5种水生植物对净化生活污水的效果研究

分别以凤眼莲、黄花水龙、空心莲子草、水鳖和浮萍5种水生植物对总氮超过40mg的生活污水进行了3个月的生态修复处理,结果表明水生植物对总氮具有较好的去除效果,平均水平达到60％以上,五种水生植物的除氮率最高的为凤眼莲(86％),空心莲子草最低(58％).不同水生植物对其他形态氮的去除率也具有各自的特点,凤眼莲对氨氮的去除率最高(88％),黄花水龙最低(14％);浮萍和凤眼莲对硝态氮的去除率相当,高达85％以上,空心莲子草对硝态氮吸收较低(23％).     

三种水生植物对模拟污水中氮、磷的生物净化效果

通过水生植物灯芯草(Juncus effusust L.)、空心莲子草[Alternanthera Philoxeroides (Mart.)Griseb.]和金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)在模拟污水中的培养试验,研究其对模拟污水中总氮、总磷的去除效果,探讨3种水生植物对富营养化水体中污染物的去除能力.结果表明,在模拟的轻度、中度和高度富营养污水中,灯芯草对氮去除率最高(88.5％～94.2％),金鱼藻最低(62.7％～71.2％);空心莲子草对磷的去除效果最佳(79.5％～94.0％),其次是灯芯草(82.9％～90.1％).从植物对氮磷的吸收贡献率来看,氮的吸收贡献率呈现富营养化程度不同、植物表现亦不同的状况,轻度、中度和高度富营养污水中,对氮的吸收贡献率从高到低分别是金鱼藻(70.3％)、空心莲子草(65.8％)和灯芯草(38.8％);金鱼藻在3种不同富营养化程度的污水中对磷的吸收贡献率最高(60.1％～84.8％),其次是空心莲子草(55.6％～70.1％).综合考虑污水氮磷去除率以及植物对氮磷的吸收贡献率可知,3种植物均适用于轻、中度污水的治理,特别是在中度富营养状况下,3种水生植物都表现出优良的净化能力.     

不同水生植物净化污染水源水的试验研究

选择大藻、浮叶眼子菜、萍蓬草、香菇草、花叶芦竹、芦竹和常绿鸢尾共7种水生植物为供试植物,通过静态水培试验,考察各种水牛植物对模拟污水中氨氮、硝态氮、总磷、铁和锰的去除率和去除能力,并对污染物的去除机理进行了分析,以期筛选出净化污水的优势植物.结果表明,水生植物埘氨氮和硝态氮的去除率分别为21.18%～27.25%和32.65%～45.92%.水生植物对磷的去除率为10.57%～25.81%,其中香菇草和浮叶眼子菜尤为突出,去除率分别为25.81%和25.31%.水生植物可以促进水体中还原性物质Fe2+、Mn2+的氧化,降低水体中铁和锰的浓度.与铁相比,水生植物对锰去除的促进作用比较明显.两类水生植物对不同污染物的去除能力存在较大差异,浮水植物对污染物的去除能力明显强于挺水植物,为挺水植物的3.15～5.64倍.     

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)。     

植物人工快渗系统污水处理效果

以紫背天葵菜为种植植物,研究植物人工快渗系统对生活污水污染物的去除效果。结果表明,植物人工快渗系统对COD、氨氮和总磷平均去除率分别为85.8%、95.3%和94.8%,COD、氨氮的出水浓度均能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A排放标准。出水中总磷的浓度能满足一级B标准。植物人工快渗系统对总氮平均去除率为67.6%。总氮、总磷较常规人工快渗系统去除率明显提高。植物的吸收和根系的截留是总氮总磷去除率显著增加的主要因素。植物种植为人工快渗系统提供了新的思路,不仅能提高污染物去除效率,还能增加环境美观度。     

4种湿地植物对污水中氮磷的去除效能及其迁移规律

为探讨湿地植物对水体中氮、磷营养元素的去除效果,本试验选取了4种水生植物芦苇、香蒲、菖蒲和水葱作为试验材料,通过分别设置3个不同浓度梯度总氮、总磷的生活污水处理,分析不同植物对污水中总氮、总磷的吸收效果。结果表明:1）不同湿地模拟系统中,植物对总氮的吸收作用以植株地上部分为主。植物对污水中的总氮的累积量大小顺序依次为水葱、芦苇、香蒲、菖蒲。2）不同湿地模拟系统中,植物对总磷的吸收作用虽以根系为主,但受生物量的影响,各植株TP含量仍以地上部分居多。植物对总磷的累积量大小顺序依次为香蒲、菖蒲、芦苇、水葱。3）随着总氮、总磷的处理浓度的增高,污水中总氮、总磷的去除率随之增高,说明植物对氮、磷含量高的污水去除效果较好。4种湿地植物对生活污水中总氮的去除率范围为80.3%~93.6%,对总磷的去除率范围为75.7%~97.2%。     

植物配置对人工湿地污水处理效果的影响

选择贵州省正常运行状态下的3种不同植物配置的生活污水处理人工湿地,定期测定污水中的化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、磷酸盐、氨氮、总磷(TP)等水质因子。结果表明,香蒲(Typha orientalis Presl)+茭白(Zizania latifolia)+美人蕉(Canna indica)+水葱(Scirpus validus Vahl)+睡莲(Nymphaea tetragona Georgi)的植物配置对COD、磷酸盐的去除率最高,分别为86.36%、73.20%;BOD的去除率以水葫芦(Eichoimia crassips)+风车草(Cyperus alternifolius)+美人蕉+再力花(Thalia dealbata)+香蒲植物组合为最好,达到81.28%;氨氮、总磷的去除率以风车草+再力花+菖蒲(Acorus calamus Linn.)+千屈菜(Lythrun salicaria)+水葫芦+美人蕉+花叶芦竹(Arundo donax var.versicolor)的植物组合为最高,分别为75.96%和72.28%。     

生态沟渠对水中氮磷去除效果的模拟研究

【目的】研究不同进水流量下不同植物立体组合的生态沟渠对氮磷的去除效果,为田间生态沟渠的构建提供参考。【方法】利用室内搭建的生态沟渠模拟装置,开展不同植物组合C1(再力花Thalia dealbata-大薸Pistia stratiotes-九冠草Echinodorus major)、C2(再力花T.dealbata-凤眼莲Eichhornia crassipes-黑藻Hydrilla verticillata)和不同进水流量处理对水中氮磷的去除效果研究。【结果】不同植物组合和不同进水流量处理对水中氮磷去除效果不一。低进水流量(60 L/h)有利于植物生长且对水中氮磷吸收效果较好,此流量下,运行26 d后,C1与C2的总氮去除率分别达到36.74%和34.91%,氨氮去除率均达97%以上,总磷去除率均达95%以上。总磷和铵态氮质量浓度分别达到国家地表水环境质量标准Ⅱ、Ⅰ类水质标准。【结论】不同进水流量C2生物量增长均高于C1,但C1对氮磷的吸收量高于C2,去除效果较好。     

铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化水体中的氮磷

为探讨铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化系统对农田退水中氮磷的去除效果,以苦草、伊乐藻、金鱼藻3种沉水植物和铁基生物炭海绵为材料,通过动态循环水模拟渠道的方式,研究不同净化系统对农田退水中总磷、总氮、氨氮的去除效果。结果表明：3种沉水植物均能在较高氮磷浓度农田退水中生长发育,株高及生物量有明显增长。在单一沉水植物净化系统中,金鱼藻对总磷的去除效率最高,达到29.85%,苦草对总氮的去除效率最高,为35.03%,金鱼藻对氨氮的去除效率最高,为83.09%。铁基生物炭与金鱼草协同净化系统对总磷和氨氮的去除效率最高,分别达到56.00%和91.86%,铁基生物炭与苦草协同净化系统对总氮的去除效率最高,为54.05%。研究表明,铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化系统对氮磷的去除效果全面优于单一沉水植物净化系统。     

29种水生植物对农村生活污水净化能力研究

为筛选出对农村散户生活污水出水净化效果好的水生植物,以29种常见水生植物为材料,对模拟农村生活污水出水进行净化能力比较,并将不同植物对污染物的去除能力进行聚类分析。结果表明,有植物处理对污染物的去除率明显高于无植物对照,水力停留时间（HRT）对净化效果具有显著影响,水生植物在早期对污染物净化速率快。有植物处理对TN（总氮）的净化率比无植物对照组提高6.21%~26.66%,对NH₃-N（氨氮）、TP（总磷）、COD_Cr（化学需氧量）、SS（悬浮固体）的净化率分别提高7.03%~23.92%、17.40%~28.13%、7.47%~18.62%、8.90%~13.00%。其中凤眼莲在试验前期对TN、NH₃-N、TP净化具有一定优势,但试验后期对污染物净化能力与其他植物基本无差异,芦苇和香蒲在试验后期对TP净化效果较好。根据筛选指标的平均隶属函数值对29种植物进行聚类分析,可将植物分为高、中、低净化能力植物三大类：高净化能力植物为芦苇、凤眼莲、香蒲、花叶芦竹、美人蕉;中等净化能力植物为旱伞草、马蹄莲、大薸、睡莲、槐叶萍、伊乐藻、满江红、水葱、苦草、菖蒲、金鱼藻、千屈菜、荷花、萍蓬草、梭鱼草、茭草、狐尾藻、再力花、菹草、轮叶黑藻、德国鸢尾、芡实、黄菖蒲;低净化能力植物为菱。研究表明,挺水植物芦苇、香蒲、花叶芦竹、美人蕉,浮叶植物睡莲,漂浮植物凤眼莲,沉水植物伊乐藻、苦草对农村生活污水出水具有较高的净化能力,适合用于农村散户生活污水的植物修复治理中。凤眼莲属于外来入侵物种,在工程应用中需要采取一定控养措施,防止其对原有生态系统造成危害。     

四种水生植物对氮、磷的吸收试验

采用营养液培养,研究了凤眼莲、空心莲子草、碎米莎草、丁香蓼对水体中氮、磷的吸收.结果表明,凤眼莲对铵态氮、硝态氮和磷的累积吸收量高于空心莲子草,其次是碎米莎草,丁香蓼最小,这与植株生物量呈显著正相关,表明植物对氮、磷的吸收受植物生物量的影响.相比较而言,风眼莲最适宜用于人工湿地去除氮、磷营养元素.     

3种湿地植物对养猪废水的净化效果

[目的]研究3种湿地植物对养猪废水的脱氮除磷效果。[方法]采用人工湿地工艺处理技术,研究水葫芦、芦苇、水花生对养猪废水中氨氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD_(Cr))的去除效果。[结果]水力停留时间(HRT)为20 d时,人工湿地对COD_(Cr)、NH_4~+-N、TP的去除效果较好,平均去除率分别达到85.5%、90.6%和82.2%,达到了预期目的。[结论]该工艺能使工程化处理养猪废水达到国家标准。     

克氏原螯虾的食物选择性及其摄食节律

对克氏原螯虾Procambarus clarkii幼虾和成虾的胃及肠道内的食物组成和食物充塞度的昼夜变化规律进行了观察;在水族箱（60 cm×40 cm×40 cm）中先后进行了两试验期克氏原螯虾（规格为3～5 g/尾）对几种常见水生植物（水花生Alternanthera philoxeroides、水葫芦Eichhornia crassipes、小浮萍Lemna minor、伊乐藻Elodea nuttallii、苦草Vallisneria natans）的摄食与生长试验,每个水族箱中投放克氏原螯虾20尾;另外,在稻田的环沟内对不同投饲模式（分别投喂粗蛋白质量分数为30%的克氏原螯虾专用颗粒饲料及水草和小杂鱼）下克氏原螯虾的生长效果进行了比较。结果表明：幼虾肠道内的食物组成主要以浮游植物和浮游动物为主,成虾对食物的选择性降低,水域中所能得到的水生动植物、有机碎屑和人工饲料均可成为其维持生存的食物,而分布广、生物量大且最易摄取的水草是其主要食物;在池塘养殖条件下,克氏原螯虾的摄食节律有着明显的昼夜变化规律,在8：00—10：00和19：00—22：00分别有一个相对集中的主要摄食时段,其它时段摄食强度较弱;投喂伊乐藻、小浮萍和苦草饲养克氏原螯虾的效果优于水花生和水葫芦,生长差异极显著（P〈0.01）,其中小浮萍的饲养效果略好于伊乐藻和苦草,但3种水草间的饲养效果差异不显著（P〉0.05）;对不同规格的虾苗投喂小浮萍、伊乐藻、苦草、水花生和水葫芦的平均日增重率间均存在明显的差异（P〈0.05）;在稻田环沟内不同投饲模式下,投喂小杂鱼的克氏原螯虾生长情况优于投喂颗粒饲料组和颗粒饲料＋水草组。     

凤眼莲、槐叶萍、水花生对污水中氮磷的吸收能力分析

研究了3种漂浮植物凤眼莲、水花生、槐叶萍在污水中的生长特性及其对污水中氮、磷的吸收能力。结果表明:凤眼莲在污水中的生长状况较好,单位面积生物量最大,对氮、磷的吸收能力最强;水花生和槐叶萍次之。     

入侵植物对万州区生态环境的风险分析与评价

对万州区入侵植物的种类、分类范围、入侵原因及机制、危害现状等进行了调查,参照国际上有害生物风险分析"PRA"(Pest Risk Analysis)方法,将入侵植物对万州生态环境的危害性进行了定量分析和排序。结果表明:按风险等级由高到低的前9种入侵植物依次为小白酒草、野胡萝卜、牛膝菊、凤眼莲、三叶鬼针草、野茼蒿、红花酢浆草、野燕麦、落葵薯。各物种的危害性综合评价均为三级,具有中度危险性,应引起有关部门的高度重视;并在此基础上提出了相应的风险对策。     

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。     

3种入侵植物叶绿素荧光特性的研究

[目的]研究入侵植物的叶绿素荧光特性。[方法]以3种入侵植物水葫芦、大藻和空心莲子草为材料,利用调制叶绿素荧光技术对其叶绿素荧光特性进行比较。[结果]结果表明,在弱光下（200μmol/m^2·s）空心莲子草实际光合效率（PSII）和快速光曲线的初始斜率（d）都高于大藻和水葫芦,但强光下（800μmol/m^2·s）空心莲子草的PSII和相对电子传递速率（rETR）受到显著抑制,大藻抑制程度较低,而水葫芦的耐受性最强。通过快速光曲线发现,在变化的光强环境中,水葫芦的适应能力最好,大藻次之,而空心莲子草最差。强光下水葫芦和大藻非光化学淬灭（NPQ）的主要组分是能态淬灭（qE）,而空心莲子草的主要组分是qE和状态转换淬灭（qT）。3种入侵植物中水葫芦的适应能力最强,大藻次之,空心莲子草最低。空心莲子草尽管在强光下受到了损伤,但仍具备较高的光保护能力来助其“过冬”。这些特性可能与植物的入侵性有密切关系。[结论]该研究为探讨入侵植物维持能量平衡的能力与入侵性的关系提供参考。     

不同种植模式的人工湿地对生活污水的净化效果

以生长良好的凤眼莲和水鳖作为供试材料,探讨了由凤眼莲单植、水鳖单植和凤眼莲-水鳖混植等种植模式构建的人工湿地对生活污水中COD、SS、TN、TP的净化效果。结果表明:凤眼莲单植的湿地对污水中COD、TN的去除率最高,其次为凤眼莲-水鳖混植的湿地;而水鳖单植的湿地对污水TP的去除率最高,其次为凤眼莲-水鳖混植的湿地;凤眼莲和水鳖对污水中SS均有较好的去除效果;试验后期,因水鳖叶片的死亡,富集于植株叶片内的氮磷元素随死亡残体重新进入水体,导致水体中TP、TN含量升高。     

14条环太湖河流水质与茭草、水花生氮磷含量

选取环太湖14条主要河流为研究对象,分析河流水质和水生植物优势种(水花生和茭草)中氮磷含量,探讨两者的相关性。结果表明:自实施综合整治以来,环太湖河流水质有所好转,氮污染是目前环太湖河流的主要污染特征,有效削减其入河量是太湖入湖河流治理的重要任务;水花生总氮(TN)和总磷(TP)累积能力均强于茭草,水花生叶(茎)中TN、TP含量分别是33.88～55.70g·kg-(122.10～29.96g·kg-1)、4.44～8.96g·kg-(13.43～8.02g·kg-1);茭草叶(茎)中TN、TP含量分别是12.30～21.41g·kg-(121.75～31.22g·kg-1)、2.06～6.58g·kg-(12.60～7.81g·kg-1)。水花生和茭草叶茎中TN含量与水体中TN浓度均无显著相关性,但两种植物叶茎中TP含量与水体中TP浓度呈显著正相关,即在一定浓度范围内,水体中P浓度越高,水花生和茭草体内P的累积量越大。