模拟生态浮床种植6种水生植物改善水质效果研究

为了研究贵州高原麦西河库湾水质改善生态修复工程示范区内生态浮床适合种植的水生植物,以及水生植物对水质改善的效果,选择水蓼、水芹菜、空心菜、慈菇、菖蒲和美人蕉6种贵州高原常见的水生植物进行室内模拟试验.结果表明,6种水生植物对水体总氮去除率为40.0％ ～90.9％,总磷去除率为53.1％ ～87.1％,氨氮和化学需氧量等指标变化也很明显,去除效果均较好;植物的生长情况来看,菖蒲和空心菜的净增生物量最大,水蓼最小;植物的地上部分氮磷含量较高,可以定时收割以转移水中的营养盐.通过对比分析,认为菖蒲和空心菜是比较适合在贵州高原水库和湖泊生态浮床上种植的水生植物.     

水生植物种类及覆盖率水质净化效果研究

为探究不同水生植物种类及浮床覆盖率对水体的净化效果，将轮叶黑藻、空心菜、鸢尾、生菜、香菇草、香蒲和水芹等7种水生植物100 g固定于长108 cm、宽60 cm、高65 cm塑料桶中的20 cm×30 cm浮床上，轮叶黑藻直接浸泡在水中。试验用水来自水产养殖池塘，盐度4.5。每个水箱均曝气、盖上透光塑料板。另在9个面积约6670 m²的养殖池塘中设置2.0 m×4.0 m的PVC管结构生态浮床，按照2.5%、5.0%和10.0%覆盖率布设空心菜，不同时间分析各水生植物对主要水质指标去除率。试验结果显示：空心菜对总氮、总磷和化学需氧量净化效果最佳，轮叶黑藻对氨氮和硝态氮净化效果最佳。主成分分析结果表明，空心菜对水体的综合净化效果最强，之后依次是鸢尾、香蒲、香菇草、轮叶黑藻、水芹和生菜。30 d后，不同浮床覆盖率总氮、总磷、氨氮、硝态氮和化学需氧量含量均显著低于对照组(P<0.05),其中10.0%覆盖率组含量最低。因此，种植空心菜可显著降低养殖水体富营养化水平，改善水质。空心菜浮床覆盖率越高，水体中总氮、总磷、氨氮、硝态氮和化学需氧量等指标去除率越高，推荐的浮...     

框架式模块化植物浮床构建及其生态效应

采用PVC管材作框架,并选用银纹金线蒲、金叶菖蒲和血草等3种观赏性植物构建了框架式模块化植物浮床,在上海白莲泾河道内进行水质净化试验.结果表明:这3种植物时去除河道水体中的氮、磷、COD等具有明显效果.银纹金线蒲、金叶菖蒲和血草对白莲泾水体总氮的去除率分别为58.5%、57.9%和56.1%;对总磷的去除率分别为70.1%、25.4%和28.4%;对COD的去除率分别为49.2%、47.9%和51.2%.框架式模块化植物浮床能丰富水域生物多样性,增强水体的净化作用,有效改善河道水体的水质,美化水域生态景观,且维护管理方便.     

浮床植物对北方氯化型盐碱地水产养殖水质的适应性及净化试验

利用水生植物修复受损水生生态系统是20世纪90年代新兴起来的研究内容,戴全裕等利用水培经济植物处理含重金属废水、酿酒废水取得成功;由文辉等利用水生经济植物净化城市受污水体试验取得初步成功;介子林等进行了水培蔬菜对池塘水质净化试验取得初步成功;操家顺等利用水蕹菜在苏州河进行了水质改善试验取得成功;曹豫等在重庆的水产养殖水域种植空心菜等蔬菜取得成功。但在我国北方盐碱地地区,利用浮床植物对水产养殖池塘进行环境修复试验还未见报道。为此,我们开展了适应北方氯化型盐碱地浮床植物的筛选,     

水生植物对污染水体氮磷的净化效果研究

为了研究水生植物对污染水体的净化效果,以5种水生植物作为研究对象,包括金边石菖蒲(Phnom penh acorus tatarinowii)、香菇草（Hydrocotyle vulgaris）、穗状狐尾藻（Myrtophllum spicatum）、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、眼子菜（Potamogeton distinctus）,在人工气候室中,利用水培法,研究了其对污染水体的净化效果。试验结果表明：试验水生植物对污染水体具有很好的净化效果,可以作为净水植物,其中金边石菖蒲和香菇草的去氮效果较好,金鱼藻、穗状狐尾藻和香菇草对磷的去除效果非常好;经过七周的试验后,试验水生植物金边石菖蒲、香菇草、穗状狐尾藻、金鱼藻和眼子菜对总氮的去除率分别为86.22 %、91.13 %、79.69 %、83.17 %和65.51 %,对总磷的去除率分别为87.94 %、92.09 %、92.61 %、95.20 %和85.87 %;水生植物对污染水体磷的去除效果比氮好,速度也比较快。因此,可以把这几种水生植物作为人工湿地的首选植物。为人工湿地植物选择和降低污水水体营养盐水平提供科学依据。     

北方精养池塘鱼菜共生种养试验研究

在北方地区精养池塘内设置生物浮床种植空心菜,通过植物根系的吸收作用,将池塘内多余的营养物质吸收,达到了改善池塘水质的作用,同时植物得到生长,养殖鱼类产量也得到提高,提高了养殖效益.     

“泥鳅-空心菜”池塘共生养殖试验

利用生态浮床技术,在泥鳅养殖池塘中种植空心菜,开展"泥鳅-空心菜"池塘共生养殖试验,试验组亩产台湾泥鳅、空心菜分别为1086 kg和2000 kg,亩均产值为3.86万元;对照组亩产台湾泥鳅为1138kg,产值为3.41万元;试验组较对照组亩增效4440元。实现"一水两用、一塘双收"目标,并有利于改善泥鳅养殖池塘水质。     

三种水（湿）生植物对浑河水质氮去除能力研究

根据浑河实际水体富营养化状态,以黄菖蒲、菖蒲和溪荪鸢尾三种常见水生植物为材料,通过室内水培实验研究了三种植物对不同程度富营养化水体中氮的去除能力。结果表明：3种植物对初始浓度为60mg/l和15mg/l的总氮及30mg/l和7.5mg/l的氨氮都有较好的去除效果。实验结束时,黄菖蒲、菖蒲和溪荪鸢尾在高氮和低氮处理中的TN(总氮)去除率分别为71.17%、 95.03%,46.69%、78.31%和51.98%、80.34%;黄菖蒲、菖蒲和溪荪鸢尾在两种处理中的NH4+-N（氨氮）去除率分别为93.33%、69.37%,58.61%、97.33%和73.03%、84.00%。三种植物对低浓度处理中的总氮的去除效果更好,其中,黄菖蒲对两种处理的总氮和高浓度氨氮的去除率最高;黄菖蒲和菖蒲分别对两种处理中的氨氮去除率最高。三种植物在两周内都可以达到较好的去除效果,黄菖蒲和溪荪鸢尾两种植物相对无植物系统的空白对照的营养去除增效均在17到23天达到最大值。     

三种水(湿)生植物对浑河水体氮去除能力研究

以黄菖蒲、菖蒲和溪荪鸢尾3种常见水生植物为材料,通过室内水培试验研究了对不同程度富营养化水体中氮的去除能力。根据浑河水体富营养化状态,设置了2种处理:W0处理(低浓度)总氮15 mg/L、氨氮7.5 mg/L,W1处理(高浓度)总氮60 mg/L、氨氮30 mg/L。结果表明:3种植物对总氮氨氮都有较好的去除效果。在高低浓度组中,黄菖蒲、菖蒲和溪荪鸢尾总氮去除率分别为71.17%、95.03%,46.69%、78.31%和51.98%、80.34%;氨氮去除率分别为93.33%、69.37%,58.61%、97.33%和73.03%、84.00%。在低浓度处理中,总氮去除效果为黄菖蒲溪荪鸢尾菖蒲,氨氮去除效果为菖蒲溪荪鸢尾黄菖蒲;在高浓度处理中,总氮和氨氮去除效果均为黄菖蒲溪荪鸢尾菖蒲。黄菖蒲较适用于氮污染形式主要为氨氮且浓度较高的富营养化水体,菖蒲适用于低浓度富营养水体中的氨氮去除。浑河水体富营养化问题中氨氮浓度较高,应优先选择黄菖蒲。3种水生植物都是在前2周就已经发挥了较大的去除作用,在后2周内去除效果并不明显。黄菖蒲和溪荪鸢尾2种植物的营养去除增效均在第17~23天达到最大值。     

不同覆盖率的生态浮床对池塘氮、磷的去除率

通过在养鱼池塘设置生态浮床培育空心菜,对比分析生态浮床不同覆盖率对水体氮、磷去除效果的影响。试验结果显示,设置生态浮床系统池塘与对照池塘之间氮磷含量存在显著差异(P0.05);生态浮床系统覆盖率在10%、20%、30%的设置下,对水体总氮的去除率分别为53.6%、62.4%、68.9%,对总磷的去除率分别为62.8%、74.1%、78.7%,三种浮床处理对水体氮、磷去除差异显著(P0.05)。生态浮床系统是一种新型的养殖模式,是池塘养殖生物与无土栽培植物在生态位上实现互利共生,该系统可作为池塘水体富营养化生态防控的措施进行推广应用。     

生态浮床的水质净化效果及其甲藻抑制作用

为探究生态浮床的水质净化效果及其对藻类生长的影响,2019年3月在水库河道设置组合式生态浮床开展水质净化及甲藻控制试验。通过组合水生植物(美人蕉、风车草、浮萍)与水生动物(鲢、鳙),测定夏季(8月)和秋季(11月)试验浮床上、下游以及浮床内的水质指标,分析温度、p H、氮、磷、COD_Mn等水质指标的时空变化,阐明水质理化参数与藻类生物量的关系。结果显示,夏季生态浮床对 COD_Mn、TP、NO₂^--N、TN、NH₄⁺-N 去除率分别为 38.33%、36.05%、26.77%、11.52%、6.19%,而秋季的 TP、NH₄⁺-N、NO₂^--N营养盐反而增加。夏、秋季浮床对甲藻的抑制率为73.95%、51.70%,表明浮床对甲藻有明显控制作用,且夏季控制效果优于秋季。浮床上游、内部、下游的甲藻占总藻比例也由夏季的19.16%、14.99%、6.91%上升至秋季的78.18...     

喀斯特山区花溪河大型水生植物资源的初步研究

花溪河地处喀斯特山区贵州省贵阳市郊,该河流水质清澈,大型水生植物丰富,水生生态保持较好.20年9～10月,对花溪河的水生植物群落及其物种多样性进行了初步调查.结果显示:花溪河中有水生植物11科15种,其中苦草(Vallisneria spiralis)、马来眼子菜(Potamogeton,malaianus)、水车前(Ottelia alismoides)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、五针金鱼藻(Ceratophyllurn oryzetorum)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)和石菖蒲(Acorus gramineus)为优势种群.就优势种生物量而言,苦草达到370.50 g/m2、马来眼子菜达到478.00g/m2、水车前达到191.10 g/m2.茂盛的大型水生植物使花溪河的水生生态保持在良好的水平.     

蕹菜和水鳖对泥质与沙质底养殖水体的净化效果研究

为解决淡水池塘集约化投饲养殖水体的营养物质富集问题,采用围隔试验方法,研究了蕹菜(Ipomoea aquatica)和水鳖(Hydrocharis dubia)两种植物对泥质和沙质两种底质养殖水体的净化效果。研究发现:泥质底水体的氨氮、亚硝酸盐氮和总磷(TP)自净去除率显著低于沙质底,而泥质底水体的高锰酸盐指数(CODMn)自净去除率显著高于沙质底(P<0.05);不同底质水体中,两种植物对水体氨氮、亚硝酸盐氮、总氮(TN)和CODMn的去除率显著高于相应对照组(P<0.05);12.5%与25.0%的水鳖处理对营养物质的去除率基本无显著差异(P>0.05),12.5%的蕹菜与水鳖处理组仅在泥质底水体中水鳖(MSBI)对氨氮的去除率显著小于蕹菜(MKC)以及MSBI对亚硝酸盐氮的去除率显著高于MKC(P<0.05);泥质底水体中植物处理对氨氮、亚硝酸盐氮、TN、TP和CODMn的最大去除率分别为60.07%、54.78%、52.68%、23.96%和47.32%,沙质底分别为72.43%、83.54%、57.20%、37.07%和40.75%;此外,试验末植物处理组水体的所测营养物质均存在一定程度的上升。沙质底水体中氨氮、亚硝酸盐氮和TP等营养物质波动较大且自净去除率高于泥质底;在泥质和沙质底水体中蕹菜和水鳖浮床均具有显著净化作用,本地种水鳖可作为生态浮床的潜力净水植物;浮床应用过程中应加强收割与收获等管理,以避免水体二次污染。     

6种水生维管束植物对氮和磷的耐受性分析

针对6种水生维管束植物在人工培养条件下对不同浓度氮、磷元素培养液的耐受性作了定性、定量的观察与分析。通过测定植株体内过氧化物酶(POD)活性指标的变化,初步找出了几种水生维管束植物对水体中总氮、总磷的耐受性规律。在这些植物中,以凤眼莲(水葫芦)对氮、磷元素的耐受性最高,水体中氮浓度达到1514.26 mg/L时死亡;水体中磷浓度达到200.4 mg/L时死亡;对水体中氮耐受性最差的是浮萍和水鳖,即水体中氮浓度达到551.04 mg/L时死亡;对水体中磷浓度耐受性最差的是水鳖,在水体中磷浓度达到50.1 mg/L时死亡。     

密度和收割对水蕹菜净水效果的影响

通过在水桶试验中设置2种不同处理方式(密度和收割),研究水蕹菜(Ipomoea aquatic Forsk)对富营养水质的净化特性及效果。结果表明:室外培养12 d,高密度组(10 g/L)对NO2-、NO3-、PO32-、TN、TP和Chl-a的平均去除率最高,分别为90.88%、93.98%、98.96%、82.36%、88.89%和89.33%,显著高于对照组(0 g/L);收割有助于刺激植物加速分蘖、促进植物对N、P元素的吸收固定,并改善水体的DO;水蕹菜组织N、P含量在试验前后发生变化,并与生长水体中的N、P浓度呈正相关关系;植物固定对水体中N、P去除的贡献率与植菜密度呈正相关关系,占高密度组水体中TN、TP去除总量的52.05%和40.41%,为试验组水体中N、P去除的主要途径。     

Aquaculture wastewater quality improvement by water spinach (Ipomoea aquatica Forsskal) floating bed and ecological benefit assessment in ecological agriculture district

The current ecological situation of aquaculture water quality in Wushe (Songjiang district, Shanghai city) district is not up to mark. In the present study, characteristic of ecological agriculture park was first investigated and then water spinach floating bed was used to improve the aquaculture wastewater quality. The results showed significant improvement in the aquaculture water quality at the experimental site with removal rates of TN, NH₄⁺-N, NO₂⁻-N and TP were 11.2%, 60.0%, 60.2% and 27.3%, respectively. Moreover, we found that the removal mechanism of ammonia nitrogen and nitrate nitrogen by water spinach was mostly by microorganism, whereas the removal mechanism of phosphorus was mainly by plant absorption. In addition, water spinach could be harvested at regular time intervals, which could achieve good economic benefits. This research could provide a good case study for sustainable development in ecological agricultural park for other cities around the world.     

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.     

生态浮岛植物在富营养化养殖水体中去磷途径的初步分析

植物修复富营养化养殖水体过程中磷(P)的去除途径主要包括植物吸收、植物根系吸附、底泥吸附和还原状态下的磷挥发。为了深入探讨植物修复去磷机理,阐明植物修复富营养化养殖水体过程中磷的去向问题,分别以夏秋季(高温)和冬春季(低温)的高效除磷植物大漂和冬牧70组成的生态浮岛为研究对象,通过研究模拟条件下的富营养养殖水体生态修复系统,研究不同温度季节下生态浮岛植物在富营养养殖水体中各去磷途径对水体总磷(TP)去除量的贡献率大小。结果表明:经过20 d处理后,生态浮岛植物大漂和冬牧70对富营养化养殖水体中总磷的去除效率都较高 ,均达50%以上;在生态浮岛植物修复富营养养殖水体过程中最主要的磷去除途径都为植物吸收作用和底泥吸附作用,分别占水体中总磷去除量的23%~58%和27%~51%;其次是植物根系吸附作用,占水体中总磷去除量的13%~28%;贡献率最低的是还原状态下的磷挥发,一般低于1.5%,几乎可忽略不计。     

茅洲河流域水环境治理工程的生态效应研究

评价水环境治理工程对流域水生态环境的影响,可为茅洲河流域进一步的生态修复工作提出建议。对水环境治理初期(2016年5月)和治理期间(2018年8月)茅洲河流域水生态状况进行调查,选取44个采样点,覆盖茅洲河流域的干流以及主要支流,以获取的样本和水质理化数据,对比分析水质、底栖动物群落、浮游藻类及大型水生植物群落变化。结果显示,治理期间茅洲河流域水体化学需氧量(COD)、氨氮(NH_3-N)和总磷(TP)平均浓度分别降低了41.2%、50.6%和66.7%,溶解氧(DO)平均浓度升高了130.8%;底栖动物群落物种多样性增加了53.6%,耐污种类的密度和优势度降低,并在部分样点新增敏感性较高的蜉蝣目、鞘翅目、毛翅目和半翅目水生昆虫类群。大型水生植物种类和分布范围明显增加,流域内分布有挺水植物24种、沉水植物4种、漂浮植物2种、浮叶植物1种。Palmer藻类污染指数指示为重污染的样点减少了56.3%,中污染样点增加了16.3%,轻污染的样点增加了40.0%。BMWP指数评价结果也有好转,最高得分为49。研究表明,治理后的茅洲河流域水污染程度降低,生态环境状况总体有所好转,但流域生态健康状况仍然较差,需进一步开展系统的流域生态修复工作。     

无机碳和磷添加对两种沉水植物磷富集和灰分磷组成的影响

研究不同沉水植物对水体磷的富集和生物沉积能力,为湖泊生态修复中沉水植物优势种的选择提供理论依据。研究的沉水植物为菹草(Potamogeton crispus)和粉绿狐尾藻[Myriophyllum aquaticum(Vell)Verdc],每个锥形瓶4～5株,鲜重约1 g;锥形瓶中装有含无机碳和磷的培养液200 mL。外加无机碳为NaHCO_3,添加浓度1.5 mmol/L;无机磷为K_2HPO_4,添加浓度0.1 mg/L。添加药品后溶液的pH值通过1 M的HCl和1 M的NaOH调整到8.2～8.3。试验时间为1周,培养结束后检测植物全磷、植株灰分磷及灰分磷的组成。结果表明:菹草培养12 h后,溶液pH显著上升,pH漂移值显著高于粉绿狐尾藻;无机碳含量低于粉绿狐尾藻培养液,无机碳浓度显著性影响了△pH和溶液最后的无机碳含量,但磷浓度对△pH和无机碳含量无显著影响。无机碳添加和磷水平均显著影响了菹草的灰分总磷,但无机碳的贡献百分比(55.34%)高于磷(26.73%);无机碳添加显著影响了粉绿狐尾藻灰分总磷,而磷水平显著影响植物干重全磷。无机碳和磷浓度均显著影响了2种沉水植物灰分磷中H_2O-P百分比,但无机碳的影响占比更高(菹草46.16%,粉绿狐尾藻75.78%)。在试验处理条件下,2种植物的钙磷均占比最高,能通过降低水体磷含量抑制浮游植物的生长。