植物组合对模拟高浓度氮磷污水净化效果

[目的]为了营造美观稳定且具有净化氮磷能力的植物群落。[方法]采用2种沉水植物+1种浮水植物+3种挺水植物构建成3个植物群落浮床[组合Ⅰ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+花叶美人蕉),组合Ⅱ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+苹),组合Ⅲ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+绿叶美人蕉)],测定种植不同植物群落的人工浮床对模拟水体中TN、TP去除效果以及DO、pH和EC的变化。[结果]植物组合去除富营养化水体中的氮明显高于对照,植物组合对水中TN有较好的去除效果,均不低于70.59%,组合Ⅲ对TN的去除效果最好,去除率为97.46%。植物组合可以明显去除水体的磷,植物组合对水中TP的去除率是28.13%～66.05%。植物组合可以明显改变水体的pH、DO含量和EC;植物组合与CK的pH均呈增加趋势;DO含量在试验结束时均减少。[结论]植物组合能移除高浓度氮磷的富营养化水体,改善水体物理指标,可以用来处理含氮水平较高的污染水体。     

农田汇水河道水生植物原位净化工程处理效果分析

为了研究水生植物原位净化工程处理效果,于2017年5—11月,在江苏省泗洪县四河乡的农田汇水河道,利用水葫芦和绿狐尾藻构建组合生态浮床,沿着水流方向设置4个水质采样点,每月监测水体基本理化指标,主要包括水温(T)、酸碱度(pH)、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD_(Cr))、悬浮物(SS),分析河段水质沿程变化;在试验开始时、每次采收时监测单位面积植物生物量,干物质含量与氮磷含量,计算植物氮磷富集量。结果显示:植物种养后,沿程各采样点数据对比,水体pH值逐渐趋于中性;各采样时间数据对比,水体DO浓度呈升高趋势。在植物旺盛生长期(7—10月),组合生态浮床对河段水体TN、TP、COD和SS的沿程总消减率分别为50.41%～78.00%、44.62%～73.33%、46.15%～57.82%和33.33%～52.38%,其中最高值出现在8月。按照有效试验周期180 d(5—10月)计算,水葫芦的氮、磷去除量分别约为0.76 g·m~(-2)·d~(-1)和0.09 g·m~(-2)·d~(-1);绿狐尾藻的氮、磷去除量分别约为1.17 g·m~(-2)·d~(-1)和0.08 g·m~(-2)·d~(-1)。除了植物自身的吸收作用,根系微生物降解作用在污染物净化过程中也发挥了重要作用。在农田汇水河道原位净化工程中,水葫芦与绿狐尾藻组合生态浮床大幅消减水体氮磷浓度,有效降解有机物及拦截颗粒物,对于缓解下游水域富营养化问题具有积极的意义。     

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。     

几种水体生态改良型植物的耐寒性研究

通过相对电导率的测定与半致死温度的确定,表明5种水体生态改良型植物的耐寒性存在差异,其中千屈菜与再力花的耐寒性较强,梭鱼草与水生美人蕉的耐寒性较差。     

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。     

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)。     

几种植物浮床+仿生植物系统对污染物的去除效果

为了研究由不同水生植物与仿生植物构建的组合型生态浮床对水中污染物的去除效果,将风车草、再力花、美人蕉、梭鱼草、菖蒲与仿生植物组合构建成生态浮床,分析几种组合型生态浮床对水中污染物的去除效果。结果表明,各处理系统(5种水生植物+仿生植物)对水中氨态氮(NH~+_4-N)、硝态氮(NO~-_3-N)、亚硝态氮(NO~-_2-N)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))具有很好的去除效果,平均去除率分别达到93.12%、88.10%、100.00%、95.00%、30.00%,明显高于空白对照组,略优于仿生植物对照组,可见合理的植物+仿生植物组合系统可以实现对污染水体的强化净化,同时可以有效抵抗植物衰亡对系统带来的冲击,确保复合系统的长期稳定运行。     

生态浮床改善水源地水质的可行性分析

生态浮床技术是常用于改善和修复受污染水体的一种手段。该试验在自主研发的景观型生态浮床上种植香根草、美人蕉、梭鱼草和空心菜对泉州山美水库水质进行修复。结果表明,4种植物均能适应山美水库水体环境,其中香根草的氮磷移除能力最高,而空心菜的移除能力最低,美人蕉和梭鱼草的移除能力差别不大。     

3种陆生浮床植物在富营养化景观水体中的生长研究

[目的]研究降糖草、草莓、吊兰3种植物在富营养化景观水体中的生长状况,为利用浮床技术种植陆生植物处理污水奠定良好基础。[方法]采用室内试验进行植物对供试水样中氮、磷的去除率测定,选用根长、株高、鲜重、常见病害、虫害5个指标对其在室外水体中的自然生长趋势进行同步记录,整理分析后进行综合评价。[结果]3种植物对氮、磷的吸收与室外水体中自然生长适应性表现出高度的正相关,氮、磷的去除效果上表现为降糖草>草莓>吊兰,自然生长适应性综合评价表现为降糖草>草莓>吊兰;浮床植物的病虫害发生率较低,这与生态环境的变迁致使病菌及虫害失去了原有滋生环境、水体的生态隔离切断了病虫害的传播途径有关。[结论]可以对降糖草作为浮床植物继续深化研究,并对陆地植物进行广泛筛选,为绿色生态农业发展及水体生态修复提供新思路。     

凤眼莲和梭鱼草对水体净化能力的初步研究

[目的]为梭鱼草的水体景观应用提供理论依据。[方法]以凤眼莲和梭鱼草为研究对象,采用3个污染程度水体种植2种植物,测定COD和NH3-N指标的变化,研究凤眼莲和梭鱼草对水体的净化效果。[结果]2种水生植物都能够降低水体COD含量,净化水体。[结论]在类似水体2的水体景观绿化中,梭鱼草的净化效果和观赏价值均高于凤眼莲,应优先选用。     

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。     

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(P<0.01),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。     

铜钱草对不同污染负荷模拟污水的净化效果初探

通过池塘用水配置不同浓度梯度的模拟污水,以生态浮床为载体培养铜钱草49 d,探讨铜钱草作为浮床植物对养殖污水的处理效果。结果表明:铜钱草对不同污染负荷养殖模拟污水的TN去除率均在91%以上,TP去除率均在96%以上,NH4+-N去除率均在50%以上;试验过程中,不同模拟污水水体的NH4+-N、NO3--N、CODMn含量均随时间的延长呈先上升后下降趋势,pH和DO含量整体呈下降趋势,电导率呈上升趋势; Pearson相关系数分析表明,pH和DO与其他水体理化指标之间存在直接或间接的显著相关性。综上所述,铜钱草对养殖污水具有较好的净化效果,建议对养殖水体pH和DO含量进行定期监测,便于水体的修复管理。     

4种观赏性水生植物对居住区水体的净化效果

选用湖南居住区水体应用较多的4种观赏性水生植物千屈菜、石菖蒲、水芋、睡莲进行水体净化对比试验,结果表明,千屈菜、石菖蒲、水芋、睡莲对总磷(TP)、总氮(TN)的吸收效果都非常明显;4种植物对化学需氧量(COD)的去除率按大小排序依次为:石菖蒲睡莲水芋千屈菜;对生化需氧量(BOD5)的去除率为石菖蒲睡莲水芋千屈菜;水中溶解氧(DO)的含量为睡莲千屈菜石菖蒲水芋,4种植物均能将水体pH值维持在6.5～8.5,符合景观娱乐用水水质标准。     

五种湿地植物组合对城市污水净化效果的模拟研究

为研究各植物生长状况及其对水体污染物的去除效果,筛选出净化效果优良的植物组合。选取旱伞草、马蹄莲、黄菖蒲、再力花、千屈菜、睡莲6种优势湿地植物构建5种组合,在室内静水条件下对比研究各植物组合生长状况及净化能力。结果表明:(1)各组合植物在污水中生长良好,生物量增长率均在45%以上。(2)五种植物组合对总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)的净化效果均较好,对pH改善作用明显。但植物组合的净化效果存在差异,其中,再力花+伞草+黄菖蒲+睡莲(T+C+I+N)、再力花+伞草+千屈菜(T+C+L)对TP的净化效果最好,最终去除率达99.21%、97.63%,而再力花+旱伞草+黄菖蒲(T+C+I)对TN的净化效果较好,最终去除率达99.01%;各组合对NH_4~+-N的去除表现差异不显著。(3)处理时间对植物组合的净化效果存在显著影响,30～36d时污水的净化效果最佳。综合评价表明,再力花+旱伞草+千屈菜(T+C+L)、伞草+再力花+黄菖蒲(T+C+I)的综合净化能力最强,且适应力强、景观效果佳,可作为最优植物组合应用于污水净化。     

不同水生植物人工浮岛对生活污水的净化效果

[目的]研究水生植物人工浮岛对生活污水水体的净化效果。[方法]利用人工浮岛技术种植水生植物,通过建立模拟的静态污水池,研究千屈菜、水生黄鸢尾、菖蒲、水生美人蕉对污水中化学需氧量(COD)、氨氮和总磷的净化效果。[结果]污水池中,千屈菜长势最好,所有植株开花;水生黄鸢尾和香蒲的株高变化明显,且不断有新芽冒出,长成完整的植株;水生美人蕉长势最差,根系生长不明显,只有少数植株开花,叶子呈黄色。4种植物对COD的净化主要在生殖生长阶段,对氨氮和总磷的净化主要在营养生长阶段。4种植物的优选顺序依次为千屈菜、水生黄鸢尾(菖蒲)、水生美人蕉。[结论]该研究可为优选水生植物和地面水的净化修复研究提供数据支持。     

6种植物耐盐能力研究

为指导西北地区湿地盐碱化改良和生态修复,以宁夏太阳山湿地作为试验区,通过水培试验,研究不同盐度下西芹(Apium graveolens Linn)、花花柴[Karelinia caspia(Pall.)Less]、千屈菜(Lythrum salicaria L.)、黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)、马蔺[Iris lactea Pall.var.chinensis(Fisch.)Koidz]、水葱(Scirpus validus Vahl)6种植物的耐盐能力。结果表明,西芹、花花柴、千屈菜、黄菖蒲、马蔺、水葱6种植物在保证其成活率为50%的条件下,耐盐阈值分别为3.30‰、10.10‰、4.30‰、8.00‰、8.90‰、5.90‰,其耐盐性从强到弱依次为花花柴>马蔺>黄菖蒲>水葱>千屈菜>西芹。盐度超过5.00‰的强盐碱地区,花花柴、马蔺、黄菖蒲、水葱可作为生态修复的首选植物;盐度位于3.00‰～5.00‰的中度盐碱地区,西芹、千屈菜也可作为植物首选。     

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。     

海马齿生态浮床对海水养殖池塘的修复效果

[目的]研究海马齿生态浮床对海水养殖池塘的修复效果。[方法]采取自然条件下周期性监测,根据试验海塘的地理形状和海马齿浮床铺设分布特点,设试验区和对照区,其中试验区设有海马齿区和无海马齿区,选择传统鱼塘作为对照区,研究养殖池塘在原位生态修复方法下水体氮、磷营养盐、海马齿生长、沉积物–水界面通量等的变化规律。[结果]海马齿生态浮床修复的试验区与对照区相比,DO浓度与透明度增大,主要污染物浓度降低。与对照区比较,海马齿浮床对磷、氨、氮有显著去除作用(P0.05),海马齿浮床区域COD含量较对照区明显降低(P0.05)。叶绿素a含量、TPM、POM均表现出试验区较对照区小(P0.05),说明海马齿浮床对水体的颗粒有机物有去除作用。11月浮床区海马齿C储量为39.56 g/m~2,N储量为0.77 g/m~2,P储量为0.21 g/m~2。[结论]海马齿生态浮床能改善养殖区域生态环境。