浮床香根草对富营养化水体氮磷去除动态及效率的初步研究

采用浮床种植香根草技术初步研究了香根草对富营养化水体中主要养分氮、磷元素的去除动态及效率.试验结果表明,浮床香根草技术是一种潜在的利用植物修复富营养化水体的有效途径,这为发展利用浮床陆生植物治理富营养化水域提供了新的科学依据.     

凤眼莲对不同程度富营养化水体氮磷的去除贡献研究

采用人工模拟方法,研究了凤眼莲在不同程度富营养化水体中对N、P的吸收和去除作用。结果表明,凤眼莲在总氮(TN)、总磷(TP)初始浓度分别为2.06～20.08mg·L-1和0.14～1.43mg·L-1的4种富营养化水体中均可正常生长,近1年的试验中,凤眼莲总生物量累计增加41.03～47.12kg·m-2,平均生物量增长率为0.096～0.262kg·m-2·d-1。凤眼莲地上部N和P平均含量分别为24.16～34.15mg·g-1和3.46～6.90mg·g-1;地下部N和P平均含量分别为11.76～18.45mg·g-1和6.02～8.50mg·g-1。凤眼莲在4种富营养化水体中的N和P吸收量累计分别为43.06～71.16g·m-2和8.68～16.63g·m-2,且随水体初始N、P浓度的升高而增加,并与自身生物量呈极显著正相关(P0.01)。在N、P负荷较低的水体(Ⅰ和Ⅱ)中,凤眼莲吸收对N、P的去除贡献均超过100%,表明凤眼莲吸收利用了底泥中部分N和P;而在N、P负荷较高的水体(Ⅲ和Ⅳ)中,凤眼莲吸收对N、P的去除贡献也均超过42.32%和83.79%。因此,本试验条件下凤眼莲吸收在水体N、P去除中起主要作用。     

白车轴草对冬季富营养化水体总磷净化效果研究

冬季是大多数水生植物处于衰亡的时期,植物资源匮乏,不利于植物对富营养化水体的周年净化,因此筛选适合于水生的旱生植物来修复富营养化水体是生态修复的发展方向。采用水盆浮板栽培技术,首次研究了白车轴草(Tri-folium repens Linn.)在冬季对成都犀池富营养化人工湖泊中主要元素磷的净化效果及动态过程,并与凤眼莲(Eichhorniacrassipes Solms.)的净化效果进行了对比。结果表明,浮板白车轴草在试验期间生长良好,对富营养化水体中总磷具有非常明显的净化效果,当投放量为1.25 g/L时,对总磷的去除率48 d内可达80%,并且重复性好,对总磷的去除过程拟合曲线符合三次方程。与凤眼莲相比较,白车轴草在冬季更易存活且对磷的净化效果更佳。     

菹草对水体悬浮泥沙及氮、磷污染物的净化

利用冬春季沉水植物菹草构建的阶梯式水生植物系统研究了其对水体悬浮泥沙及氮、磷污染物的净化效果。结果表明：由菹草构成的生态物理模型系统对挟沙水体氮、磷负荷以及泥沙含量具有较好的改善作用,菹草系统前后总氮负荷分别为0.746 mg/L和0.622 mg/L,去除率为16.57%,其中菹草净化率占6.67%;停留时间分别为24 h和48 h时,菹草系统对总磷的净化百分率分别为18.52%和22.22%,其中菹草对总磷的净化作用分别占10.83%和6.84%,因此,菹草系统对挟沙水体中氮、磷的净化,包括自身营养需求对氮、磷的吸收利用和菹草促使泥沙沉积和吸附过程中泥沙对氮、磷的携带作用两个方面。菹草系统对经过它的挟沙水体的泥沙含量具有较好的改善效果,并对平均粒径及10～25μm范围泥沙颗粒改善效果较明显。出水口挟沙水体总磷变化与悬浮泥沙含量具有较强的相关一致性（R=0.96）,说明在挟沙水体的总磷净化过程中,泥沙起到了举足轻重的作用。     

棕毛纤维介质对富营养化水体净化效果的研究

采用天然介质材料棕毛纤维对富营养化水体水质净化效果进行研究.采取静态试验的方法,共设置6组每组2个重复,共设置12个水箱,其中1组为对照组,对照组不放置棕毛纤维材料.试验开始后,每隔5 d取1次水样,并分别测定总氮(TN)、总磷(TP)、亚硝氮(NO2-N)、硝氮(NO3-N)、氨氮(NH4-N)以及化学耗氧量(CODcr)和溶解氧(DO)等.试验结果表明,棕毛纤维对TN、TP和CODcr,具有较好地净化效果,试验组的净化效果明显高于对照组,春夏季好于秋冬季,不同布设密度之间存在明显差异,密度越大净化效果越好;棕毛纤维介质对NH4-N也有一定的净化效果,但与对照组的差别不是很大,且不同布设密度之间的差异也不是很明显;试验组水体NO3-N含量均有下降,净化效果好于对照组,不同布设密度之间的NO3-N净化差异较为明显,NO3-N的净化效果棕毛纤维高密度的优于低密度的.因此,棕毛纤维是一种较为理想的净化富营养化水体的天然介质材料.     

利用大型水生植物控制水体富营养化

利用大型水生植物控制水体富营养化是一种很有前景的生态修复技术。本文从大型水生植物对藻类的抑制作用和对水体中氮、磷的去除作用2方面综述了相关研究,并对今后的研究进行了展望。     

湿地植物对富营养化水体中氮、磷吸收能力研究

用营养液培养方法研究了11种湿地植物对氮、磷的吸收能力。结果表明,湿地植物平均生物量变化范围在9.31～49.53.g/plant(干重)之间;其地上部分与地下部分生物量的比值在1.21～3.09之间。美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇有较高的地上部分生物量,而麦冬的地上部分生物量较低。地上部分植株氮、磷含量变化范围分别是22.13～33.03.mg/g和2.53～5.38.mg/g(以干重计算);湿地植物对氮、磷的吸收量分别是252.99～1279.98和23.55～251.83.mg/plant,对氮、磷去除率分别是10.91%～59.32%和50.13%～87.26%。氮和磷的吸收主要受湿地植物生物量的影响,美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇对氮、磷都有较好的吸收能力。     

漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果研究

利用软隔离小区试验研究了凤眼莲(Eichhornia crassipes)、黄花水龙(Jussiaen repens L.)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)、水鳖(Hydrocharis dubia(Bl.)Backer.)和四角菱(Trapaquadrispinosa Roxb.)5种不同漂浮植物对富营养化景观水体的净化效果,研究结果表明,经过100天植物处理,5种飘浮植物对水体中总氮的去除率为黄花水龙(63)%>凤眼莲(57%)>水鳖(46%)>四角菱(42%)>空心莲子草(34%),对总磷的去除率为凤眼莲(52%)>黄花水龙(50%)>水鳖(45%)>四角菱(31%)>空心莲子草(22%),其中凤眼莲、黄花水龙处理围区的水质净化效果最好,水体中总氮和总磷的去除率也最高,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、黄花水龙在提高水体透明度方面表现最佳,试验围区在处理40天后水质透明度即可达到1 m以上,而空心莲子草、水鳖和四角菱的试验围区则需要处理60天以后透明度才能达到1 m以上。5种漂浮植物对富营养化景观水体都有较好的净化效果,且易于成活,容易管理,可在今后的水质净化中推广应用。     

多年生漂浮植物对富营养化水体的响应及净化效果研究

研究了喜旱莲子草、穗状狐尾藻、黄花水龙3种植物在富营养化水体中的生长响应及对水体的净化效果.结果表明,试验确定了穗状狐尾藻最佳生长阈值:N 0.05～0.1 mg/L,P 0.01～0.02 mg/L;黄花水龙:N 0.1～0.2 mg/L,P 0.005～0.01 mg/L.试验结果进一步确定了穗状狐尾藻、黄花水龙阈值氮磷比例范围分别为2 :1～10:1,10: 1～20:1.在试验第35 d时,穗状狐尾藻对总氮、总磷和叶绿素a去除率分别达到了90.5%,88.0%,90.0%,效果最佳;黄花水龙对NO_3~-N、NH_4-N去除效果最好.分别为85.0%,43.5%.对水体中氮的去除主要是微生物和植物吸收共同作用完成.试验进行到35 d时,所用供试植物体内最大积累量占水体初始总氮量的10.36%,仅占水体氮去除的一小部分;通过有植物处理和无植物处理(即对照)对水体中营养盐去除效果的比较得出:3种供试植物对水体氮代谢微生物有正激发效应.而对磷代谢微生物均有负激发效应.     

3种植物浮床对冬季富营养化水体氮磷的去除效果研究

采用浮床栽培黑麦草(Lolium multif)、"矮脚黄"和"苏州青"(后两者为青菜品种,Brassica rapa)研究其对冬季天然富营养化水体中N、P的去除效果。结果表明:黑麦草、"矮脚黄"、"苏州青"和对照对富营养化水体中总N的平均去除率分别为49.75%、45.77%、45.12%和28.91%,对总P的平均去除率分别为67.66%、60.19%、58.28%和42.56%,植物处理的去除效果与对照之间均达显著差异(P<0.05),它们为冬季富营养化水体的处理提供了新的植物资源。黑麦草对P的去除以吸收作用为主,植物累积的P占所去除P总量的89.53%,"矮脚黄"和"苏州青"则分别为34.64%和42.42%;但植物累积的N只占去除N总量的一小部分。     

pH和曝气对水生植物去除富营养化水体中氮磷等物质的影响

利用植物浮床系统,通过室内静态模拟试验,研究了pH和曝气对水生植物净化富营养化水体影响。试验结果表明,不同pH处理6 d后,植物系统在pH8.9下对TN,CODMn,BOD5的去除效果最好,TP的去除效果在pH6.7下最好,Chla的去除效果在pH5.0下最好。然而,无植物系统中,TN,TP的去除效果在pH8.9下最好,BOD5的去除效果在pH6.7下最好,CODMn,Chla的去除效果在pH5.0下最好。有无植物系统中,曝气处理6 d后对TN影响很大,但去除率明显小于不曝气处理(P<0.001),除在豆瓣菜系统中,曝气还对CODMn去除产生一定的影响,但对TP和Chla的去除无影响。本试验结果还表明,植物修复系统和无植物系统中,不同pH处理下,水体中NH4-N,NO3-N,NO2-N的去除效果均在pH8.9处理下最好,且在pH8.9 曝气联合作用下水体中NH4-N,NO3-N,NO2-N的去除率也最高。     

铜绿微囊藻对漂浮栽培植物去除氮磷效应的影响

以不同季节的漂浮栽培植物大漂(Pistia stratiotes Linn.)和冬牧70(Secale cereale L.)为研究对象,研究了铜绿微囊藻对两种植物去除氮磷效应的影响。结果表明,总氮(TN)的去除效率由高往低依次为:铜绿微囊藻+大漂82%铜绿微囊藻76%大漂68%对照CK 23%;铜绿微囊藻+冬牧70 79%冬牧70 65%铜绿微囊藻61%对照CK 11%;TP的去除效率由高往低依次为:铜绿微囊藻+大漂83%铜绿微囊藻79%大漂68%对照CK 26%;铜绿微囊藻+冬牧70 77%冬牧70 68%铜绿微囊藻63%对照CK18%。因此,铜绿微囊藻对富营养化水体中的氮磷有较好的吸收去除作用,特别是当藻类与植物相结合修复富营养化水体时可以有效提高水体中氮磷的去除效率,但是重要的前提条件是两者之间并无明显的克生作用存在。     

秸秆碳和硫酸铝对富营养化水体中氮磷的吸收去除效应及其影响因素

为解决中国水体富营养化问题,将秸秆碳与硫酸铝作为一种有效吸附水体中总氮、总磷的吸附剂,通过室内模拟试验,采用平衡吸附法,考察了秸秆碳和硫酸铝投加量、pH值、振荡时间、温度、扰动、秸秆碳粒径等不同环境因素条件下对吸附效果的影响。结果表明:在秸秆碳和硫酸铝投加量为0.2 mg/L、振荡时间为120 min的条件下,吸附效果最好,去除率可达80%以上。通过对各因素与秸秆碳、硫酸铝对总氮和总磷的吸附效果分析得知,加入适量的秸秆碳和硫酸铝,可以降低水体中总氮、总磷的含量,吸附效果对温度、振荡时间、pH值变化敏感,这也为解决水体富营养化问题提供了基础依据。     

适合地上匍匐茎水生植物的浮床设计及其对富营养化水体脱氮除磷的实效研究

采用分株繁殖获取空心莲子草、大聚藻、蕹菜幼苗,以根据地上匍匐茎植物独有的特点设计的新型网式浮床为载体,以400L大型水箱为容器,将这3种地上匍匐茎水生植物应用其中,探究地上匍匐茎水生植物在漂浮条件下对富营养化水体氮磷的真实净化能力,并与传统浮床的同类研究进行对比。结果表明,3种地上匍匐茎水生植物在网式浮床中生长状况良好,空心莲子草对氮的净化能力为0.643 0~1.563 3mg/(g·d),对磷的净化能力为0.012 7~0.142 0mg/(g·d);大聚藻对氮的净化能力为1.475 0~4.318 5mg/(g·d),对磷的净化能力为0.070 3~0.250 0mg/(g·d);蕹菜对氮的净化能力为3.114 5~4.505 0mg/(g·d),对磷的净化能力为0.179 0~0.372 5mg/(g·d);3种植物在网式浮床中对富营养化水体的净化能力均明显高于传统浮床同类研究结果。网式浮床能发掘地上匍匐茎水生植物对富营养化水体的净化潜力,比传统浮床更适用于地上匍匐茎水生植物。     

Phosphorus Removal from Eutrophic Waters with an Aluminium Hybrid Nanocomposite

An excess of phosphorus (P) is the most common cause of eutrophication of freshwater bodies. Thus, it is imperative to reduce the concentration of P to prevent harmful algal blooms. Moreover, recovery of P has been gaining importance because its natural source will be exhausted in the near future. Therefore, the present work investigated the removal and recovery of phosphate from water using a newly developed hybrid nanocomposite containing aluminium nanoparticles (HPN). The HPN-Pr removes 0.80?±?0.01?mg?P/g in a pH interval between 2.0 and 6.5. The adsorption mechanism was described by a Freundlich adsorption model. The material presented good selectivity for phosphate and can be regenerated using an HCl dilute solution. The factors that contribute most to the attractiveness of HPN-Pr as a phosphate sorbent are its moderate removal capacity, feasible production at industrial scale, reuse after regeneration and recovery of phosphate.     

凤眼莲及底泥对富营养化水体反硝化脱氮特征的影响研究

利用改进的漂浮箱法,通过直接测定水体释放的N2O、N2,在模拟实验中研究种养及未种养漂浮植物凤眼莲条件下富营养化水体硝化、反硝化脱氮释放N2、N2O特征及其对消减水体氮的贡献。结果表明,种养或未种养凤眼莲的富营养化水体硝化、反硝化脱氮的产物以N2为主,硝化、反硝化脱氮释放N2O而脱除的氮仅占水体TN损失量的0．01％＋0．003％。在实验设定的水体富营养化条件下（NH4^＋ —N浓度6．0～7．2mg·L^-1、NO3^- -N浓度0．81～5．14mg·L^-1、TN浓度为8．9～12．07mg·L^-1）,种养凤眼莲的富营养化水体（无底泥）以向大气界面累积释放N2形式损失的氮量（N2-N量,以N计）为（1609．1±303．4）-（2265．2±262．6）mg,占水体氮损失量的63．2％-17．0％,凤眼莲吸收的N仅占水体TN损失量的（23．7±3．1）％～（28．7±4．8）％,并不是净化水体氮的唯一途径。未种养凤眼莲的富营养化水体（无底泥）向大气界面累积释放N2形式损失的氮占整个水体N损失量的（40．7±8．6）％-（43．6±0．8）％,是富营养化水体自净脱氮的主要途径。施加底泥进一步促进了水体通过反硝化脱氮释放N2而损失的氮量。凤眼莲与底泥对促进反硝化脱氮过程具有良好的交互作用（P〈0．01）。种养凤眼莲的富营养化水体向大气界面释放N2的浓度显著（P〈0．05）高于相应处理下未种养凤眼莲的对照水体,说明凤眼莲可能对水体反硝化脱氮过程有促进作用。     

磷在富营养化湖泊沉积物-水界面的循环

沉积物中部分固定的磷可通过分解或溶解作用而释放磷酸盐到沉积物间隙水中;再生的磷可能释放到上覆水体中,或在沉积物中作为一种自生相而再沉淀,或被沉积物的其它组分所吸附。本文描述了磷在沉积物-水界面的迁移过程,并对影响磷循环的因子及其磷自沉积物释放的机制作一简要概述。     

富营养化景观水体沉积物中磷的控制研究

通过室内模拟实验对方解石、天然沸石、无机盐（NaCl和CaCl2）改性沸石、有机改性沸石覆盖层对富营养化水体沉积物中磷的固定化效果进行研究。结果表明,方解石、天然沸石对沉积物中的磷均有一定的固定效果,且方解石的固定效果好于天然沸石。无机盐改性沸石对磷的固定化效果的顺序为CaCl2改性沸石〉方解石〉NaCl改性沸石〉天然沸石。有机改性沸石对沉积物中磷的固定效果大于天然沸石和方解石,且覆盖层越厚固定效果越好。复合覆盖层对沉积物中磷的固定效果受天然沸石投加量、方解石投加量以及二者组合方式等因素的影响,随着天然沸石和方解石投加量的增加（100～300g）,复合覆盖层对沉积物中磷的固定效果明显提高（67.10%～84.10%）。天然沸石和方解石混合覆盖层比单一天然沸石或方解石覆盖层能更有效地控制沉积物磷的释放。先覆盖天然沸石后覆盖方解石对沉积物磷释放的抑制率明显高于先覆盖方解石后覆盖天然沸石。     

漂浮栽培水生植物对入滇河流污水中磷的去除效果研究

利用水生植物净化富营养化水体是污染水体生物治理的途径之一,为了找出适宜在水体中生长并对磷的去除效果较好的植物,选择5个品种的水稻以及空心菜、茭白和水花生为供试水生植物,通过静态水培试验,研究了各植物在富营养化水体中的生长状况,以及对水体中磷的去除效果。结果表明,在不添加任何植物营养的条件下,植物在富营养化水体中均能正常生长;有植物处理系统对水体中总磷（TP）、水溶性总磷（DTP）的去除效果显著高于无植物对照;有植物处理系统TP的去除率为53.28%～84.07%,DTP的去除率为44.99%～88.81%;无植物对照TP的去除率为32.57%,DTP的去除率为37.51%。植物组织所累积的磷占各自系统去除量的21.54%～75.32%,植物的吸收作用是磷去除的主要途径。水稻功米1号的经济产量最高,为616.28 g.m-2,组织所累积的磷占系统去除量也是最大,为75.32%。在所有供试植物中,水稻功米1号对富营养化水体既有较好的净化效果,又能获得一定的经济产量,是最优的净化植物,同时也是最适宜在水体中生长的水稻品种。     

耐冷菌强化去除农田径流污染水体中氮磷的模拟研究

通过室内模拟实验研究1株土著反硝化菌(Acinetobacter johnsonii DBP-3)对农田径流污染水体中氮磷的低温生物强化去除特征。结果表明:10℃下避光好氧培养时菌株对水样中的硝酸盐氮和溶解性正磷酸盐具有较强的去除能力,培养8d后灭菌水样和原水样中硝酸盐氮的浓度分别下降了78.5%和70.2%,溶解性正磷酸盐的浓度分别下降了82.4%和74.6%,与未投加菌的对照组相比差异显著。菌株在低温模拟系统中具有较强的适应能力,实验周期内能够保持数量上的优势。与10℃相比,培养温度为25℃时,菌株的脱氮除磷能力明显增强,5℃时菌株的氮磷代谢能力明显降低,但与对照相比,菌株对氮磷仍然保持一定的代谢活性。菌株在模拟系统中对盐度具有较强的抗性,当盐度为10%时,其氮磷代谢能力才受到明显的抑制。多菌灵和毒死蜱的浓度分别为80.0,60.0mg/L时才对菌株的生长代谢产生明显的抑制作用,表明菌株对这2种农药的耐性较强。研究结果说明,实验用菌株在低温条件下不仅具有明显的脱氮除磷能力,而且对盐度和常见的农药具有较强的抗性,在面源污染的治理方面具有广阔的应用前景。