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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

植物与螺组合浮床对富营养化水体的净化效果

为了探明美人蕉、凤眼莲和花叶芦竹3种浮床植物单独种植及其与铜锈环棱螺组合对富营养化水体的净化效果,在玻璃温室中进行静态耗竭试验.结果表明:与对照相比,试验36 d时,各处理对水体总氮(TN)、总磷(TP)、硝念氮(NH4+-N)、氨态氮(NO3--N)具有显著的去除效果,但不同处理之间存在差异,凤眼莲与铜锈环棱螺的组合对TN、NH4+-N、NO3--N的去除效果最好,将系统中TN平均浓度从8.34 mg/L降低至2.34 mg/L,去除率达71.94%,将NH4+-N平均浓度从4.56 mg/L降低至0.67 mg/L,去除率达85.31%,将N03--N平均浓度从3.52mg/L降低至1.42 mg/L,去除率达59.66%;美人焦与螺的组合和凤眼莲与螺的组合对TP的净化效果相似,均将系统中TP平均浓度从0.34 mg/L降低至0.05 mg/L,去除率达85.29%,且优于单独种植浮床植物的净化效果.说明风眼莲和美人蕉均是降低富营养化水体中氮、磷的优选植物,水生动物铜锈环棱螺对浮床植物的净化效果起到促进作用,组合浮床系统中水体总氮浓度的减少量与植物、螺生物量的增加呈显著正相关,组合浮床对富营养化水体净化效果好于植物单独处理.     

蕹菜-微生物菌剂修复富营养化水体的效果

通过添加0.001 3%以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、酵母菌和放线菌为主要成分的新型微生物菌剂复合蕹菜浮床处理,研究不同程度富营养化污染水体的氮、磷浓度变化。结果表明,微生物菌剂复合植物浮床系统有良好的去除氮、磷修复水体的能力,且磷浓度1 mg/L组去除磷的效果最好,总氮浓度2 mg/L组去除氮元素的效果最好。磷浓度达到2 mg/L以上、总氮浓度达到10 mg/L以上,浮床菌剂的净化能力受到削弱。浮床-菌剂系统对水体总磷的净去除率达到43.9%~73.4%,总氮、硝酸盐氮、氨氮的净去除率分别达到26.8%~51.2%、16.5%~44.6%、11.3%~23.3%,明显高于单纯浮床处理的效果。     

12种水生植物对氨氮和总磷的净化效果研究

为筛选适用于治理水体富营养化的水生植物,以梭鱼草、花叶芦竹、水罂粟等12种水生植物为试验材料,在模拟富营养化水体进行水培生长试验,通过对氨氮及总磷等富营养化指标的测定,研究12种水生植物对模拟富营养化水体的净化效果。试验结果表明:在富营养化水体中,萍草的生长状况较弱,花叶芦竹的适应期较长,而其他10种水生植物生长状况较好。粉绿狐尾藻去除富营养化水体中氨氮及磷的能力最为突出,梭鱼草次之;水生美人蕉适应能力最好且最快发挥去除氨氮及总磷的水质净化作用。综合条件粉绿狐尾藻、梭鱼草、水生美人蕉对富营养化水体的净化效果较好。     

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。     

基于基底修复的退圩还湖区水生植物配置技术研究

通过模拟试验,研究了在沙土:黄土:淤泥=1:1:1基底条件下的4种不同的沉水植物配置模式密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=1:2:1、密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=1:1:1、密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=2:1:1、密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=1:1:2的植物生长情况.结果表明,密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=2:1:1的配置模式下,3种沉水植物的覆盖度和相对生长速率都比较均匀;不同配置类型的植物群落中以密齿苦草:穗花狐尾藻:黑藻=1:2:1的叶绿素含量最低,其他3种配置类型之间的叶绿素含量差异不显著.     

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。     

水生植物净化农田排水的静态试验研究

农田排水中含有大量氮、磷等富营养化污染元素,试验利用浮床栽培几种常见水生植物,研究其对农田排水的净化作用.结果表明:14 d后,栽培了水生植物的净化系统的净化效率明显高于无植物系统.其中,芦苇、千屈菜和狐尾藻对氨氮和总氮净化效果明显,去除空白后,净化效率分别达42.8％ 、38.2％、36.6％和47.2％、44.1％、46.3％;香蒲、狐尾藻、美人蕉和芦苇对总磷净化效果较好,净化效率分别达49.0％、46.0％ 、41.8％和40.2％;芦苇和香蒲对COD净化效果较好,净化效率分别达31.1％、20.8％.     

水生植物对富营养化水体净化能力的研究

以具有观赏价值的水生植物紫萼、鸭舌草、泽泻、红蓼和水蓼为试材进行水培试验,观察其对含不同质量浓度氮、磷的富营养化水体的净化能力。结果表明:5种植物对富营养化水体均有明显的净化作用,在水体中生长5 d总氮去除率均在80%以上,总磷去除率(10 d)也达到70%以上。5种植物对总磷浓度为0.051 6 mg/L和0.516 0 mg/L水体的总磷去除率极显著高于对总磷浓度为0.010 3 mg/L水体中的总磷去除率,但总磷浓度为0.516 0 mg/L水体与0.051 6 mg/L水体中植物对总磷的去除率差异不显著。5种植物之间对总氮和总磷去除率差异均不显著,紫萼、泽泻和红蓼净化效果较好。     

不同栽植密度下金鱼藻对富营养化水体净化效果研究

  目的  沉水植物金鱼藻是水体生态修复工程中常用的植物之一，其栽植密度直接影响富营养化水体的水质净化效果。因此，探究金鱼藻栽植密度对进行富营养化水体修复、加快水下森林发展具有重要意义。  方法  本研究通过模拟栽植不同密度的金鱼藻对富营养化水体水质变化影响过程，分析6种栽植密度梯度（36、50、75、100、110、120 株/m2）金鱼藻对富营养化水体中氮、磷、有机污染物等污染物质的净化效果；并结合经济效益分析，筛选出最佳栽植密度，确定金鱼藻疏伐、收割时间。  结果  结果表明，100 株/m2密度配置对应的植株成活率最高（95.65%），总氮去除率可达62.86%、总磷去除率可达74.32%，对氮磷等污染物吸收效果最佳，是金鱼藻在水生态修复工程中最佳种植密度。另外，金鱼藻在栽植后15 d内，其栽植密度越大，对富营养化水体中氮、磷、有机污染物等的去除效果越好，且溶解氧浓度越高；栽种50 d后，水体中各污染物含量均有回升，此时栽植密度越大，随植物衰败而释放到水体的氮、磷、有机物含量越高，溶解氧含量下降越迅速。  结论  因此，利用金鱼藻开展水体修复时需要考虑最佳净化时效，及时收割。      

常见水生植物对水质的净化效果

为筛选适用于净化小微水体的水生植物,本研究以挺水植物鸢尾、美人蕉、海寿花、再力花、菖蒲,浮叶植物金钱草、狐尾草和睡莲8种水生植物为试验材料,在模拟富营养化水体中进行水培生长试验,通过对总氮、总磷富营养化指标的测定,研究8种水生植物对模拟富营养化水体的净化效果。试验结果表明:在富营养化水体中,8种水生植物对模拟富营养化水中的总磷和总氮均有一定的去除效果,起到减少富营养化水体总磷、总氮等营养物质的作用,能够发挥水质净化效果。其中,在挺水植物中,美人蕉去除富营养化水体中总氮及总磷的能力最为突出,其次为再力花,再次为海寿花;在浮叶植物中,金钱草去除富营养化水体中总氮及总磷的能力最为突出。从水生植物在富营养化水体中的适应性看,美人蕉的生长适应性最快,睡莲的生长状况较弱,适应期较长,而其他6种水生植物生长状况较好。综上所述,美人蕉、再力花、金钱草对富营养化水体的净化效果较好。     

穗花狐尾藻附着藻类对不同氮·磷浓度的响应

[目的]研究穗花狐尾藻附着藻类对水环境中不同氮、磷浓度的响应.[方法]在室内模拟水生微宇宙环境,比较不同试验组不同时期附着藻类的密度变化.[结果]模拟单次大营养脉冲的E组与其他试验组的水体总氮、总磷指标和附着藻类的密度均在试验后期达到动态平衡,且各组水体总氮、总磷、水体叶绿素a和附着藻类密度差异性显著（P＜0.05）,表现为D＞E＞C＞B＞A;在中等氮、磷浓度（TN 3 ml/L,TP0.5 mg/L）水平下附着藻类与穗花狐尾藻能够保持相对稳态.[结论]微宇宙环境水系统对氮、磷及附着藻类的密度具有一定的承载能力,且附着藻类的密度与水体氮、磷浓度变化密切相关.     

富营养化水体中水生植物的生态和生理生化效应

    以穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum Linn.)、盾叶天胡荽(HydrocotyLe vuLgaris Linn.)、水龙(Jussiaea repens Linn.)和荇菜(Nymphoides peltatum (Gmel.) O.Kuntze.)4种水生植物为试验材料,利用人工模拟方法,研究冬季富营养化水体对这4种植物生长、生理和保护酶活性的影响以及水生植物的生态效应.结果表明,穗花狐尾藻生长健壮,其他3种植物在试验后期有较轻的冻害现象.4种植物对富营养化水体中的COD和BOD5去除效果显著,至20 d时,穗花狐尾藻、盾叶天胡荽、水龙和荇菜对COD和BOD5的去除率分别达到79.86%、77.50%、75.58%、72.56%和77.40%、76.41%、78.23%、73.45%;至试验结束时水中的总氮和总磷去除率分别达80.39%、46.45%、48.01%、45.59%和69.80%、52.12%、50.85%、34.29%;在培养20 d内浊度逐渐下降.除穗花狐尾藻外,其他3种植物在培养25 d时COD、BOD5和浊度又略有升高.4种植物叶绿素a和叶绿素b含量在试验前期增加显著,叶绿素a/b在大部分时间内与处理前差异不显著.4种植物的可溶性蛋白质含量显著上升,MDA含量减少,CAT、POD和SOD活性在试验前植物体内活性极低,但在富营养化水体中极显著提高.随着水质的改善,4种植物的大部分生化指标逐渐接近开始试验前的水平,这表明富营养化水体有利于水生植物的生长,并提高植物的抗性.     

狐尾藻净化生猪养殖场沼液的研究

通过水培试验,研究狐尾藻对生猪养殖场沼液的净化能力,在此基础上分析20、40、60 d 3个不同水力停留时间对狐尾藻生物量、植株养分、水体CODCr、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、溶解氧及pH变化的影响。结果表明:20%~30%沼液可以提高狐尾藻生物量和其体内氮磷钾含量,处理组相比空白组,生物量可以提高1.6~4.9倍、氮磷钾分别可以提高1.5~2.0、1.57~1.90、1.35~1.88倍;狐尾藻对沼液有一定净化能力,当水力停留时间为40 d时,狐尾藻对沼液的处理效果最好,沼液CODCr、氨氮及总磷去除率分别为65.99%、59.54%及90.06%。鉴于此,狐尾藻可作为猪场沼液净化的理想水生植物,具有良好的应用前景。