沉水植物水生态修复作用及应用边界条件

我国河湖水体生态系统退化严重,因此修复河湖水体,使其恢复自然状态至关重要.水生植物是水生态系统的重要组成,通过吸收富集、根系微生物作用以及化感作用等吸收、降解水中污染物,净化水体,营造良好的生态环境.沉水植物作为水生植物的一种,在水体生态修复中起着重要作用.通过系统梳理沉水植物对N、P常规污染物、重金属离子和有毒有机污染物的去除效果,国内外应用情况以及沉水植物应用于水体生态修复的边界条件,为水体生态修复中沉水植物的筛选提供参考.     

浅水河湖沉水植物的恢复技术研究

目前,我国水域生态环境问题越来越严峻,浅水湖泊的富营养化导致浮游植物增加,沉水植物消亡,在外源污染物降低后,沉水植物的恢复仍然滞后相当长的时间,而沉水植物恢复技术研究在理论和应用上均有重要意义。从沉水植物在水体生态系统中的功能、净化富营养化水体的现状、恢复条件及恢复技术等方面论述了国内外浅水河湖沉水植物的恢复技术的研究概况,并对沉水植物恢复技术以及开发和利用沉水植物资源的前景进行展望。     

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。     

农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——水环境生态修复技术

当前,我国农村水体普遍污染严重,作为农村面源污染治理技术体系中的最后一环,农村水环境生态修复技术的实施具有十分重要的现实意义。本文在自己已有工作的基础上,总结和梳理了国内外适合我国农村的水环境生态修复技术,并分别按技术原理进行了阐述。研究表明,其中的生态浮床技术具有投资少、见效快、管理方便等优点,是一种行之有效的水体原位生态修复技术,尤其是采用水稻等能产生经济效益的植物作为浮床植物,不仅可以改善水质,其收益也能补偿部分投资成本;水生植物恢复技术是提高水体自净能力、恢复水生态系统结构和功能的必然选择,按照目标要求进行水生植物恢复,可以有效降低水体污染物浓度,促进水生态系统良性发展;以土壤生物工程为主的生态护坡技术适合我国农村河道的边坡修复,河岸植被群落能够得到良好恢复,坡岸土壤侵蚀和农业面源污染均能得到有效控制。生态修复技术的应用需与生态拦截技术和养分利用技术相协调,要以不同功能和目标需求为导向,注重采用组合技术工艺进行修复,以提高水环境生态修复的效果。     

人工沉床技术在水环境改善中的应用研究进展

人工沉床技术是利用沉床载体和人工基质栽植大型水生植物,对污染水体进行原位修复的一种生物-生态水体修复技术,大型水生植物是该技术的核心。人工沉床技术中大型水生植物对水体的净化作用是一个复杂的物理、化学和生物过程,其作用机理包括:①直接吸收营养物质和富集重金属;②通过物理吸附去除悬浮物和高分子有机物,提高水体透明度;③释放氧气,提高水体DO含量;④通过植物化感作用抑制藻类和细菌生长;⑤为微生物活动提供附着载体和氧源,形成植物-微生物的协同净化。然而,以往水生植物特别是沉水植物在水底直接栽植易受水体透明度、水深等条件的制约,成为高等水生植物在低透明度和水深较大的重污染水体修复应用的重要障碍。而人工沉床技术可以通过床体升降人为调控植物在水下的深度,克服水深、透明度等因素对植物生长的制约,易于实现植物种群优化配置和群落构建,而且有利于植物后期的维护和管理,将为利用高等水生植物修复透明度低、水深较大或水位变化较大的重污染水体提供一条新的思路。     

沉水植物在生态修复和水质改善中的作用——以惠州南湖生态系统的修复与构建(中试)工程为例

[目的]探索改善惠州西湖水质的有效途径。[方法]于2007年5~10月对惠州南湖(西湖子湖之一)生态修复中试区的水质进行调查分析。[结果]工程区水体中总磷和总氮含量分别降低54.47%和52.67%,叶绿素含量也降低78.59%。水体由浑水态转变成清水态,透明度由原来的30 cm厚提高到150 cm厚。营养指数下降28.5%,营养盐含量大幅度降低,生态链的多样性提高2~3倍。沉水植物增长迅速,其覆盖率达50%~60%,其中苦草生物量为2.2 kg/m2,黑藻生物量为9.6 kg/m2,说明工程区有向原生演替的趋势。[结论]沉水植物的恢复与重建是改善西湖水质的关键。恢复并建立相对复杂的水生态系统,是解决惠州西湖水体富营养化的根本途径。     

伊乐藻对污染水体中氮、磷的净化效果及其克藻效应

为了科学评价伊乐藻在水生态修复中的实际应用价值,在模拟条件下初步研究了沉水植物伊乐藻(Elodea nuttallii)对污染水体中氮、磷的净化效果及其克藻效应.结果表明,伊乐藻对总氮、氨态氮、硝态氮和总磷均具有一定的净化效果,并且水体中氮、磷起始浓度越高,其去除效果越明显;不同生物量伊乐藻对河水中其他藻类均具有较强抑制作用,并且随着生物量增加,其克藻效应更加明显.     

人工沉床技术在水环境改善中的应用研究进展

人工沉床技术是利用沉床载体和人工基质栽植大型水生植物,对污染水体进行原位修复的一种生物-生态水体修复技术,大型水生植物是该技术的核心。人工沉床技术中大型水生植物对水体的净化作用是一个复杂的物理、化学和生物过程,其作用机理包括:①直接吸收营养物质和富集重金属;②通过物理吸附去除悬浮物和高分子有机物,提高水体透明度;③释放氧气,提高水体DO含量;④通过植物化感作用抑制藻类和细菌生长;⑤为微生物活动提供附着载体和氧源,形成植物-微生物的协同净化。然而,以往水生植物特别是沉水植物在水底直接栽植易受水体透明度、水深等条件的制约,成为高等水生植物在低透明度和水深较大的重污染水体修复应用的重要障碍。而人工沉床技术可以通过床体升降人为调控植物在水下的深度,克服水深、透明度等因素对植物生长的制约,易于实现植物种群优化配置和群落构建,而且有利于植物后期的维护和管理,将为利用高等水生植物修复透明度低、水深较大或水位变化较大的重污染水体提供一条新的思路。     

华南沉水植物生产及应用研究

该文介绍了铁汉华南沉水植物繁殖技术攻关以及应用示范情况,并展望了华南沉水植物应用于水生态修复的前景。     

贡湖湾生态修复区沉水植物群落对蓝藻的消纳作用

[目的]探讨沉水植物对蓝藻密度及水质的影响。[方法]在贡湖湾生态修复区现场试验和数据分析的基础上,通过建立贡湖湾生态修复区等比例缩放中尺度模型,研究沉水植物群落对蓝藻的消纳作用、对水质的净化效果和净化时间,同时研究了沉水植物在逆境胁迫下的生理反应。[结果]沉水植物群落能够在15 d消纳高浓度蓝藻,并使水体水质由Ⅴ类净化到Ⅱ类;在逆境胁迫下不同沉水植物酶的活性表现出差异,过氧化物酶(POD)活性较超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)高出很多。[结论]该研究可为贡湖湾生态恢复提供科学依据。     

环境水生态修复的概念、特点及其应用

环境水生态修复技术是按照自然界的自身规律使水体恢复自我修复功能,强化水体的自净能力,修复被破坏的生态环境。文章介绍了环境水治理的方法和环境水生态治理的应用模式。     

水体生态浮岛修复技术研究进展

人类的过度开发利用破坏了自然生态平衡,社会生产力快速发展与水环境有限承载力出现冲突,导致水体污染问题愈加突出.世界各国政府积极推行一系列水生态修复措施来解决水生态环境问题.原位生态修复技术因具有无须转移水体、运行维护成本低、能提高水体自净能力、不易造成二次污染等优点而成为当前的研究热点.生态浮岛修复技术是原位水生态修复技术的一种,主要通过植物根系及其周围所聚集的微生物来吸收和转化水体中过剩的氮、磷等营养成分及污染物.在综述了水生态浮岛修复技术的研究现状的基础上,着重介绍了其分类构成、植物选用、功能强化及对未来的发展前景等,以期为水体生态浮岛修复技术的发展、完善与创新提供参考.     

沉水植物恢复的透明度条件研究

沉水植物恢复是水域生态系统生态恢复的难点之一,透明度条件是沉水植物生长的主要制约因素.建立了透明度和沉水植物群落(种群)平均光补偿深度回归模型:y群落=2.924 7x群落-29.126和y种群=3.480 2x种群-33.283,结果表明,沉水植物群落(种群)的平均光补偿深度与透明度呈明显的正相关.分析在不同水体深度下恢复沉水植物所需要的最低透明度,在恢复沉水植物过程中,通过测定水体深度和透明度,便可以初步判断是否能恢复沉水植物.     

沉水植物水质净化研究及在前置库中的应用

介绍了沉水植物对富营养化、含有有机污染物和重金属污染水体修复的研究,讨论了沉水植物应用于前置库以改善水库水质的可能效果及目前研究的不足之处,并展望了沉水植物应用于前置库的前景。     

水生植物对水体重金属污染的监测和生态修复

水生植物对水体重金属污染具有良好的监测和生态修复功能。苔藓植物是重金属污染良好的生物监测器,可用于水体重金属污染状况的监测和评价。同时,4种生活型的水生植物(挺水、浮叶、漂浮和沉水植物)对重金属都有一定的富集能力,对重金属污染水体有生态修复作用。利用水生植物对水体进行生态修复具有简便易行、成本较低、不易形成二次污染的优势,在修复水体重金属污染的同时还可以美化环境,并可产生直接或间接的经济效益。     

上海花博会沉水植物水质净化效果分析

选取矮型苦草(Vallisneria natans)、改良型刺苦草(Vallisneria spinulosa)和龙须眼子菜(Potamogeton pectinatus) 等3种沉水植物为研究对象,对由江苏昆山污水处理厂尾水配制的试验污水开展水质净化试验。试验设置5个种植密度梯度和无植物空白对照组,从去除效率和不稳指数两个方面,分析不同植物种类和种植密度对试验污水净化效果的影响。结果表明:创新性建立的去除效率和不稳指数两大指标具有较好的评价效果。两大指标分别用于评价水质净化试验前后期的水质变化趋势,相互结合可综合评价试验全周期的水生态修复效果。不同植物对试验污水中污染物的净化效果存在差异,且种植密度对净化效果也存在一定程度的影响。因此,水生态修复工程中,建议选择适宜的沉水植物种类与种植密度,并且注意监测植株生长状况,以避免植株恶性竞争对水体净化产生负面影响。     

河道水质强化净化与水生态修复研究进展

针对河道整治过程中存在的问题,即单一的物理、化学修复技术只能起到短期的治理效果,长期有效的治理理念是使河道水生态系统恢复自净功能,回到被破坏前的近似状态,综述了国内外在水质净化与水生态修复领域的研究进展,介绍了生态修复的复合技术,如植物强化修复技术、微生物强化修复技术、水生态多样性修复技术等。     

养殖水体生物修复研究进展

分析概括了国内外养殖水体生物修复的发展现状、方法及其优缺点,提出菌藻联合、菌藻与大型沉水植物联合、菌藻与底栖动物联合、多种水生植物联合、经济鱼类与经济类水生植物联合等联合修复模式是生物修复研究的新方向。     

生态治理工程对太湖入湖河道水环境改善效果的研究

梅梁湾是太湖北部污染程度最为严重地区之一,对其杨湾段入湖河道及河口区域,通过生态清淤干化、构建前置库、围隔工程与植被恢复等生态修复综合手段进行生态治理。治理期间,分别于2010年5、7和9月对该示范区域进行水质和生物调查监测。结果显示,工程后期水体透明度平均值达到了48 cm,TN和TP的去除率分别达到12.7%～88.2%和30.3%～95.8%;浮游植物优势种的变化表明,水体的富营养化程度降低;Shannon指数和Pielou指数的变化也指示了水体健康水平逐渐提升。生态治理使杨湾水质得到改善,水生态系统得到修复。     

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。