建立“水-草-畜”生态经济循环模式治理富营养水体的研究

水体富营养化危害极大,而加强农业生态环境工程管理,建立“水-草-畜”生态经济循环模式,有助于治理富营养水体。本文结合富营养水体成因,分析水生植物生态修复与水生植物饲料化,以期为富营养水体的治理提供可行思路。

东湖富营养水体中藻菌异味性次生代谢产物的研究

以自制的开环吹脱捕捉（ＯＬＳＡ）装置富集东湖营养水的藻菌异味性次生代谢产物，并对这些化合物进行鉴定和周年测，同时计数水样中的藻、菌生物量。研究发现，东湖水体产生“土霉味”的主要成分为２－甲基异茨醇（ＭＩＢ），它来源于席藻和放线菌的次生代谢，其随季节变化的规律为一年有５个高峰期，即１月、４月和９月；并且，ＭＩＢ的浓度与水体富营养化程度以及席藻和放线菌的生物量呈正相关。

水生植物对富营养水体水质净化作用研究

利用富营养浅水湖泊武汉东湖中所建立的大型实验围隔系统 ,对沉水植物的水质净化作用作了现场实验研究。重建后的沉水植物可以显著改善水质 ,水体透明度显著提高 ,水色降低。在研究期间 ,水生植物围隔 CODCr和 BOD5一般分别为 2 0和 5 mg/L左右 ;对照围隔和大湖水体则分别约为 40和 1 0 mg/L。水生植物围隔水体中可检出的有机污染种类也较对照围隔和大湖水体低。

太湖河蚬(Corbicula fluminea)对富营养水体水质的改善作用

河蚬(Corbicula fluminea)为太湖优势大型底栖动物,通过受控实验研究其对富营养水体的水质改善效果.根据太湖河蚬的自然丰度设置4组密度处理,分别为无河蚬对照组、低密度河蚬组(生物量为130 g/m2)、中密度河蚬组(260 g/m2)和高密度河蚬组(520 g/m2).结果表明:河蚬滤食显著降低悬浮物浓度与叶绿素a含量,低、中、高密度河蚬组水体悬浮物浓度较对照组分别降低了20.85%、34.90%和53.79%,叶绿素a浓度分别降低了23.29%、48.32%和71.17%;放置河蚬还降低了水体TN、TP浓度,但是中密度河蚬组与高密度河蚬组没有显著差异.分析认为,河蚬通过滤食作用降低水体浊度、改善光照条件,有利于底栖藻类的生长及沉水植物的恢复,对富营养水体的生态修复具有重要意义;就太湖而言,河蚬对水质的改善效果可能受沉积物再悬浮造成的营养盐释放等因素的制约.

富营养水体中2种水生植物的根际微生物群落特征

选取宁波市城区内河2个营养类型水体日湖(中-富营养类型)和卧彩江(重富营养类型),于2008年8～11月,利用MIDI Sherlock MIS系统和其他传统方法,跟踪监测了2个水体内2种常见水生净化植物粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)、喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)根际微生物的种类、数量及其季节变化,分析了水体主要水质参数、水体微生物与植物根际微生物之间的相关性.结果表明,水生植物根际效应显著,不同月份植物根际微生物数量均要显著高于水体环境;植物种类对植物根际微生物影响显著,在日湖水体,狐尾藻根际微生物数量要显著高于喜旱莲子草;在卧彩江,2种植物根际细菌数量无显著差异,放线菌、真菌数量差异显著,植物根际微生物数量与水体环境因子之间具有一定的相关性,调查期间,日湖水温、TN、TP、Chla与植物根际微生物数量间均无显著相关,仅COD与喜旱莲子草根际细菌数量显著负相关;在卧彩江,TP与粉绿狐尾藻、喜旱莲子草根际放线菌数量显著负相关,其余水质参数与根际微生物数量均无显著相关.植物根际优势菌种以假单胞菌属(Pseudomonas)、微球菌属(Micrococcus)、黄杆菌属(Chryseobacterium)、不动杆菌属(Acinetobacter)等有机物降解微生物为主,环境因素的变化和植物种类的不同也导致了葡萄球菌属(Staphylococcus),食酸菌属(Acidovorax)、节杆菌属(Arthrobacter)等特有菌种的出现.对植物根际微生物群落结构进行聚类分析表明,除日湖喜旱莲子草根际微生物群落结构在夏、秋两个季节相似性较高外,其余几个处理的根际微生物群落结构相似性在21.60%～51.57%.日湖植物根际微生物多样性夏季高于秋季,而卧彩江中夏季低于秋季;日湖中2种植物之间无论夏秋均无显著差异,而在卧彩江,夏季喜旱莲子草要显著高于粉绿狐尾藻,秋季则完全相反,据此说明植物根际微生物多样性受水体富营养化程度和植物种类等多重因素的影响.

狗牙根与多花黑麦草轮作对富营养水体的净化能力研究

在自然光温条件的温室内,以暖季型牧草——Tifton 85狗牙根(Cynodon dactylon Tifton 85)和三种冷季型牧草——特高、美克斯、剑宝多花黑麦草(Lolium multiflorum)为试验材料,以不种植植物的重度富营养水体为对照,通过比较不同季节的供试植物与相应对照间总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的去除率差异,结合植株生物量变化及氮磷积累量的分析,研究不同季节适生植物对重度富营养的生活污水的净化效果,以优选出终年净化污染水体的植物组合。结果表明:不同季节试验结束后各供试牧草水上部分干重增加量均占总增加量的71.0%以上,植株氮磷积累量对系统去除总量的贡献率分别达76.0%和84.0%以上,供试植物的净化效果显著优于对照;温暖季节的Tifton 85处理重度富营养水体16 d后,TN、TP、COD的去除率分别为98.2%、98.3%、70.7%,TN、TP均降至非富营养浓度,COD降至中度富营养浓度;寒冷季节盖播的3个多花黑麦草对TN和TP的去除率存在显著差异,特高表现最好,分别为96.8%和92.1%,TN、TP均降至非富营养浓度,品种间COD去除率虽无显著差异,但已降至中度富营养浓度。综合以上结果,暖季型的Tifton 85净化效果优异,冷季型的特高净化效果最好,Tifton 85和特高可作为长三角地区周年水体净化的优异牧草组合进行推广。

富营养水体修复植物种质筛选的研究

富营养水体的修复是当今的一个重要问题,本研究利用水体自身变化作对照,以沉水植物金鱼藻、菹草、黑藻和铁皇冠为研究对象,通过分析植物对水体中的总磷、磷酸盐、氨氮和高锰酸钾指数等指标的变化,研究不同植物对水的修复能力,筛选可利用的植物种质资源。结果表明:金鱼藻、黑藻和铁皇冠对总磷和磷酸盐都有较好的去除能力,对总磷去除率最高的是金鱼藻;降低水体中氨氮元素以黑藻和混合植物组效果最好;对高锰酸钾指数的修复能力,各种水草都不高,需要进一步研究。这些结果为富营养水体修复和治理提供了可供选择的植物资源。

应用水培蔬菜净化滇池富营养水体分析研究

通过对福保乡水培蔬菜示范区的进出口水体中营养物质氮、磷、COD、氨氮等指标的监测数据分析,研究水培蔬菜净化滇池富营养化水体的作用、效果、水环境的改善以及由此带来的经济和景观价值。

富营养水体沉积物磷素释放机理及控制技术研究进展

水体中的磷素主要来自外源磷的输入和内源磷的释放,目前内源磷释放已经成为水体富营养化中磷的主要来源,因此研究内源磷释放机理及其控制技术具有重要意义.文章介绍了沉积物循环机理,简述了沉积物磷释放的影响因素,溶解氧、水温和pH等因素对沉积物磷释放有很大影响.综述了当前控制沉积物释磷的常用技术手段,认为低成本高效率的化学修复技术具有良好的发展前景,疏浚技术与生态修复相结合的技术手段有可能成为今后控制沉积物磷素释放的发展方向.

富营养水体水生植物-根际微生物净化能力研究

以酶活性分析作为基本研究手段,选择水生维管束植物空心菜作为试验对象,在不同程度的富营养水体中,利用细菌碱性磷酸酶、脱氢酶、脲酶指示植物根际微生物分解营养物质的能力,确定其在水体碳、氮、磷循环中的作用,确定不同程度富营养水体中,水生维管束植物根际微生物分解营养物质的能力和净化水体的作用大小,同时也为确定富营养水体生态修复用水生植物选取提供参考标准。

浮水植物对富营养水体的作用研究

[目的]研究3种浮水植物对富营养化水体中营养盐的去除能力。[方法]选择采自鄱阳湖3种不同的浮水植物(凤眼莲、水浮莲和槐叶萍),利用软隔离小区试验研究了它们对富营养化水体的净化作用效果。[结果]浮水植物处理进行150 d时,3种浮水植物对水体中总氮的去除率分别为槐叶萍(70%)>凤眼莲(67%)>浮水莲(61%);对TP的去除率分别为凤眼莲(56%)>水浮莲(53%)>槐叶萍(49%)。凤眼莲和槐叶萍处理围区的水质净化效果较好,这与植物自身吸收同化污染水体中氮素、磷素的能力大小及植物根系微生物的作用都有关。凤眼莲和槐叶萍在提高水体透明度方面效果也较好。[结论]凤眼莲和槐叶萍的长势最佳,生长周期长,对水体中总氮和总磷的去除效果最好,对其他水质指标的改善效果也最好。

聚合氯化铝与黏土的改性对富营养水体磷和蓝藻的同步去除

为了解决富营养化水体原位除藻、除磷同步安全进行的问题,采用黏土(凹凸棒土,AT)与聚合氯化铝(PAC)的复合改性,研究了原料本身(AT、PAC)、原料直接复配(AT+PAC)与复配后再改性处理(PHAT)之间的除磷与除藻效果、铝离子与氯离子的残留风险,并对其中的机理进行了初步探讨.结果表明,改性的PHAT和PAC除磷效率高,总磷去除率可达99.14%±0.31%,显著优于AT+PAC,但PHAT的成本仅为PAC的71.10%.PAC去除无机磷(IP)和可溶性总磷(DTP)的效果更优,PHAT去除有机磷(OP)和颗粒态磷(PP)的效果更优.投加PHAT后水体Al3+和Cl-残留量均符合国家饮用水标准.PHAT对蓝藻的去除率显著高于PAC和AT+PAC,去除率可达97.15%±1.35%,且对低密度蓝藻和高密度蓝藻的去除率差异不显著.比表面积测定结果显示,来源于PHAT中的AT比来源于AT+PAC中的AT单点比表面积提高了19.10%,孔表面积提高了11.13%.且来源于PHAT中的AT在处理富营养化水体前、后的Al含量明显减少.这些结果表明,由黏土结构的优化与络合沉淀的协同所增强的架桥网捕作用可能是PHAT更高效除磷、除藻的原因.

微波强化铝柱撑膨润土对富营养水体中磷的吸附性能

采用AlCl3对膨润土进行改性,利用微波辐照强化制备柱撑膨润土,考察了制备条件的影响,并进行了富营养化水磷的吸附试验。结果表明,当微波辐照强度为50W·g-1、辐照时间6min时,微波强化柱撑膨润土的层间距d001为2.35nm,比表面积为120.65m2·g-1,微孔总体积为0.247cm3·g-1,离子交换容量为1.80mmol·g-1,比传统柱撑膨润土有明显增加;在原水磷的质量浓度为10mg·L-1、pH为7、微波强化柱撑膨润土投加量为1.0g·L-1、反应时间在20min时,对磷的去除率可以达97.3%。

不同营养水体对喜旱莲子草化感抗藻的影响

基于植物化感原理,通过水培实验,模拟在蒸馏水、标准培养液(BG11营养液)和巢湖湖水(富营养化水体)3种不同营养状态的水体下,研究外来入侵植物喜旱莲子草不同培养时期的活体植株和不同腐解时期的残体植株对铜绿微囊藻生长的影响,同时还测定了喜旱莲子草活体植株种植水和残体植株腐解液的pH值和氧化还原电位的变化。结果表明,1)在不同水体营养状态下,喜旱莲子草具有抗藻的潜势,活体植株和残体植株在不同时期均显著抑制迟滞期的铜绿微囊藻(P<0.01),且残体植株抑制作用更强;不同营养水体中喜旱莲子草化感抗藻潜力差异显著(P<0.05),其中活体植株对铜绿微囊藻的抑制效应为:蒸馏水>富营养化湖水>标准BG11营养液,残体植株为:富营养化湖水>标准BG11营养液>蒸馏水。2)两类材料均显示相似的化感抗藻动态,抑制作用先逐渐增强,5d内达到对铜绿微囊藻较高抑制率(活体植株最高抑制率为70.7%;残体植株为91.7%),随后抑制率逐渐趋于稳定。3)喜旱莲子草活体种植水与残体植株腐解液理化性质显著不同(P<0.05),pH值和氧化还原电变化与溶液、时间、材料等因素有关。

微表层油膜漂浮物对富营养水体水质指标的影响

以油膜为富营养水体微表层漂浮物的代表,通过反应器模拟富营养水体微表层油膜先覆盖后去除的过程,分析了水体溶解氧、pH、电导率以及氮磷等的变化,探讨了微表层油膜漂浮物对富营养水体水质的影响。结果表明:相较于对照组水体微表层油膜一直覆盖的状态,实验组水体微表层油膜的覆盖—去除过程对水体溶解氧的影响最大,会使溶解氧先下降后上升,对水体总氮(TN)和高锰酸盐指数(CODMn)的实际去除率较高,分别达到32.8%、16.3%,这说明微表层油膜漂浮物的覆盖-去除过程可有效改善富营养水体水质,是未来一种值得尝试的方法。

滤食性底栖动物-菌藻复合生态系统对富营养水体净化的特性

为研究滤食性底栖动物-菌藻复合生态系统对富营养化水体的净化特性,选取滤食性底栖动物田螺（Cipangopaludina chinensis）、河蚌（Corbicula fluminea）和泥鳅（Misgurnus anguillicaudatus）,以重污染河水为处理介质构建6种复合生态系统,分别研究其对水体中污染物的净化特性、污染物降解动力学及共生菌藻的微生物特性。结果表明,6种复合生态系统对化学需氧量（COD）、总磷、总氮、氨氮均有较好的去除效果,去除率分别为69.9%~84.9%、75.9%~87.3%、84.9%~90.5%、91.9%~96.6%。由动力学分析可知,在分别由田螺和田螺＋泥鳅所构成的2种复合生态系统中COD和总磷质量浓度变化符合一级动力学模型,总氮和氨氮质量浓度变化符合零级动力学模型。随时间延续,各生态系统中的滤食性底栖动物表面及悬浮态菌胶团上聚集了多种藻类、菌类及微型后生动物,促进了水中污染物的降解。在滤食性底栖动物-菌藻复合生态系统中,藻类是主要的初级生产者,滤食性底栖动物是主要消费者,菌、藻类微生物是主要分解者,三者组成了复合生态系统的主要生物群落和营养结构,所形成的这种基于共生关系的生态系统对富营养化水中的污染物质的去除主要依靠相互间的依存关系完成,以协同作用维持水生生态系统的平衡。本研究可为富营养化水体的生态修复提供理论依据和工艺设计参考。

养殖伊乐藻治理富营养水体——以浙江慈溪市的实验为例

通过对伊乐藻治理富营养化水体的试验研究得出结论:伊乐藻能显著去除富营养化水体中的总氮、总磷、高锰酸盐指数,提高水体透明度,降低叶绿素a,有效抑制藻类,使水质从富营养、劣Ⅴ类水,提高到中营养、Ⅲ类水。

利用微生物技术修复黑臭和富营养水体的研究

根据《城市黑臭水体整治工作指南》,黑臭水体是指在城区之内的水系统呈现出黑色或泛黑色,并散发令人不适的恶臭味道的水体。在对其进行生态修复时,存在着不可逆因素,如高浓度的污染物对水生生物的发育影响,并对修复效果造成影响。可利用微生物技术进行针对性的投放并进行水体修复,并引导微生物群向良性方向活动,使水质得到改善。