水葫芦在水生态修复中的研究进展

水葫芦是水生态修复中研究最早和最深入的水生植物之一.在此,归纳了国内外近年来水葫芦在水生态修复中的3个主要研究方向:净化水体能力与净化机理、控制水葫芦疯长和资源化利用本葫芦.探讨了水葫芦净化系统在水体修复中的合理位置:天然水体的生态修复、水葫芦与污水处理工艺的组合、低浓度生活污水和雨水处理等.最后展望了水葫芦在水体生态修复中未来的研究方向.     

不同水生植物组合修复城市水体研究

目前城市水体仍面临不同程度的污染问题,以水生植物为主的生态修复是应用较为广泛的技术方法。水生植物修复水体应用过程中存在种植搭配技术方法不科学、修复效果不理想、应用条件不明确等问题。该研究考察在植物物种丰度不同条件下（水生植物植株数量相同、生物量接近,物种丰度不同）,水生植物对水体污染物（总氮、总磷、化学需氧量）削减和对水体溶解氧含量影响的差异。试验设置了2组不同水生植物物种丰度的搭配组合实验组,低丰度实验组为苦草+芦苇,高丰度实验组为金鱼藻+狐尾藻+芦苇+鸢尾。试验进水水质为地表水劣Ⅴ类水质,出水水质稳定保持在地表水Ⅰ类水水质标准,其中高丰度组对化学需氧量的去除效率比低丰度组对化学需氧量的去除效率高14.3%;高丰度组和低丰度组表面底泥TOC含量较初始底泥分别减少了12.3%和7.4%,高丰度组和低丰度组底层底泥TOC含量较初始底泥分别减少了32.8%和30.4%。观察叶片表面发现高丰度组沉水植物叶片表面微生物丰度明显高于低丰度组。通过该研究发现水生植物物种丰度提升有助于增强水体污染物削减效果,提升水体生物多样性,稳定水体生态。     

大型水生植物修复重金属污染水体研究进展

重金属污染水体的修复是一项艰巨的工程,以往的物理及化学修复不仅投资巨大而且效果不甚理想,而利用水生植物修复重金属污染水体是一种低廉有效的处理方法。文章综述了利用大型水生植物植物修复重金属水体的研究进展,重点阐述了4种生活型水生植物(挺水、漂浮、浮叶和沉水)对重金属的蓄积效果;并对植物修复重金属污染水体的影响因素如植物生活型、生物量、株龄以及重金属的类型、初始浓度和水体的理化性质等进行了讨论。最后,对利用组织培养技术进行植物筛选、利用基因工程技术使水生植物对重金属具有超蓄积能力、水生植物修复重金属污染水体机理机制研究以及应用多种类型植物的组合研究等方面进行了展望,并且提出了水生植物修复重金属污染水体的实际工程应用中需要注意的问题。     

大水面放养水葫芦对太湖竺山湖水环境净化效果的影响

利用水葫芦等生长快、生物量高的漂浮植物来净化污染水体,已成为目前水体生态修复的一种快捷有效的方法.在太湖竺山湖放养水葫芦后对水体营养盐吸收和水质净化效果的影响进行了研究.结果表明,受风浪扰动等影响,水体交换强烈,水葫芦放养区内溶解氧含量变化幅度在3.50～11.20 mg/L之间,未出现厌氧现象.水葫芦须根具有较强的吸...     

水葫芦在污染水体修复中的应用

利用水葫芦分别修复受重金属和有机物污染的水体,结果显示,污水中铅和铜共存时,水葫芦对铅的吸附性较高,平均去除率达到75.53%,而对铜的去除率只有23.44%;在对受有机物污染水体的试验中发现,水葫芦对化学需氧量去除率达到了86.6%。试验结果表明,水葫芦对受重金属和有机物污染的水体都有较好的修复能力。     

不同污染负荷下浮水植物对水体营养盐的去除及生理响应

为了阐明在不同污染负荷下,水生植物对水体氮、磷、钾等营养盐的削减效果及不同营养水平下的生理响应,选用水质净化力强的漂浮植物水浮莲和水葫芦,探讨其对污水处理厂一级A达标排放尾水中氮、磷、钾的去除效果及此过程中水生植物的生理生态学变化.结果表明,尾水经过总长80m的水浮莲和水葫芦组合配置的净化塘后,水体TN、TP、TK分别由初始的11.97,1.69,8.10mg/L削减至5.23,1.10,4.73mg/L.随着水体营养盐浓度的逐渐降低,水浮莲和水葫芦根冠比均有显著增加,水浮莲茎叶叶绿素a含量明显降低,叶片微黄,而水葫芦叶绿素a含量变化不大.2种漂浮植物根系中与氮、磷、钾等营养盐相关的硝酸还原酶(NR)、Na~+-K~+ATP酶、H~+-K~+ATP酶均与水体氮、磷、钾浓度负相关,当环境中浓度营养盐浓度较低时,水生植物可通过提高根系中相关酶活性,满足自己对营养的高效吸收与利用.而水浮莲根系的碱性磷酸酶(AKP)活力与水体氮、磷、钾浓度呈正相关.其中水葫芦根系的Na~+-K~+ATP酶和H~+-K~+ATP酶相比于初始值分别提高了88.92%和103.20%.     

两种水生植物对滇池草海富营养化水体水质的影响

通过模拟实验,比较了2种典型水生植物水葫芦和轮叶黑藻对滇池草海富营养化水体水质的影响.结果表明,在实验过程中,水葫芦同化吸收的氮、磷量分别比轮叶黑藻所同化吸收的量高109%和17%.在水生植物采收前,水葫芦处理组水体DO和pH值显著性低于对照组,电导率(EC)和氧化还原电位(Eh)显著性高于对照组,与轮叶黑藻处理组结果相反.水葫芦和轮叶黑藻处理组水体TN和TP浓度均显著低于对照组;相同初始种养量的情况下,试验初期轮叶黑藻处理组水体TN、TP及Chl-a浓度显著性低于水葫芦处理组,与试验后期结果相反.当水生植物采收后约50 d,水葫芦处理组水体TN、TP浓度均维持在采收前的低水平;轮叶黑藻处理组TN和TP浓度也维持在采收前水平,而Chl-a浓度较采收前有所上升.     

凤眼莲腐烂分解对湖泊水质的影响

在南京莫愁湖生态工程围区内,将凤眼莲(EichhorniacrassipesSolms)压入水下,待其自然腐烂分解,跟踪监测水质变化情况,研究凤眼莲腐烂分解对湖泊水质的影响.结果表明,初冬压入水下的凤眼莲到次年3月中旬左右开始腐烂并对湖泊水体产生一定污染,4月中旬左右达到高峰,到5月中旬左右污染影响明显下降.水质变化呈抛物线状,可划分为4个阶段.由于残体释放量与水体自净力之间存在此消彼长的关系,提高湖泊水体自净能力是降低冬季水生植物死亡污染水体的关键所在.     

利用水生植物改善北京动物园水环境的研究初探

近年来，北京动物园的水体出现严重的富营养化问题，为了净化水环境，本课题采用了水生植物净化水体的生态工程方法进行了研究。研究结果表明，利用水生植物不仅能净化北京动物园水体，而且还有利于营造水上园林景观和水禽创造适宜的生存环境。从单一水生植物的净化作用上看，水葫芦的净化效果最好，次之为睡莲和野生荷花。人工种植的荷上对较差；多种水生植物的组合更有利于植物在净化作用上的优势互补，从而能始终保持较好的净化效果。此外，试验还发现香蒲的适生水深为0.3-0.4m。     

重庆渝北双龙湖泥磷释放强度影响因素正交试验研究

双龙湖是浅水型城市湖泊，一度为重富营养化湖泊。综合治理后底泥产生的内源污染可能成为湖泊营养物的主要自荷。研究双龙湖限制性营养元素——磷在底泥的释放规律，对于修复水体、保持水质具有重要意义，为湖泊内源治理、水环境保持提供科学依据。本文试验分析双龙湖不同环境因子（温度、pH值、溶解氧、水动力）对底泥总磷释放的影响；通过底泥正交模拟试验测定分析认为温度、溶解氧、pH值、水动力均是影响双龙湖底泥磷释放的显著因素，显著性排序依次为溶解氧〉温度〉pH值〉水动力。     

N、K元素对水葫芦修复水体铯污染的影响

研究氮肥和钾肥对水葫芦吸收富集水体~(137)Cs的影响,能够为铯污染水体的植物修复提供方法参考。设计铯污染浓度为0.5、5和50 mg/L,每个铯浓度下,N和K的使用量分别为0、0.5和5 mg/L,3次重复。研究不同铯污染水体中N、K对水葫芦的生物效应(BE)和吸收转移铯的影响情况。结果表明:(1)施用N、K肥对水葫芦不同生物性状有不同影响,这与铯污染浓度、N、K肥施用量有一定关系。(2)单独施用N肥可增加水葫芦干重,单独施用K肥会降低干重。(3)施用N肥提高植株铯含量6.53%,施用K肥提高植株铯含量14.46%,N、K配合施用提高植株铯含量33.96%。说明N、K肥无论是单独施用还是配合施用,均能提高植物铯含量,配合施用的效果大于单独施用。因此,在铯污染水体中,适量施用N、K肥可以提高水生植物对铯的清除能力。     

湖泊水质参数遥感监测研究进展

湖泊是水圈的重要组成,也是重要的淡水资源之一.湖泊的水环境日益遭到污染,监测湖泊水质动态变化对生态环境保护具有重要意义.遥感技术为湖泊水质监测提供技术支持,克服了人工采样成本低和时效性差的特点,在湖泊水质监测中得到了广泛的应用.通过遥感可以监测的指标包括悬浮物、叶绿素a、有色可溶有机物、溶解氧和透明度等.虽然遥感为湖泊水质监测打开新思路,但是仍然存在问题：(1)遥感接受到的信号受到大气的影响,而大气校正算法不够成熟,需要更精确的大气校正来控制大气影响,消除大气和光照等对水体反射的影响;(2)受季节和空间制约,不同湖泊表面光学特性存在差异以及水中生物光学特性的差异性,利用有限实测数据建立的模型缺乏可移植性;(3)水生植物和外力作用(风力、鱼群等)的干扰,造成实测和模型估测之间的误差,而且数据的同步性难以保证,导致模型可靠性下降;(4)实测数据和遥感数据的时空尺度不匹配,难以捕捉动态精细的水质变化.因此,未来结合多源数据以及其他水文模型,深入研究水体中各组分的光学特性,优化反演算法,发展对实测数据依赖程度低的反演算法,构建可迁移的反演模型,打破模型地域局限,推动湖泊水体污染监测预警业务化发...     

根际微生物在污染水体植物修复中的作用

综述了近年来国内外有关水生植物根际微生物在污染水体和湿地修复中的作用研究成果,深入探讨了植物修复的机理。指出水生植物对污染环境的修复主要依赖环境、水生植物和微生物以及三者之间的联合作用,植物和微生物的耦合作用是水生植物应用于水体修复的重要机制。人工湿地对氮的去除主要通过微生物的硝化-反硝化作用途径;根际微生物和植物的联合作用可以改变磷的存在形态,从而加速磷的去除;在有机物和重金属污染环境中,根际微生物通过增强植物对环境的适应性促进污染物的去除。     

小型湖泊修复区与未修复区对生态修复的响应与评价

为研究湖泊生态修复后小型城市湖泊不同区域水生态状况的长期响应特征,并探讨利用不同水生生物类群评价水体水生态状况的适用性,于2018年1月～2019年5月,对湖南小型城市湖泊松雅湖水质及不同水生生物类群分别进行了逐月和季度监测,并对其水生态状况进行了评价.结果显示,与生态修复之前相比,修复后松雅湖全湖相关水质指标均优于修...     

底泥重金属污染现状及修复技术进展

底泥是水体中重金属的主要富集地,底泥中重金属是水生环境中潜在的危险污染物,对水体生态环境具有重要的影响。当今,水体底泥重金属污染日益严重,河流、湖泊等水体底泥重金属污染问题已引起全世界的广泛关注。介绍了我国水体底泥重金属污染的现状,分析表明我国河流、湖泊等水体底泥已受到不同程度的重金属污染。总结了物理修复、化学修复、生物修复技术对底泥重金属修复的优点和缺点,以及国内外各学者对物理、化学、生物修复技术的研究进展,以期为我国水体底泥重金属污染治理提供一定参考。     

城市河流水生植物氮含量和氮同位素记录及其对水体氮污染的响应

城市生产和生活活动排放大量含氮污染物到城市河流中,造成水质下降、水体富营养化。河流水生植物已被广泛用于水体氮污染的评价和去除,但目前水生植物氮利用的过程机制并不十分清楚,这阻碍了利用水生植物的氮素地球化学指标去评价河流水体氮污染状态。本研究采集西南地区流经贵阳市区的南明河河水和水生植物样本,通过分析氮浓度和同位素组成,探讨在不同水体氮浓度条件下水生植物的氮利用机制。在受城市污染的河段,水体铵根（NH₄⁺）、硝酸根（NO₃^-）、溶解有机氮（DON）浓度均显著升高（n=13,p<0.05）,其水生植物的总氮含量随河水无机氮含量升高而升高。但是,受城市污染河段的水生植物总氮的δ¹⁵N值却无显著变化,说明除了水体氮源的δ¹⁵N特征,水生植物的氮利用策略是影响其δ¹⁵N记录的重要因素。在河流低氮浓度下植物主要利用水中的NO₃^-,在下游高氮浓度下植物氮利用机制较复杂,过程中会发生分馏,但具体的利用形态还无法确定。本研究揭示了水生植物氮利用策略对河流氮污染状态的响应机制和对塑造其地球化学记录的重要性,为城市河流废水氮污染评价及其植物修复措施提供基础科学依据。     

城市景观水体水质净化和生态修复研究

通过分析上海曲阳公园中心湖水体的污染原因、污染状况和湖体水质分析,确定中心湖生态修复技术。通过对中心湖的水生植物系统、水生动物系统及微生态系统的修复,使水体具备自我净化的能力,并维持水中生态系统的平衡。结果表明,水生态系统建成1 a后,中心湖水体透明度、化学需氧量(COD)、氨氮(NH_3-N)、总磷(TP)等均较构建前有显著改善。此研究结果对城市景观水体的水质改善、生态建设和后期管理均具有一定的指导性意义。     

鄱阳湖流域水葫芦(Eichhornia crassipes)对水体微塑料的吸附截留效应

微塑料是环境中的新型污染物,随着人们对微塑料污染的认识,微塑料在河流和湖泊等淡水湿地环境中的迁移问题受到普遍关注.中国内陆最大淡水湖鄱阳湖湿地受五河流域及其地表径流的影响,湿地水环境中的微塑料污染问题也不容忽视.为了解鄱阳湖各流域水体中微塑料的分布现状及水生植物对微塑料的吸附截留效应,选择鄱阳湖流域的赣江、信江、抚河、修水和饶河这五河水系入湖段为研究区,以各流域水体及其普遍存在的漂浮植物水葫芦（Eichhornia crassipes）为研究对象,分析鄱阳湖五河流域水葫芦对水体微塑料的吸附截留特征,探讨水生植物对水体环境中的微塑料是否具有吸附或截留效应,阐明水葫芦对微塑料的吸附与水体赋存微塑料的相关性,解析微塑料在湿地环境中的迁移特性,为鄱阳湖湿地环境中微塑料的管控及污染治理提供一定的理论基础与依据.在鄱阳湖流域赣江、抚河、信江、饶河和修水的五河水系入湖区和湖口出湖区共设置18个采样点,分别采集水表漂浮的水葫芦整株样品和水深约1 m处的水样,采用HNO₃（65%）-H₂ O₂（30%）混合试剂消解水样后抽滤分离水体及水葫芦体表微塑料;采用显微鉴定方法观察微塑料的颜色、粒径和形态等特征,采用Nano Measurer 1.2软件统计各流域水体和水葫芦体表中分离出的微塑料丰度;采用傅立叶变换红外（FTIR）光谱仪鉴定不同形态微塑料的聚合物成分.鄱阳湖流域各水体微塑料丰度处于中度偏高水平,丰度范围为65.5~353 n ·L^-1,且以0~0.5 mm范围内的小粒径微塑料为主,占各流域水体中微塑料的80%以上;各流域水葫芦截留或吸附的微塑料丰度范围为36~204 n ·kg^-1,且以0~1.5 mm范围内的小粒径微塑料为主,所占比例达80%以上;水葫芦吸附0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度含量与水体中0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度间呈显著相关,水葫芦对水体中占比较高的小粒径微塑料具有明显的吸附效应.鄱阳湖五河流域水体微塑料的聚合物成分以聚乙烯和聚苯乙烯为主体;各流域水体微塑料的丰度处于较高水平,以0~0.5 mm的小粒径微塑料为主,对水体生物及水环境易构成生态风险.各流域水葫芦对水体微塑料具有显著的吸附效应,且以吸附0~1.5 mm的小粒径微塑料为主;水葫芦吸附0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度值与水体中0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度间存在显著相关性;水葫芦对水体中的小粒径微塑料具有较强的吸附效应,可为水生植物吸附或截留水体环境中的微塑料提供一定的参考依据.     

景观水体的修复技术

针对目前景观水体存在的问题,本文简单介绍了水景水体的修复原则和方法。结合景观水治理工程的实例,分别从物理、化学和生物方法三个方面总结了景观水体的各种污染控制和管理措施,分析其优缺点及适用性。详述了水生植物、水生动物、微生物以及它们之间相互结合处理富营养化水体的修复技术。提出景观水体污染控制的关键是将污水处理的常规处理技术与生态处理技术有效结合。通过生物-生态技术的集成,全方位增加有益水质净化的水生生物,是富营养化水体生物-生态修复技术有效的强化手段。     

原位生态修复技术在城市河道中的应用

以昆山市凌家浜河道作为原位生态修复的试验对象,综合运用水生植物修复技术、生物膜技术等,改善水质。结合水生动物,平衡水体内浮游生物种类结构和数量,促进降解和转移水体中有机物质,达到河道生态系统原位修复的目的。研究表明:在有部分外源污染的情况下,采用该技术修复河道,水质改善显著,水体透明度、COD、TP、TN、NHN、叶绿素a等主要水质指标达到或优于地表水质标准。