太湖沉水植物残体理化性质和资源性分析

太湖区域的沉水植物残体产生量大、二次污染严重,亟需解决其资源化利用问题。资源化利用技术的选择取决于生物质废物的理化性质。为此,本研究分析了太湖区域5种沉水植物和1种对照浮水植物的生物化学组成、元素组成、厌氧和好氧生物稳定性以及热转化过程特征。结果表明:沉水植物的木质纤维素含量(以干质量计)为17.1%~31.7%,低于常见的挺水植物和浮水植物;蛋白质、脂肪含量(以干质量计)分别为11.3%~19.9%和1.8%~3.2%,低于大部分浮水植物;沉水植物具有木质纤维素含量低、适口性好的特点,可经过加工后用作饲料。生物化学甲烷潜力的分析结果显示,粗破碎沉水植物的累计甲烷产量(以有机质质量计)为106.2~150.2 mL·g^(-1),低于常规厌氧消化处理物料的产气量,不适合以单一底物方式进行厌氧消化。沉水植物的7日好氧呼吸量(O2,以干质量计)在534.5~698.8 mg·g^(-1)范围内,一级降解速率常数为0.051~0.097 d-1,快速降解的特性显示其适合采用堆肥技术进行处理。热重分析表明沉水植物的热转化温度低,更适合生产用作吸附剂、土壤调理剂的生物炭。

沉水植物残体堆积量对沉积物理化性质的影响——以马来眼子菜为例

通过将不同含量马来眼子菜残体堆积在沉积物中,分析表层沉积物理化性质以及流变特性变化,明确沉水植物残体堆积量对表层沉积物性质的影响.经过一个月的实验后,发现随着沉水植物残体堆积量的增加,表层沉积物密度呈指数型下降趋势,并伴随着浮泥形成.同时,粒径分布结果表明沉水植物残体在沉积物中的腐解导致了沉积物的絮凝和团聚.且沉积物胞外聚合物(EPS)中高比例的多糖/蛋白质使沉积物颗粒不易沉积,有利于浮泥形成.此外,流变试验中沉积物的屈服应力值与沉水植物残体堆积量呈指数衰减(R^(2)=0.97),当堆积量超过0.4%后,浮泥屈服应力逐渐稳定,易于发生再悬浮现象.因此,本研究加深了对沉水植物残体在沉积物腐解对沉积物性质影响的认识,并对沉积物治理具有重要意义.

洱海沉水植物残体风浪输移量及其时空分布

为研究洱海沉水植物残体风浪输移特征,掌握由此而引起的N、P变动情况,通过为期1 a的野外定点调查,研究了风浪对洱海湖滨带沉水植物作用引起的植物残体向滨岸的输移特征,估算了沉水植物残体带出的N、P质量.结果表明:①洱海湖滨带有残体输出的沉水植物总计10种,分别为菹草(Potamogeton crispus)、黑藻(Hydrilla verticillata)、轮藻(Eichhornia crassipes)、穿叶眼子菜(P.perfoliatus)、扭叶眼子菜(P.intortifolius)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、马来眼子菜(P.malaianus)、苦草(Vallisneria natans)及微齿眼子菜(P.maackianus);②沉水植物残体风浪输移量存在明显的时序变化,在4次采样中,2009年12月(冬季)风浪输移量最高;③微齿眼子菜和苦草的风浪输移量最大,植物残体风浪输移量主要受沉水植物的分布和生物量的影响;④单位岸线沉水植物残体风浪输移总量在空间上表现为西部(1.91 t/km)>北部(1.73 t/km)>南部(1.61 t/km)>东部(0.86 t/km);⑤洱海湖滨带沉水植物残体风浪输移总量约为2.27×103t/a(以鲜质量计),由此可输出的TN为5.64 t,TP为0.85 t.