渤公岛水生植物-微生物系统水质净化效应研究

目前,由氮、磷等营养盐所引起的湖泊富营养化已成为世界性的环境问题。如何有效利用水生植物-微生物系统去除氮、磷具有非常重要的意义。本实验通过对渤公岛某河段水质和细菌总数的监测,以及对其水生植物荇菜、菹草、着生藻的盖度的统计,来分析其水质动态变化规律,以及水质参数、细菌总数、水生植物盖度之间的相关关系。实验分析得出：总磷（TP）是细菌生长的限制因子。水生植物荇菜吸收氨氮（NH4＋-N）的效果比较好,而且促进了细菌的生长;菹草生长时对水体中TP的吸收效果比较好。同时,大量收割衰老菹草也是降低水体营养水平的重要手段。因而研究荇菜、菹草对水体污染的改善作用显得尤为重要,也具有现实的应用价值。而着生藻在生长时可以大量吸收氮、磷等营养盐,但也抑制了微生物的生长,不利于营养盐的分解,抑制了其它水生植物的吸收。因而利用水生植物和藻类富集氮、磷是治理、调节和抑制湖泊富营养化的有效途径。     

常见水生植物对水质的净化效果

为筛选适用于净化小微水体的水生植物,本研究以挺水植物鸢尾、美人蕉、海寿花、再力花、菖蒲,浮叶植物金钱草、狐尾草和睡莲8种水生植物为试验材料,在模拟富营养化水体中进行水培生长试验,通过对总氮、总磷富营养化指标的测定,研究8种水生植物对模拟富营养化水体的净化效果。试验结果表明:在富营养化水体中,8种水生植物对模拟富营养化水中的总磷和总氮均有一定的去除效果,起到减少富营养化水体总磷、总氮等营养物质的作用,能够发挥水质净化效果。其中,在挺水植物中,美人蕉去除富营养化水体中总氮及总磷的能力最为突出,其次为再力花,再次为海寿花;在浮叶植物中,金钱草去除富营养化水体中总氮及总磷的能力最为突出。从水生植物在富营养化水体中的适应性看,美人蕉的生长适应性最快,睡莲的生长状况较弱,适应期较长,而其他6种水生植物生长状况较好。综上所述,美人蕉、再力花、金钱草对富营养化水体的净化效果较好。     

穗花狐尾藻附着藻类对不同氮·磷浓度的响应

[目的]研究穗花狐尾藻附着藻类对水环境中不同氮、磷浓度的响应.[方法]在室内模拟水生微宇宙环境,比较不同试验组不同时期附着藻类的密度变化.[结果]模拟单次大营养脉冲的E组与其他试验组的水体总氮、总磷指标和附着藻类的密度均在试验后期达到动态平衡,且各组水体总氮、总磷、水体叶绿素a和附着藻类密度差异性显著（P＜0.05）,表现为D＞E＞C＞B＞A;在中等氮、磷浓度（TN 3 ml/L,TP0.5 mg/L）水平下附着藻类与穗花狐尾藻能够保持相对稳态.[结论]微宇宙环境水系统对氮、磷及附着藻类的密度具有一定的承载能力,且附着藻类的密度与水体氮、磷浓度变化密切相关.     

不同水生植物组合对水体氮磷去除效果的模拟研究

选择4种景观效果良好的水生植物水罂粟、黄菖蒲、三白草和黑藻,构建9种不同的水生植物组合,在模拟富营养化水体环境条件下,研究了不同水生植物组合对富营养化水体的净化效果。结果表明:供试植物在富营养化水体中均能正常生长,且对富营养化水体中的氮磷均有一定的吸收,对氮的累积率最高可达53%,对磷的累积率最高可达42%;单种植物对氮、磷的去除贡献率分别为13.79%~65.00%、18.64%~59.63%,复合植物对氮、磷的去除贡献率分别为39.61%~72.59%、9.72%~59.89%;单种植物去氮能力依次为:黑藻三白草黄菖蒲水罂粟,复合植物中,结构复杂的组合较结构简单的组合具有更强的去除氮磷的能力。试验表明,这4种植物及其组合在城市景观水体净化中均有一定的实际推广价值。      

水葫芦和香蒲对富营养化水体及其底泥养分的吸收

为探明水葫芦、香蒲改善富营养化水体水质的效果及其对底泥养分释放的影响,以其为试材,采用人工模拟试验方法,分析其对不同富营养化水体及其底泥养分吸收的情况。结果显示:水葫芦比香蒲有更好的适应性,在不同浓度的水体中生物量快速增加,而香蒲则需要较长的适应期;在总氮、总磷浓度分别为3.2～14.2 mg/L和0.2～1.0 mg/L的富营养化水体中,水葫芦、香蒲均可有效地消减上覆水中总氮和总磷。处理3个月后,水葫芦净化系统的总氮、总磷浓度分别降至0.84～0.86 mg/L、0.035～0.044 mg/L,对水体总氮、总磷的去除量分别为72.0%～94.0%、82.5%～98.1%,总氮、总磷的负荷去除量分别为18.4～105.8 mg/(m2.d)、1.3～7.6mg/(m2.d);香蒲净化系统的总氮、总磷的浓度分别降至0.96～1.09 mg/L、0.030～0.062 mg/L,对总氮、总磷的去除率分别为66.0%～92.8%、77.0%～93.8%,总氮、总磷的负荷去除量分别为8.4～52.3 mg/(m2.d)、0.6～3.7 mg/(m2.d)。表明水生植物水葫芦和香蒲可有效消减富营养化湖泊水体氮、磷等内源污染物,对富营养化水体水质具有良好的改善效果。     

富营养化景观水体高效修复水生植物的筛选

研究美人蕉、黄菖蒲、水葱水生植物系统在水体中的生长及对水体中有机物、氮、磷的去除情况,以期找出能净化富营养化景观水体的优势水生植物。结果表明:各水生植物在景观水体中均能正常生长,其中平均分蘖数最多的是美人蕉,相对增长率最大的是黄菖蒲,其次是水葱,最低的是美人蕉;各水生植物系统对氮、磷营养物都有一定的降解能力,美人蕉、黄菖蒲、水葱系统对总氮的去除率分别为48.8%、70.0%、30.0%,而对总磷的去除率分别为72.2%、43.4%、33.3%。美人蕉、黄菖蒲水生植物系统分别最适合净化磷含量、氮含量较高的景观水体,在实际应用中,为了同时达到较好的富营养化景观水体氮、磷去除效果,可选择美人蕉与黄菖蒲混种的水生植物系统。     

闭合循环养殖系统中构建藻皮净化装置的初步研究

在湖泊和海湾等水域水体富营养化控制的研究中，采用种植高等水生植物和藻类的方法控制Ｎ、Ｐ等营养物取得了较好的效果。在闭合循环水产养殖系统和水族馆生态系统中，采用生物脱氮和脱磷技术来控制水体营养盐浓度是最经济、安全和有效的方法之一。藻皮净化装置是一种创造利于藻上皮固着生长的装置，可作为养殖废水处理（Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ）系统的组成单元，通过调整藻皮生物种类，该装置可适用于高盐、低盐和淡水养殖系统。本文通过构建底栖硅藻舟形藻（Ｎａｖｉｃｕｌａ　ｓｐ．）藻皮，研究其对闭合循环水产养殖系统和水族馆生态系统…     

水动力循环复氧控藻技术在城市景观水体富营养化治理中的应用研究

在无锡蠡溪公园西苑水体中采用了水动力循环复氧控藻(HAAC)技术,研究了该技术对城市景观水体富营养化的处理效果。结果显示:在实施水动力循环复氧控藻(HAAC)技术的8个月期间,CODMn、TN、NH4+-N和TP平均去除率分别达到28.0%、35.7%、49.7%和37.0%;藻类叶绿素a平均去除率达40.2%,藻类总丰度平均下降率达56.0%,藻类群落从单一结构转变为多种优势种共存的结构。水华现象得到了有效控制,水体生态环境明显转好,处理期结束时西苑水体已达到IV类水标准。研究表明,水动力循环复氧控藻技术作为一种新型的水生态修复技术在城市景观水体富营养化治理工程中起到了很好的效果,值得推广应用。     

闭合循环养殖系统中构建藻皮净化装置的初步研究

在湖泊和海湾等水域水体富营养化控制的研究中，采用种植高等水生植物和藻类的方法控制Ｎ、Ｐ等营养物取得了较好的效果。在闭合循环水产养殖系统和水族馆生态系统中，采用生物脱氮和脱磷技术来控制水体营养盐浓度是最经济、安全和有效的方法之一。藻皮净化装置是一种创造利于藻上皮固着生长的装置，可作为养殖废水处理（Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ）系统的组成单元，通过调整藻皮生物种类，该装置可适用于高盐、低盐和淡水养殖系统。本文通过构建底栖硅藻舟形藻（Ｎａｖｉｃｕｌａ　ｓｐ．）藻皮，研究其对闭合循环水产养殖系统和水族馆生态系统…     

南滇池国家湿地公园水生植物多样性研究

2019年4—8月采用线路调查和样地调查结合的方法,通过对南滇池国家湿地公园水生植物进行实地调查,建立RDA线性模型作约束化主成分分析,分析群落样方中环境因子与群落间的关系及其对群落分布的影响。结果表明:南滇池湿地公园水生植物共25科36属47种水生植物,水生植物种类及数量较以往有明显增长,植株种植密度较大,南滇池湿地公园水质情况有所改善。物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Pielou物种均匀度指数与水体化学需氧量、总磷呈正相关,Simpson指数与pH值呈正相关。其中物种丰富度呈现出浮叶植物>挺水植物>沉水植物,物种多样性表现为沉水植物>浮叶植物>挺水植物,物种均匀度呈现沉水植物>浮叶植物>挺水植物。化学需氧量、总磷对水生植物群落物质丰富度影响显著,pH值直接影响物种多样性指数,而氨氮与总氮则与各指数呈负相关。南滇池水生植物群落与水体总磷、化学需氧量总量相关,水体富营养化程度直接影响水生植物群落多样性。     

红枫湖百花湖水质及浮游植物的变化

对红枫湖、百花湖进行综合治理前后的水环境质量进行了调查，对水体的浮游植物的种类组成、季节变化、种群数量以及总氮、总磷、COD、硝态氮、亚硝态氮等指标的变化进行了考察和分析。结果表明，“两湖”治理后，水体的K、Na、Ca、Mg、HCO3^-等化学成分含量没有明显的质的变化，总氮、总磷、COD、硝态氮等指标以及浮游植物的种类组成、季节变化、种群数量发生着较大的变化。治理后总氮、总磷、COD、硝态氮、亚硝态氮等含量显著减小，浮游植物的种类增加较大，红枫湖的种类数是治理前的1．72倍，百花湖的种类数是治理前的1．68倍，藻类密度也大幅度地减少。治理后未发现“黑湖”和“水华”现象，说明通过对红枫湖和百花湖的综合治理，改善了水质，继续加大对湖泊的综合治理力度，将有可能使湖泊水体远离富营养化。     

基于EFDC模型五大连池水质模拟和富营养化评价研究

为有效管理和监测湖泊水环境,全面了解湖泊水质时空变化特征,以城市景观湖泊——黑龙江省五大连池为研究对象,采用EFDC模型建立五大连池三维水动力和水质模型,根据2015~2016年各月实测水文与水质数据对模型率定和验证,揭示五大连池水质时间和空间变化特征,设置3种不同情景分析该湖泊富营养化主要影响因素。利用层次分析法评估湖泊水华发生风险。结果表明,构建EFDC模型模拟水温、溶解氧、总氮、总磷、叶绿素a、氨氮在时空关系上符合实测数据年变化规律,模拟值与检测值总体误差不超过30%,证明EFDC模型在五大连池水质水动力模拟中具有可行性。五大连池水质变化与其地形结构、水文特征和营养盐输入密切相关。EFDC模型对设定3种不同负荷情况下水质富营养化状况模拟结果表明,控制污染源污染浓度降低20%情况下,藻类爆发抑制效果最显著,叶绿素a峰值降低33%;农耕期突发暴雨增加50%污染物入流情况下,藻类爆发明显,叶绿素a峰值增加94.4%;截留状态下叶绿素a并无明显降低。此外,层次分析结果表明五大连池水质现状呈富营养化状态,水华风险级别为轻度,说明湖泊中氮磷等污染物堆积,易发生水华。控制污染源入流浓度是抑制藻类爆发、降低水体富营养化程度主要措施。研究成果为五大连池污染突发事件和水质评价提供管控依据。     

高效溶藻菌对富营养化水体的治理效果

为研究自然条件下溶藻菌RZ14菌株治理水华的效果,在调查泉城公园景观水体富营养化状况的基础上,选取水华较严重的映日湖作为该溶藻菌剂原位生物控制的测试水域,对该湖区叶绿素a、有机质、氨氮及总磷变化进行跟踪测定。结果表明,映日湖水华现象严重,未达到一般景观用水V类标准,属重度营养化。经该溶藻菌剂生物治理后,水华消除,叶绿素a含量低于0.05 mg/L,CODCr清除率50.01%,BOD5清除率73.38%,氨氮清除率70.51%,总磷清除能力88.59%。通过原位试验,表明RZ14抑藻剂能快速消除水华现象,对富营养化水体治理效果显著,可开发为溶藻菌剂应用于蓝藻水华的治理。     

主养青鱼池塘富营养化无土栽培控制

采用人工生态浮岛技术和种植水生植物相结合的方式,在池塘种植空心菜和莲藕以控制池塘富营养化水质,对富营养化状态采用综合加权指数法进行评价。结果表明,在富营养化池塘中,植物的种类和数量与水体中氮、磷等的去除率呈显著正相关,即提高植物的种类和数量可以提高水质的净化能力,使高锰酸盐指数和浮游植物叶绿素a也明显下降,富营养化池塘的水质得到了明显改善。     

水葫芦对富营养化水体改良效果的试验

测定了不同水葫芦数量对富营养化水体中总氮、总磷、叶绿素a、COD的清除作用和水葫芦的生长率。结果显示,水葫芦能够大量吸收营养盐,对改善水质、治理水体富营养化具有重要作用。试验期间水葫芦生长明显,其去除效率随水葫芦数量的增加而提高。     

太湖流域农田生态沟渠塘不同水生植物组合净化氮磷效果研究

探究太湖流域农田生态沟渠塘6种不同水生植物组合对富营养化水体的净化效果。结果表明,再力花+芦苇+黄花水龙、水芹+灯心草+菖蒲2种水生植物组合对水体中总氮、总磷的去除率均不低于65%,可作为太湖流域生态沟渠塘组建长期稳定的有良好净化效果的水生植物组合,用于富营养化水体的净化。     

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.     

3种水生植物的不同组合对富营养水体的净化效果研究

为研究水生植物对富营养化水体的净化效果,选择风车草(Cyperus involucratus,A)、狐尾藻(Myriophylium spicatum,B)和黑三棱(Sparganium stoloniferum,C) 3种水生植物,对其单一、2种和3种不同组合进行水培试验,通过实验室模拟富营养化水体,对总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD) 3个水体富营养化指标进行检测。结果显示,随着处理时间的增加,各组对富营养化水体中TN、TP和COD的去除率呈递增趋势;至36 d试验结束时,各组对富营养化水体中TN、TP和COD的去除率,ABC组显著大于AB、AC和BC各组,AB、AC和BC各组显著大于A、B和C各组,ABC组合对富营养化水体中TN、TP和COD的去除率分别达到98.64%、98.36%和95.49%。AB和BC与AC组之间TN单位去除能力和COD单位去除能力存在显著差异。说明在种植密度相同的条件下,3种不同水生植物组合去除富营养化水体总氮、总磷和化学需氧量的效果高于2种不同水生植物组合,而2种不同水生植物组合比1种水生植物的净化效果更优。结果为水生植物净化营养化水体中富营养成分提供理论参考和应用指导。     

浮床模式下沉水植物净化富营养化水体效果

采用3种常见沉水植物(金鱼藻、穗花狐尾藻、苦草)为试验对象,利用自然池塘自然水体和模拟氮磷水体,通过测定水体中总氮、总磷、氨氮的含量以及藻类含量变化,比较沉水植物种植浮床对自然水体(总氮含量为0.8 mg/L,总磷含量为0.05 mg/L)和模拟水体(总氮含量为5.0 mg/L,总磷含量为2.0 mg/L)2种富营养化水体的净化效果.结果表明,在人工浮床种植模式下,苦草、穗花狐尾藻和金鱼藻对自然水体中总氮的去除率分别为49.4％、55.9％和53.8％,总磷的去除率分别为15.0％、39.6％和47.8％;对模拟水体中总磷和氨氮去除率均达到了80％以上;对自然水体中蓝藻、硅藻的抑制效果相对较好,绿藻则不太明显.综合分析,沉水植物种植浮床生长模式可以有效净化处理不同程度的富营养化水体,表现出良好的适应性.     

池塘不同藻类水华形成的生态学原因探讨

[目的]探讨影响3个池塘形成不同藻类水华的生态学原因。[方法]2007年7～10月对河南省延津县3个形成不同藻类水华的养殖池塘进行逐月定点水生生物学和水化学调查与检测。[结果]1号塘为绿藻水华,优势种为衣藻、小球藻;2号塘为裸藻水华,优势种为裸藻（Euglena）;3号塘为微囊藻水华,优势种铜绿微囊藻。绿藻水华的发生与低含量的总磷（约0.86mg/L）和高的氮磷比（约13.1）有密切关系,裸藻水华的发生与高的总磷含量（约2.08mg/L）和低的氮磷比（约7.3）有显著关系,而微囊藻水华发生与较高的总磷含量（约1.30mg/L）和较高的氮磷比（约9.2）有密切关系。[结论]池塘藻类水华的控制应以预防为主,重点是调节控制好水质。