凤眼莲和水浮莲对滇池草海水体中氮去除效果的比较研究

通过模拟试验,比较了凤眼莲和水浮莲2种漂浮性水生植物对滇池草海水体的去氮效果。结果表明,凤眼莲 (Eichhornia crassipes) 和水浮莲 (Pistia stratiotes) 均有较强的水体去氮能力。在水体总氮 (TN) 、溶解性总氮 (DTN) 、硝态氮 (NO₃^--N) 、铵态氮 (NH₄⁺-N) 初始平均浓度分别为8.40、7.20、4.12、2.59 mg·L^-1,凤眼莲和水浮莲种苗投放均为1 kg 的条件下,凤眼莲和水浮莲对水体总氮 (TN) 、溶解性总氮 (DTN) 、硝态氮 (NO₃^--N) 、铵态氮 (NH₄⁺-N) 30 d 去除率平均分别为74.24%、76.81%、87.62%、80.30%和70.10%、78.89%、94.77%、87.64%。凤眼莲和水浮莲吸收作用带走的氮占水体中总氮损失量的89.39%和82.33%,凤眼莲试验组、水浮莲试验组和对照组沉积物中氮含量占水体中氮损失量比率平均分别为6.94%、11.64%和83.51%,说明凤眼莲和水浮莲能有效吸附水体中悬浮颗粒物,进而减少了水体沉积物的形成,凤眼莲、水浮莲均能显著降低水体DO 及pH 值。虽然凤眼莲和水浮莲均能显著降低水体的总氮浓度,但由于水浮莲植株较脆,综合考虑,故认为大规模控制性种养凤眼莲是一种治理富营养化湖泊的可行途径。     

4种水生植物除磷效果及系统磷迁移规律研究

[目的]研究不同生态类型水生植物对水体总磷的去除效果及系统磷迁移规律.[方法]选取4种不同生态类型水生植物,分别为漂浮植物凤眼莲、水浮莲和挺水植物香蒲以及沉水植物轮叶黑藻,结合滇池富营养化湖水及底泥,构建静态模拟生长体系.[结果]4种水生植物对富营养化湖水、底泥具有一定的耐受能力.试验80 d后,凤眼莲、水浮莲和香蒲对水体总磷的去除率分别为95.0％、94.3％和92.0％.凤眼莲系统中水体磷浓度大幅度降低,底泥中的磷素逐渐释放,凤眼莲所吸收磷素来源于水体和底泥;水浮莲所吸收磷素主要来源于水体;香蒲鲜质量增加极少,在降低水体总磷浓度的同时,促使底泥总磷含量略微增加,从表观上看,水体为其吸收磷素的主要来源;轮叶黑藻植株部分发生腐烂,对水体总磷的去除率仅为62.9％,低于对照,但对底泥中总磷吸收良好,底泥是其吸收磷素的主要来源.[结论]凤眼莲、水浮莲和香蒲能有效降低水体总磷;凤眼莲和轮叶黑藻能够吸收底泥中的磷素;当水体总磷浓度较低时,底泥中的磷素会释放至水中.     

不同生活型水生植物改善滇池草海水体的效果

为了比较3种不同生活型水生植物对滇池草海富营养化水体改善效果,选取漂浮植物水葫芦、沉水植物轮叶黑藻和挺水植物香蒲为材料进行模拟试验。结果发现,在初始生物量相同的情况下,水生植物组对水体初始TN、TP、NH4＋－N、CODMn、Chl－a的去除率分别为10．97、0．93、2．23、14．12、0．51mg／L,显著高于对照组,其中水葫芦对水体这5个参数的去除率分别达86．87％、94．62％、97．31％、44．62％、100．00％,轮叶黑藻的去除率分别为78．58％、77.42％、97．31％、29．60％、98．04％,香蒲的去除率分别为82．41％、92．47％、94．62％、43．91％、98．04％;3种水生植物均引起底泥中氮、磷的释放,而且生长迅速的水葫芦吸收带走系统的氮量、磷量分别为轮叶黑藻的1．2倍、1．3倍,分别为香蒲的1．5倍、2．0倍。以上结果表明,3种水生植物对富营养化水体水质均有显著的净化效果,其中水葫芦效果最佳,轮叶黑藻最差。     

pH值对凤眼莲不同种养周期太湖底泥磷素迁移转化的影响

[目的]本文旨在探索凤眼莲种养和空闲期内对不同p H值富营养化水体-底泥中系统磷素转化的影响。[方法]通过模拟试验,设置上覆水p H值分别为6.0、7.5和9.0,分析凤眼莲种养期和空闲期的水体、植物、底泥之间磷素的迁移转化规律。[结果]种养凤眼莲期间,底泥间隙水正磷酸盐含量有不同程度的升高,从大到小的处理依次为碱性、中性和酸性,与底泥总磷下降趋势一致,表明磷素由底泥通过间隙水向上覆水转移。不同p H值条件下上覆水磷含量均有降低,降幅由高到低的处理p H值依次为7.5、6.0和9.0,种养凤眼莲42~56 d为水体净化的最佳阶段。凤眼莲生长性状从好到差的处理依次为中性、碱性和酸性,主要受水体p H值和磷素含量的影响,且各生长参数表明种养20~60 d为干物质主要积累阶段。另外,在凤眼莲收获后的空闲期,酸性水体系统中上覆水磷素含量变化不大,中性和碱性水体中磷素含量随p H值的升高和空闲期的延长呈明显的增加趋势。[结论]凤眼莲的生长状态优先受水体p H值影响,其次受水体磷素含量影响。本试验条件下,种养凤眼莲60 d可开始逐步采收,能获取最大生物量和氮、磷富集量或吸收量,且上覆水为中性或偏碱性时,凤眼莲采收后需采取相应措施,以降低底泥磷释放对水体的继续影响。     

水葫芦根系脱落物的氮磷含量分析

为了探讨水葫芦净化富营养化水体过程中根系脱落物的氮磷释放对于水质的影响,在滇池草海水域,利用围栏控制性种养水葫芦,于2013年5-11月,每隔30 d监测单元框内水葫芦生物量(鲜重)与干重,采集水葫芦样品测定植株氮磷含量;收集单元框内根系脱落物,并监测鲜重与干重及其氮磷含量。结果显示:(1)5-9月(旺盛生长期)和10-11月(逐渐枯萎期)的水葫芦植株干物质氮磷含量无显著差异(P>0.05),但是旺盛生长期内水葫芦的生长速率明显高于逐渐枯萎期(P<0.05),使得旺盛生长期内水葫芦对水体氮磷的净化效果明显优于逐渐枯萎期。(2)根系脱落物的鲜重仅占水葫芦鲜重增加值的7.72%;根系脱落物的干重仅占水葫芦干重增加值的2.10%,根系脱落物含氮量仅占水葫芦植株含氮量增加值的2.50%;根系脱落物含磷量仅占水葫芦植株含磷量增加值的3.05%。分析认为,与水葫芦植株从水体带走的氮磷量相比,随着根系脱落物降解释放而返回水体的氮磷量极少,不会对湖泊水质造成负面影响。     

不同pH值下底泥-水体-凤眼莲系统磷释放与迁移规律研究

实验以凤眼莲(Eichhirnia crasslpes)-水体-底泥系统为研究对象,探讨了p H值为6.0、7.5、9.0和10.5条件下,各系统内各组分(凤眼莲、水体、底泥)中总磷(TP)含量变化和释放的规律。实验结果表明:底泥TP的释放受p H值影响很大,即碱性条件下释放量最大,近中性的释放量最小;随p H值由低到高,种养凤眼莲各处理底泥TP的释放量较空白对照分别增加了7.40、6.73、7.33mg·kg-1和1.13 mg·kg-1。水体TP变化是底泥释放和凤眼莲吸收作用平衡后的外观表现,并不单独决定于某一因素,如p H值在6.0~9.0范围内,种养凤眼莲处理水质净化优于空白对照,其降低范围在0.03~0.27 mg·L-1之间;p H值为10.5时,种养凤眼莲处理水质净化劣于空白对照。在凤眼莲正常生长的前提下,其吸收吸附是系统可移动TP的主要去向,占系统可移动磷的73.12%~79.06%,但极端碱性条件下,凤眼莲死亡后腐烂产生的TP也是系统可移动TP的来源之一。     

不同pH 值下底泥-水体-凤眼莲系统磷释放与迁移规律研究

实验以凤眼莲(Eichhirnia crasslpes)-水体-底泥系统为研究对象,探讨了pH 值为6.0、7.5、9.0 和10.5 条件下,各系统内各组分(凤眼莲、水体、底泥)中总磷(TP)含量变化和释放的规律。实验结果表明:底泥TP的释放受pH值影响很大,即碱性条件下释放量最大,近中性的释放量最小;随pH 值由低到高,种养凤眼莲各处理底泥TP 的释放量较空白对照分别增加了7.40、6.73、7.33mg·kg^-1和1.13 mg·kg^-1。水体TP 变化是底泥释放和凤眼莲吸收作用平衡后的外观表现,并不单独决定于某一因素,如pH 值在6.0~9.0 范围内,种养凤眼莲处理水质净化优于空白对照,其降低范围在0.03~0.27 mg·L^-1之间;pH 值为10.5 时,种养凤眼莲处理水质净化劣于空白对照。在凤眼莲正常生长的前提下,其吸收吸附是系统可移动TP的主要去向,占系统可移动磷的73.12%~79.06%,但极端碱性条件下,凤眼莲死亡后腐烂产生的TP也是系统可移动TP 的来源之一。     

凤眼莲生态修复工程改善滇池水质及湖体氮磷收支平衡

为了研究凤眼莲(Eichhornia crassipes)对滇池草海水体水质改善及湖体氮、磷归趋的影响,于2011-2013年在滇池草海实施了规模化控养凤眼莲生态修复富营养化湖泊水体的试验性工程。生态工程实施期间,监测草海水体总氮(TN)和总磷(TP)浓度及分析湖体TN、TP收支平衡。结果显示,草海水体TN和TP浓度均值分别由工程实施前(2006-2010年)的14.48 mg/L和0.60 mg/L降低至工程实施期间(2011-2013年)的7.09和0.36 mg/L,分别下降了51.04%和40.00%;草海入湖水体TN和TP浓度均值由入湖河口经凤眼莲控养区至出湖口的沿程方向上分别下降了9.74和0.40 mg/L。草海湖体TN、TP收支平衡表明,经出湖口排出和水体库存的TN量占入湖TN量比例较小,凤眼莲的吸收作用是入湖TN量去除的重要途径之一,而大部分入湖TN量(40.31%~59.04%)极可能是通过微生物的硝化反硝化、沉积等作用去除;各种途径支出的TP量高于入湖TP量,其中凤眼莲吸收的TP量为入湖TP量的40.44%~116.56%。因此,规模化控养凤眼莲对草海水质改善发挥了较大作用,凤眼莲的吸收作用既是湖体TN去除的重要途径之一,又是TP去除的主要途径之一。     

双氧水协同凤眼莲去除富营养化水体中高浓度蓝藻的效果

为了实现蓝藻治理与富营养化水体氮、磷等污染物高效削减的双重目标，以暴发蓝藻的城市富营养化河道水体为分析对象，通过模拟试验，研究H₂O₂与凤眼莲协同去除水体中高质量浓度蓝藻的效果。H₂O₂除藻质量浓度阈值探索试验结果显示，15 mg/L H₂O₂处理4 h后，蓝藻的光合活性下降了75%,24 h内其活性无明显恢复。H₂O₂与凤眼莲协同试验结果表明，在处理后的前72 h,单一H₂O₂处理的除藻效果最好，在处理后72 h至处理后96 h, H₂O₂+凤眼莲处理的除藻效果最好，单一凤眼莲处理在试验后96 h内无明显除藻效果。研究还发现，单一H₂O₂处理的水体NO₂^--N、NH₄⁺-N、PO₄