植物滞留系统草本植物对人工模拟雨水中锌的富集及去除效果研究

采用沙培实验,探讨4种草本植物(黑麦草、地毯草、早熟禾、高羊茅)对人工模拟雨水中重金属锌的吸收富集和去除效果,为植物滞留系统筛选草本植物提供科学依据。实验分析测定不同植物滞留系统介质、不同入口浓度情况下,植物地上部与根部锌含量及锌的去除率。结果表明:4种草本植物对人工模拟降雨径流中的锌均有较好的去除效果,锌的平均去除率为84.65%~91.12%。不同草本植物去除人工模拟降雨径流中锌的能力,从强到弱的顺序依次为:早熟禾>黑麦草>地毯草>高羊茅。其中,4种草本植物对锌的去除率随入口浓度的增加而增加;对于同一种草本植物同样的入口浓度情况下,沙土Ⅰ为最佳土壤介质,具有最佳去除锌能力。4种草本植物地上部和地下部锌累积量分别为419.19~960.98μg和569.61~1 024.11μg;其中黑麦草锌累积总量最高,其次是地毯草,最低为早熟禾。综合考虑污染物去除率和锌在植物体内的累积量,交替种植早熟禾和黑麦草可提高植物滞留系统去除锌的能力且有利于延长植物滞留系统寿命。     

岛屿硬化集水面雨水弃流方案与分质收集策略研究

通过研究海南岛文昌市水泥屋顶和水泥路面上的雨水径流特征,建立了岛屿地区不同硬化集水面的雨水弃流方案和分质收集策略.在降雨初期,水泥路面和水泥屋顶均发生明显的冲刷效应,水泥路面雨水径流污染物浓度远高于水泥屋顶,且不同硬化集水面上前30%雨水中的污染物浓度均高于后70%的雨水.通过与相关水质指标对比得出,水泥屋顶雨水径流可作为饮用水水源,水泥路面雨水径流经处理可作为城市杂用水使用.通过建立雨水径流污染物累积-冲刷经验模型,可计算不同硬化集水面的弃流雨量,并以此为依据制定了弃流方案.以两种典型硬质化集水面径流污染物传输特征、水质特征和弃流方案为基础,分别提出了屋顶雨水收集方案和多种生态方法协同作用的路面雨水收集方案,可为岛屿地区的雨水收集利用方案提供参考依据.     

城市雨水径流水质演变过程监测与分析

为了探讨降雨从落地前至居住小区出口径流的水质演变规律和污染特性,于2011年7～10月进行了6场雨水径流水质演变过程的监测与分析,同时,初步对比了草带对屋面径流的净化效果.结果表明:①城市降雨从"落地前雨水-屋面径流-路面径流-小区出口径流",水质变化规律明显,落地前雨水水质最好,屋面径流和小区出口径流水质较差,路面径流水质最差;②雨水水质从落地前到小区出口的演变过程中,除可溶性TP平均浓度未超出地表水环境质量Ⅳ类标准外,COD、NH4+-N、TN平均浓度均超出地表水环境质量Ⅴ类标准;③前期晴天时间短的降雨径流污染物平均浓度明显低于前期晴天时间长的降雨,并且同一场降雨过程,降雨结束时径流水质明显好于初期;④草带对降雨径流中污染物的浓度削减作用明显,约1.0 m宽的草带对屋面径流污染物COD和氮的削减率基本都在30%左右.     

湿地植被对污水净化效果分析研究

人工湿地植被种植对污水净化具有显著性的改善作用,分析人工湿地植被种植与污水净化的量化关系,分析人工湿地植被种植对污水改善的原理,建立生态植被污水净化处理模式,采用多元回归分析方法人工湿地植被对水质控制和小型富营养水体生态恢复的效益因素,以营养物的去除率、重金属的去除率以及有机物去除率为指标,分析人工湿地植被种植对污水净化的生态学改善模型。研究表明,人工湿地植被种植能增加水体透明度,降低水体中的富营养物和重金属等物质,对污水具有显著性的改善作用。     

生态浮岛种植水生植物水质改善效果评价

该实验研究了生态浮岛种植水生植物对水体净化效果,比较了5种水生植物单独种植及混合种植对污染物的去除效果。实验初期水体的COD、TP、TN去除率迅速增加,水质改善。经过41 d实验处理,鸢尾、美人蕉+鸢尾、美人蕉对COD去除效果最好,去除率分别是89.4%、88.3%、86.5%;风车草、鸢尾、美人蕉+鸢尾对总磷去除效果最好,去除率分别是92.4%、91.1%、90.7%;花叶芦竹对总氮去除效果最好,去除率是60.5%。若要对水质整体有较好的改善效果,可以选择美人蕉、鸢尾、芦竹混合种植。     

植物滞留系统中草本植物对磷的去除效果研究

以黑麦草、地毯草、高羊茅和早熟禾为研究对象,研究4种草本植物在植物滞留系统中不同介质、不同入口浓度下对城市非点源(人工降雨径流)中污染物磷的富集能力和去除效果。结果表明:4种草本植物对人工降雨径流中的磷均有明显的去除效果,TP平均去除率在60.24%～83.56%。不同草本植物去除人工降雨径流中TP的能力,从强到弱的顺序依次为:早熟禾>黑麦草>地毯草>高羊茅。其中,对于同一种草本植物同样的入口浓度情况下,沙土Ⅱ为最佳土壤介质,具有最佳的去除磷能力。4种草本植物对磷的去除率随入口浓度的增加,去除率也随之增加。4种草本植物地上部和地下部磷累积量分别为2.27～5.92 mg和4.33～6.46 mg;其中黑麦草磷累积总量最高,其次是地毯草,最低的是早熟禾。综合考虑污染物去除率和磷在植物体内的累积量,交替种植早熟禾和黑麦草可提高植物滞留系统去磷能力且有利于延长系统寿命。     

黄土丘陵区小流域植被建设的土壤水文效应

以纸坊沟流域为研究对象,研究了植被恢复后不同植被对土壤水分的影响情况,得出如下结论:①草地土壤水分含量大于灌木林地,灌木林地土壤水分含量大于乔木林地;②选用乡土树种油松造林对土壤的干化程度较轻,选用刺槐造林时要考虑立地条件和造林密度,林草隔带种植可以减轻土壤干化程度;③灌木林下阴坡土壤干层并不比阳坡干层程度轻。土壤干化程度和植被种类直接相关。此外,受种植密度及人为干扰影响;④和以前人们的认识不同,天然草本植被也会形成土壤干层,其中白羊草和长芒草形成有利于自身群落稳定的干层,但茭蒿形成的干层则对自身稳定不利,在植被建设上应引起足够重视。     

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑积沙区的植被分带性

呼伦贝尔沙质草原现代风蚀坑主要包括平缓草地的简单风蚀坑、复合风蚀坑和固定沙丘的简单风蚀坑3种类型。坑后积沙区植被出现明显的分带性,且随风蚀坑及其下风侧积沙体的形态、尺度而发生变化。在平缓草地简单风蚀坑下风侧积沙体平面形态呈顺风向的舌状,由坑口至原生草地,随积沙厚度顺风向减小,依次出现沙蓬、冰草和百里香3个植被带;平缓草地复合风蚀坑后缘形成具有滑落面的大型流动沙丘,在沙丘背风侧顺风向依次出现舌状裸沙带、舌状拂子茅带及两侧的冰草带;固定沙丘风蚀坑坑后积沙呈裸沙形式穿越沙丘原有的山刺玫和小叶锦鸡儿两个灌木带,并在裸沙带外围形成舌状拂子茅带。风蚀坑下风侧积沙区植被的分带性反映了草地植被对风沙活动的响应,即随着坑后积沙体的扩大,草地植被由原生向沙生逆向演替。     

下凹式绿地径流污染控制与径流量消减影响因素分析

通过搭建下凹式绿地装置,人工配水模拟地表降雨径流污染物,考察了下凹式绿地中不同植被种类、基质厚度、不同重现期下对径流污染物的去除效果,同时通过监测短历时和长历时降雨事件,考察了下凹式绿地对径流量的消减效果。研究结果表明,在降雨重现期为1 a的情况下,当植被种类选取百喜草,基质厚度为60 cm,下凹式绿地污染物去除效率最好、并且有很强的滞留径流的能力,对COD、TP、TN、SS的平均去除率分别为56.3%、72.1%、47.1%、74.3%,在降雨过程中,下凹式绿地延缓径流峰值的时间为24~30 min。随着降雨重现期的增大,径流污染负荷增大,1 a重现下的COD、TP、SS的平均去除率比5 a、10 a重现期的污染物消减率高出2.9%~43%。研究结果以期为提高下凹式绿地径流污染控制和径流总量消减效率及推广应用提供参考。     

洱海沙坪湾湖滨带不同植被带中细菌分布特征

湖滨带是湖泊保护的重要屏障,其不同植被带中的细菌对入湖污染物降解起重要作用.为研究不同植被带中的细菌分布,以洱海沙坪湾湖滨带为研究对象,采用Illumina HiSeq高通量测序方法,对其中AG(乔草植被带)、EP(挺水植被带)、SP(沉水植被带)和UV(无植被带)的土壤或沉积物中的细菌多样性和群落结构进行研究.结果表明:湖滨带植被带中细菌种类丰富,共有54个门、106个纲、192个目、334个科和503个属被检测到,细菌的OTUs从高到低依次为EP(3 162个)、AG(2 926个)、UV(2 709个)和SP(2 427个),Shannon-Wiener多样性指数从高到低依次为EP(10.14)、AG(9.75)、SP(9.44) 和UV(9.26);湖滨带植被带中主要细菌类群是变形菌门(Proteobacteria)(AG,48.55%;EP,47.83%;SP,40.36%;UV,44.00%)、酸杆菌门(Acidobacteria)(AG,19.30%;EP,5.31%;SP,5.67%;UV,6.30%)、厚壁菌门(Firmicutes)(AG,6.01%;EP,8.24%;SP,3.96%;UV,13.13%)和绿弯菌门(Chloroflexi)(AG,3.98%;EP,8.91%;SP,8.95%;UV,7.59%),主要类群在不同植被带中占比不同;植被带类型对细菌的群落结构特征影响不大,但对细菌种群的多样性影响较大.典型对应分析(CCA)结果显示,w(TP)、pH和w(OM)(OM为有机质)是影响不同植被带细菌种群结构的主要环境因子.