱氮过程中关键核心微生物组。氮循环功能研究结果表明，铺设生态浮床后，浮床水体氮代谢活动能力显著增强（P<0.05），以固氮（nifH、nifD、nifK）、反硝化（narG、napA、nirS、norB和nosZ）和异化硝酸盐还原过程（nrfA、nrfH）为主的氮循环功能基因丰度显著提高（P<0.05）。核心微生物组促进了水体生物固氮、反硝化和异化硝酸盐还原过程，提升了养殖池塘水体氮循环的能力，显著降低了池塘水体中总氮、硝态氮和亚硝态氮含量（P<0.05）。研究表明，生态浮床核心微生物组介导的固氮和反硝化作用是实现池塘水体氮素转化和迁移的重要途径，促进了养殖池塘水体氮循环，有利于养殖池塘生态环境保护和含氮污染物的去除。     

虾、蟹、沉水植物与生态浮床组合种养模式效果研究

通过传统青虾+沉水植物、青虾+河蟹+沉水植物、青虾+河蟹+沉水植物+生态浮床3种养殖模式,研究了生态浮床组合系统在虾蟹养殖中对水体的净化作用以及对虾蟹产量的影响.结果表明,青虾+河蟹+沉水植物+生态浮床的池塘水体净化效果较其他两个池塘更为明显,在虾、蟹混养与生态浮床组合养殖模式下,浮床植物鸢尾对水体氮磷等营养盐吸收效果较好,养殖过程中水质良好,氨氮、亚硝酸盐、CODMn基本保持稳定并达到地表水Ⅲ类标准,叶绿素a为5 μg/L,水质控制效果明显;并且虾产量达850 kg/hm2,蟹产量达930 kg/hm2,综合效益高于传统单养青虾或传统虾蟹混养.     

生态浮床浮板遮光对氮磷去除效果的影响

[目的]明确生态浮床浮板遮光对氮磷去除效果的影响。[方法]以黄花鸢尾、再力花、梭鱼草3种常用浮床植物为供试植物,通过静态模拟试验,研究了生态浮床浮板遮光对浮床氮、磷净化效果的影响。[结果]3种植物在浮板遮光条件下对总磷、氨氮的去除效果均优于无浮盘遮蔽的光照组,黄花鸢尾、再力花和梭鱼草浮床对总磷的去除效果分别高于光照组8.85%、23.64%和8.55%,对氨氮的去除效果均高于光照组10%左右。[结论]试验结果为生态浮床技术的研发和应用提供了理论依据。     

生态浮床-简易湿地组合系统对富营养化水体净化效果研究

[目的]研究生态浮床-简易湿地处理系统对富营养化水体的净化效果,以期为进一步开展人工湿地和生态浮床技术相组合的研究及污水、富营养化水体的生态修复提供科学的理论依据。[方法]将生态浮床-简易湿地组合成复合的生态浮床-简易湿地处理系统,通过室内模型试验和在该系统内种植黑麦草,研究该组合系统对富营养化水体中TN、TP、CODMn、BOD5、NH4-N等指标的净化效果。[结果]在冬季,生态浮床-简易湿地组合系统处理效果相当好,其对富营养化水体中TN、TP、CODMn、BOD5、NH4-N的平均去除率分别为53.5%、74.3%、41.8%、65.5%和37.8%以上。[结论]生态浮床-简易湿地组合系统对富营养化水体的净化效果明显较单一的生态浮床或简易人工湿地系统要好。     

植物浮床在养殖池塘水环境污染生态修复中的应用

植物浮床技术作为一项新兴的污染生物处理技术,能有效控制水环境污染、修复生态环境。该文介绍了池塘养殖水环境污染修复类型,异位修复与原位修复,以及植物浮床在污染水环境修复中的净化机理。养殖池塘水环境污染来源,阐述池塘水环境污染的危害,对水生生物和人类健康的影响,并列举蕹菜、水芹、生菜3种植物浮床在养殖池塘水环境污染修复中的应用实例和前景展望。     

美人蕉生态浮床处理含铜废水

[目的]研究水生植物控制重金属污染废水的条件。[方法]采用生态浮床技术,研究不同水力停留时间(HRT)、pH、曝气强度及污染负荷条件下美人蕉对含铜废水的修复效果。[结果]美人蕉生态浮床系统在最优控制参数(HRT=5 d,pH=5～7,DO=5.1 mg/L)下,对低浓度含铜废水的去除率均可达到74%以上,且随着HRT、曝气强度的增加,对铜的去除率逐渐升高,直至达到稳定状态。美人蕉各器官对铜的富集规律为:根茎叶,最大吸附量分别达到了1 859.04、186.20、127.53 mg/kg。[结论]美人蕉生态浮床系统对含铜废水具有较好的处理效果。     

组合式三效生态浮床的构建及应用研究

[目的]构建新式生态浮床并测试其性能。[方法]构建一种以浮篮为基本单元,以粉煤灰轻质陶粒和漂珠为装载材料,集成植物吸收、滤料吸附和生物挂膜三重功效于一体的新式生态浮床,并将该浮床单元体用于水体净化模拟试验。[结果]受试水体的TP、TN、NH3-N和COD浓度分别由0.699 9 mg/L、4.898 mg/L、1.945 mg/L和68.34 mg/L降至30 d后的0.003 2 mg/L、0.051 mg/L、0.001 mg/L和6.23 mg/L,水体修复效果快速而显著。试种的青菜、空心菜和美国四季青草长势良好,发芽率和生长速度高于土壤对照组。[结论]三效生态浮床在净水效率、植物种植方式、运行方式及景观价值等方面均较传统生态浮床有了大幅度的改进和提升,并可实现环境和经济的双重收益。     

浮水植物对富营养水体的作用研究

[目的]研究3种浮水植物对富营养化水体中营养盐的去除能力。[方法]选择采自鄱阳湖3种不同的浮水植物(凤眼莲、水浮莲和槐叶萍),利用软隔离小区试验研究了它们对富营养化水体的净化作用效果。[结果]浮水植物处理进行150 d时,3种浮水植物对水体中总氮的去除率分别为槐叶萍(70%)>凤眼莲(67%)>浮水莲(61%);对TP的去除率分别为凤眼莲(56%)>水浮莲(53%)>槐叶萍(49%)。凤眼莲和槐叶萍处理围区的水质净化效果较好,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。凤眼莲和槐叶萍在提高水体透明度方面效果也较好。[结论]凤眼莲和槐叶萍的长势最佳,生长周期长,对水体中总氮和总磷的去除效果最好,对其他水质指标的改善效果也最好。     

人工生态浮床对池塘养殖水环境的影响

为了探讨人工生态浮床栽培对养殖池塘水环境的净化作用,进行了人工生态浮床栽种生菜试验。结果表明:人工生态浮床能够提高池塘水体的透明度,降低水体中(TN,NH4+-N,NO2-N,NO3-N,TP,COD等)污染物的含量,达到净化养殖水质效果、改善池塘水体环境的作用。     

基于生态保护及后续生态修复的新型环保疏浚关键问题研究

[目的]研究基于生态保护及后续生态修复的新型环保疏浚关键问题。[方法]针对目前环保疏浚重点集中在底泥污染物去除,对疏浚后水生态修复重建工作关注不够的问题,分析筛选影响水生生态系统生存、生长控制因子,并提出生态疏浚方式。[结果]在分析疏浚目的、效果及影响等基础上,从生态保护及利于后续生态修复的角度出发,筛选出水深和基质两类因子为底泥环保疏浚的优控因子,提出可结合底泥清淤重塑水下地形的新型疏浚方式。[结论]该研究为后续生态修复构建所需合适的水深及基底等条件提供解决方案。     

生态沟渠塘氮磷拦截方法研究

[目的]利用生态沟渠塘减少农田径流排放负荷。[方法]以苏州市相城区宅基村生态沟渠塘N、P拦截工程建设为研究对象,通过对原有排水沟渠修缮1 834 m3、新开挖生态主沟渠6 800 m2和人工净化生态塘6 000 m2等工程建设,计算工程实控面积内的径流排放负荷。[结果]33.3 hm2农田TN、TP年径流排放净负荷分别为2 552.22和95.00 kg,沟渠径流年截留负荷TN、TP分别为1 225.07、50.35 kg,生态塘减少年径流排放负荷TN、TP分别为1 327.15、44.65 kg,出水浓度TN 6.32≤15、TP 0.25≤0.5,均达到一级A排放标准。[结论]该研究为太湖流域农业非点源污染的有效控制提供理论依据。