湿地植物对不同污染物的去除机制

湿地植物在湿地水质净化过程中起到了重要作用。本文主要论述了湿地植物对氮磷、重金属以及有机污染物的去除机制,主要包括植物的直接作用包括吸收、吸附和富集作用,以及间接作用包括根际微生物的降解和螯合作用。此外,对影响植物对污染物去除的因素也进行了总结,指出生物因素包括不同的植物类型和器官;非生物因素主要指土壤基质类型、植物根际氧浓度、pH等诸多环境因子。通过研究湿地植物对污染物的去除机制,提出不同植物配置以及植物-微生物联合修复模式,从而提高人工湿地对污染物的净化效果。     

植物修复技术及其在污水处理中的应用

植物修复技术(phytoremed iation)是指利用绿色植物及其根际微生物共同作用,以清除环境污染物的一种新型原位治理技术,其机理主要是利用植物及其根际土著微生物的代谢活动来吸收、积累或降解和转化环境中的污染物。与物理、化学方法相比,植物修复具有操作简单、投资少和不易造成二次污染等特点;与微生物法相比,植物修复可以用于处理多种复合型污染物,尤其适合于大面积低浓度的污染物处理。根据污染物的不同形态、特性和存在方式,植物修复的方式包括有根际过滤(Rhizofiltration)、植物固定(Phytostabilization)、根区降解(Rhizodegra-datio…     

组合生态浮床的水体净化效果与作用机理探讨

通过在美人蕉(Canna glauca)底部悬挂生物陶粒基质构建组合生态浮床,与仅有生物陶粒的基质组和空白组比较了对室内配制富营养化污水的净化效果,分析了各组水体中的微生物数量和活性,研究组合浮床中植物、基质和微生物对水体净化的贡献率及其相互间协同作用.结果表明,经过48 d的运行,组合浮床对总氮、总磷和氨氮的去除率依次为64.03％、95.82％和96.43％,美人蕉对氮、磷的去除贡献率分别为36.03％、37.96％.组合浮床组水中的细菌总量、基质上附着的生物膜脱氢酶活性和耗氧速率均高于基质组,说明植物吸收不是组合浮床去除氮磷的主要机制,但植物对微生物的数量和活性有积极作用;组合浮床对水中污染物的去除存在着植物、基质及微生物之间的协同作用.与基质组和空白组相比,组合浮床可以有效提高对富营养化水体的净化效果.     

人工湿地植物的功能与选择

植物在人工湿地中起着非常重要的作用,它可以拦截大颗粒污染物,吸收降解营养物质;能够稳固湿地床表面基质,降低冰雪在湿地表面的凝结速率;可以改善处理系统景观,为野生生物及微生物的生长提供适宜的环境,具有生态美学和经济价值。选择植物应考虑植物的适应性、净化能力、抗逆性、经济和观赏价值以及物种间的合理搭配。本文阐述了植物在人工湿地中的作用和选择人工湿地植物的一些基本原则,提出了植物在人工湿地实际运用时仍存在的一些问题,对其应用前景做了展望与讨论。     

环境变化对湿地植物根系的影响研究

湿地生态系统具有独特的水文特征和潜育化土壤环境,湿地植物在生长过程中往往表现出独特的环境适应机制。根系作为植物重要的功能器官,是湿地植物群落与周围环境实现物质循环与能量流动的关键纽带,在发挥植物的生态功能及维持生态平衡中具有重要作用。因此,近年来植物根系生理生态研究越来越受到关注。从湿地植物根系在植物生长及湿地生态系统中的作用出发,综合论述环境因子对湿地植物根系的影响及作用机制,着重评述近年来水分条件、土壤盐分、土壤养分、有毒有害物质以及其他因子对湿地植物根系生理生态特征的影响等方面的研究进展和亟待解决的问题,指出湿地植物根系研究将是湿地生态学的重要研究方向。     

不同植物搭建人工湿地的根系分泌物组成及其对养殖尾水的处理效果

种植植物的人工湿地可以通过根系分泌物及根际泌氧显著提高其对养殖尾水处理的性能。而不同植物种类和环境会影响根系分泌物释放情况，本实验通过搭建三组垂直流人工湿地处理养殖尾水，分别为无植物(NP)、风车草组(FCC)、鸢尾组(YW)。检测其根系分泌情况并分析其与污染物去除率间的相关性。样品中检测到并且具有CAS号(CAS Registry Number)的化合物共有84种，其中鸢尾有82种，风车草有24种。鸢尾组检测出的柠檬酸的相对浓度为(62.3±9.65)μg/mL,为检测出的相对浓度最高的根系分泌物，且其与NO^-₃-N和TN的去除率呈显著的正相关。种植植物组对NO^-₂-N的去除效果更稳定且显著高于NP组；种植植物组对NO^-₃-N的去除率显著高于NP组，YW组显著高于FCC组，其中L-苯丙氨酸、柠檬酸等根系分泌物与NO^-₃-N的去除率呈正相关；对NH⁺₄-N和TN的去除率...     

微生物在水产养殖环境生物修复中的作用机制

微生物作为一种生态调节剂,它不仅能改善机体微生态平衡,还能改善动物的代谢并无致病性;对致病微生物具有一定程度的抑制作用。微生物在水产养殖环境中生物修复的作用机制主要是利用微生物(细菌、真菌、酵母菌或提取物)对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能,在环境中对污染物的降解起催化作用,从而去除或消除环境污染的一个受控或自发的过程。     

人工湿地植物的抗寒性研究进展

湿地植物是人工湿地的重要组成部分,具有吸收降解污染物、传输氧气、增强水力传输能力、美化景观等功能,但是到了寒冷的冬季,植物进入休眠期甚至枯萎死亡,从而降低人工湿地的净化效率。本文介绍了湿地植物在抗寒性上的相关研究进展,并为今后湿地植物的抗寒性研究上提供思路及参考。     

新型人工湿地植物种类筛选研究

为筛选适应畜禽废水处理中人工湿地的新物种，增加人工湿地系统的经济效益，特选择马蹄莲、花叶万年青、滴水观音、绿萝、白掌等5种观赏植物进行水培实验，并从耐污力、植物生长量、根系、经济性、易管理等5个指标分别给予综合评定。筛选结果表明，各种植物在MW下对TP、TN的净化率较好，TP、TN的净化率均在90%以上。从耐污力、地上部生物量、根系、经济性、易管理等5方面综合评定，滴水观音、马蹄莲为可适于用作处理畜禽废水的人工湿地植物，尤其是滴水观音适应污水环境的能力强，生长状况良好，生物量较大，是一种值得推荐的湿地修复植物。     

应用生物修复技术提高养殖水产品质量安全水平

生物修复技术是指一切以利用生物为主体的水环境污染治理技术。它包括利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化水体中的污染物,使污染物的浓度降低到可接受的水平,或将有毒有害的污染物转化为稳定的无害的物质,以减少其危害的扩散的过程。     

海水人工湿地脱氮效果与系统内基质酶、微生物分析

利用人工湿地系统探讨了海水养殖外排水中不同形态氮的去除效果,分析了系统内部微生物空间分布、基质酶活性对氮去除效率的影响,深入研究了系统内部各微生物间相互作用、基质酶活性与微生物空间分布关系。选择互花米草为人工湿地植物,种植密度为64株/m2;基质填料选择细纱、高炉矿渣和珊瑚石。在3种不同工况条件下,研究人工湿地系统中氮的去除效果、微生物数量和基质酶活性。结果显示,系统对 TN、NH4-N 平均去除率分别为(25.02±12.69)%、(82.91±17.51)%;系统中不同基质层次的微生物数量和脲酶、脱氢酶活性不同,基质中、上层好氧微生物数量和脲酶、脱氢酶活性显著大于下层,系统下行池中、上层硝化细菌、亚硝化细菌显著高于下层,中、上层反硝化细菌数量明显低于下层;细菌总数与 TN(R2=0.50)和 NH4-N(R2=0.61)去除率存在一定正相关性,基质脲酶与 TN 去除率存在显著正相关性(R2=0.86)。研究结果将有助于理解海水人工湿地处理系统中氮的迁移转化机制。     

利用人工湿地处理池塘养殖废水效果分析

构建表面流和水平潜流人工湿地系统处理水产养殖池塘排放的废水,以减少水产养殖废水对周围水域环境的污染.结果表明,经湿地净化处理后,养殖废水中总氮、总磷、CODMn、氨氮分别从2.32、0.50、14.88、0.61 mg/L降至0.98、0.18、9.72、0.30 mg/L,叶绿素a从369.6 μg/L降至61.78 μg/L,水质明显得到净化.湿地植物存活时组织氮、磷含量明显高于死亡时,湿地植物死亡时梭鱼草、黄菖蒲、小香蒲的组织氮含量分别仅为存活时的18.8%、26.8%、38.1%.湿地植物死亡时收割可去除氮、磷含量分别为11.68 g/m2和4.81 g/m2,再力花去除氮、磷能力最强.在湿地植物死亡前收割能够提高湿地植物吸收所贡献的净化率.     

湿地植物及其碳汇作用

《国际湿地公约》把湿地定义为“包括沼泽、滩涂、低潮时水深不超过6米的浅海区、河流、湖泊、水库、稻田等”。湿地植物是指生长在沼泽地、湿原、泥炭地或者水深不超过六米的水域中的植物。根据湿地植物生长环境，其可分为水生、沼生、湿生三类；根据湿地植物生活类型，可分为挺水型、浮叶型、沉水型和漂浮型；根据湿地植物生长类型，可分为草本类、灌木类、乔木类。湿地植物除了能够直接给人类提供工业原料、食物、观赏花卉、药材等，在湿地生态系统中，尤其是碳汇方面发挥着重要作用。     

微生物在水产养殖环境生物修复中的作用机制

微生物作为一种生态调节剂,它不仅能改善机体微生态平衡,还能改善水产动物的代谢并无致病性,且对水环境中致病微生物具有一定程度的抑制作用.微生物在水产养殖环境中的生物修复作用主要是利用微生物(细菌、真菌、酵母菌或提取物)对水体环境污染物的吸收、代谢、降解等功能,在环境中对污染物的降解起催化作用,从而去除或消除环境污染的一个受控或自发的过程.     

盐生植物碱蓬在富营养化海水养殖尾水修复中的应用研究

海水养殖废水的排放导致了严重的近岸海域生态环境问题。植物修复海水养殖废水颇具优势。为了考察盐地碱蓬(Suaeda sala)由内陆生境转移到海水生境后的生长情况及对海水养殖池塘水体修复的效果，配制了4种不同富营养化程度的水体，采用水培的方法，测定了碱蓬对水体中COD、BOD5、TN、TP的处理效果及植株体内实验前后TP、TN含量的变化。结果显示，随净化时间的延长，TN、TP均呈下降趋势，一周后TN浓度维持在1.5~3.0 mg/L；随着水体中TP、TN浓度的增大，碱蓬的处理效果增加，且实验前后碱蓬植株体内TP、TN的含量也随水体中TP、TN浓度的增大而增加。随着净化时间的延长，不同程度富营养化水体中的COD、BOD5呈明显下降趋势。pH值在不同程度富营养化水体中呈先降后升的趋势，修复1周后，各水体均呈弱碱性。由于盐生植物吸收一定的盐离子维持自身的营养需要，水体盐度表现出下降。实验表明，盐地碱蓬从内陆生境转移到海水生境后不但适应了水生环境，也通过根系吸收、根际微生物等作用方式对水中的氮、磷、COD等产生了良好的去除效果，盐地碱蓬修复海水养殖池塘水体具有良好潜力。     

浅谈利用"生物操作"技术治理污染水体

依据植物的养分吸收和水生动物通过食物链间接吸收养分特性,利用水上种植和水中养殖技术,在以富营养化为主的污染水域种植水生动物经过食物链之间的能量转化作用,将富集水中导致水域富营养化的主要因素--氮、磷等元素降解富集其它有害无毒污染物,并以收获植物、动物体的形式将其搬离水体,从而实现变废为宝、净化水体、美化水域景观、保护水生态环境的目的.     

盐生植物碱蓬在富营养化海水养殖尾水修复中的应用

为了考察盐地碱蓬(Suaeda sala)由内陆生境转移到海水生境后的生长情况及对海水养殖池塘水体修复的效果,配制了4种不同富营养化程度的水体,采用水培的方法,测定了碱蓬对水体中COD、BOD_5、TN、TP的处理效果及植株体内试验前后TP、TN含量的变化。结果显示,随净化时间的延长,TN、TP均呈下降趋势,一周后TN浓度维持在1.5～3.0 mg/L;随着水体中TP、TN浓度的增大,碱蓬的处理效果增加,且试验前后碱蓬植株体内TP、TN的含量也随水体中TP、TN浓度的增大而增加。随着净化时间的延长,不同程度富营养化水体中的COD、BOD_5呈明显下降趋势。pH值在不同程度富营养化水体中呈先降后升的趋势,修复1周后,各水体均呈弱碱性。由于盐生植物吸收一定的盐离子维持自身的营养需要,水体盐度表现出下降。试验表明,盐地碱蓬从内陆生境转移到海水生境后,不但适应了水生环境,也通过根系吸收、根际微生物等作用方式对水中的氮、磷、COD等产生了良好的去除效果,盐地碱蓬修复海水养殖池塘水体具有良好潜力。     

复合垂直流人工湿地植物与基质层微生物群落特征比较分析

为了解复合垂直流人工湿地系统对海水养殖尾水中各形态氮的处理效果, 以及植物与不同基质层微生物群落特征的相似性和差异性, 以互花米草(Spartina alterniflora)-细砂-煤渣-碎石构建的复合垂直流人工湿地系统为研究对象, 研究了该系统对海水石斑鱼养殖尾水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和总氮(TN)的去除效果, 并采用高通量测序技术分析了植物根际和不同基质层微生物群落特征。结果表明, 复合垂直流人工湿地系统对污染物有较好的去除效果, 出水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和 TN 的平均浓度分别为 4.00 mg/L, 0.15 mg/L, 0.16 mg/L, 0.04 mg/L, 0.64 mg/L。植物根际样品和细砂层样品的微生物群落丰富度和多样性较高, 与其他基质层样品具有明显差异; 在门分类水平上优势菌以变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、绿弯菌门和厚壁菌门为主, 相对丰度分别为 53.7%、11.5%、11.9%、6.4%、3.7%; 在纲分类水平优势菌以 α-变形菌纲、γ-变形菌纲、放线菌纲和拟杆菌纲为主, 相对丰度分别为 30.1%、20.9%、11.9%、10.3%; 人工湿地中丰度最高的脱氮功能菌包括亚硝化单胞菌属、硝化螺菌属、 芽孢杆菌属、假单胞菌属和不动杆菌属; 系统中微生物代谢功能丰富, 且所有样品功能组成相似; 相同基质层样品的微生物群落组成差异较小, 二级湿地单元各基质层样品微生物群落的差异程度与一级湿地单元相比较小。     

湿地水环境生态恢复及研究展望

水环境退化是全球面临的重要问题,为了恢复受损的水生态系统,促进良性的生态演替,保证人类可持续发展的需要,湿地水环境生态恢复技术已成为当前各国关注的焦点。湿地水环境恢复主要有生态拦截技术、湿地植物净化技术、水生动物净化技术、基于水环境处理的人工浮岛技术和人工湿地净化技术等。在这些技术的研究与应用中,湿地植物对污染物的耐受...     

根表铁膜对2种景观湿地植物根系发育及活力的影响

植物根系活力是反映植物对环境响应的一个重要指标。为探讨景观湿地植物根系活力对根表诱导铁膜的响应,通过溶液培养试验,研究不同浓度(0、10、20、60、100、150、200 mg/L)亚铁诱导宽叶香蒲(Typha latifolia)和黄菖蒲(Iris pseudacorus)根表形成铁膜后,根表铁膜对根系活力和新不定根生长的影响。结果表明,低于100 mg/L亚铁诱导的宽叶香蒲,其不定根的生长受到抑制;超过100 mg/L诱导时,可促进了不定根的生长;黄菖蒲不定根生长受根表铁膜的影响并不显著。宽叶香蒲根系活力随亚铁浓度的增加呈下降趋势,最大值与最小值相差9.70μg/(g·h);黄菖蒲在各处理之间的根系活力为2.36~5.48μg/(g·h),整体变化幅度不大。通过分析根系活力与根表铁膜量的关系发现,宽叶香蒲根系活力与其根表铁膜量呈显著负相关(r=-0.861);黄菖蒲中该相关性不显著(r=-0.735),但根系活力随根表铁膜量增加而降低。新生不定根的根系活力测定结果表明,宽叶香蒲新生根的根系活力随亚铁处理浓度的增加呈先上升后降低趋势,在亚铁浓度为20 mg/L时,其新生根的活力达到最大,是对照处理的1.55倍;黄菖蒲新生根活力呈相似的变化趋势,但其根系活力的最大值出现在10 mg/L亚铁处理组。研究结果为根表铁膜影响湿地植物对元素的吸收利用具有一定的参考价值。