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。     

菖蒲对不同程度富营养化水体的净化作用研究

通过静态培养实验,研究了菖蒲(Acorus calamus L.)对5种不同程度富营养化水体水质的影响,比较了培养后各水体中菖蒲生物量变化.结果发现,TP、TN、NH4 -N、PO43- -P的去除量与水体各自初始浓度正相关.在实验初期TP、TN、NH4 -N、PO43- -P的变化速率快,后期变化速率减慢.极度富营养E组水体中营养盐去除率低于重度富营养D组水体.D组TN去除率达96.38%,TP去除率达98.32%.富营养水体D、E组COD运渐下降,中营养水体C组COD在开始水平上下轻微波动,低营养水体A、B组一周后略有上升,之后维持在7.078 mg·L-1以下.各组富营养化水体叶绿素a一周后都有明显下降,实验结束时叶绿素a下降率最高可达到98.01%,贫营养水体A组叶绿素a维持低水平.结果发现,菖蒲可以较好地净化富营养水体,同时也能保持清洁水体水质.在水体生态修复工程中具有良好的应用前景.     

富营养水体中常绿水生植被组建及净化效果研究

1992～1993年在富营养湖泊五里湖中开展了常绿型人工水生植被组建实验,在面积为2000m²的半封闭式围隔实验区中,选用耐寒植物伊乐藻和喜温植物菱及风眼莲,组建成了常绿型人工水生植被。这种常绿型人工水生植被不仅使实验区内常年保持较好的水质,而且对外来污染冲击有很强的缓冲能力。它可用于水源保护、局部性水质控制、污水净化生态工程、小型富营养水体的生态恢复等。如能解决耐寒型沉水植物伊乐藻与喜温型沉水植物种类间的衔接过渡,这种常绿型人工水生植被技术还可望用于富营养水体中天然水生植被的恢复。     

应用抑藻因子调控藻类生长的技术初探

通过对“浮游动物—藻类—植物-营养物质”之间食物链关系的观察和检测,结果表明：水体的营养程度与藻类生长繁殖直接相关;后生动物桡足虫类能有效去除水中的藻类;水生植物对消解富营养水体有一定的作用;利用富营养水体中这种相互消长的食物链之间的关系,能有效达到抑制藻类生长、改善水质的目的,应用抑藻因子调控藻类生长具有很好的应用前景.     

基于环境一号卫星CCD数据的洞庭湖夏季富营养状态评价

利用环境一号卫星数据,系统地分析洞庭湖富营养状态的年际时空变化特征.通过星地同步地面实验,建立起洞庭湖水体的叶绿素a浓度遥感反演模型、富营养状态评价模型.利用2009到2013年8月的多期环境一号卫星CCD数据,对洞庭湖富营养状态进行动态监测和分析.结果表明:1洞庭湖区主要以中营养为主.2009到2013年富营养化水体占全湖的面积分别为48.57%、63.84%、51.10%、35.27%、52.10%.2010年富营养化水体占全湖面积比最大,其次是2013年.2洞庭湖富营养水体主要集中在大小西湖、东洞庭湖西部及内湖地区.2009年到2013年大通湖和南湖这两个典型内湖重度富营养水体占全湖的面积比都在逐年下降,水质有好转的趋势.     

NH+4对镁改性生物炭除磷效果的影响

为提高人工湿地收割植物利用率并探讨水体中氨氮对镁改性生物炭(magnesium modified biochar,MBC)除磷效果的影响,本文以人工湿地植物芦苇为原料,引入金属镁离子对其改性,制备MBC,并以未改性生物炭(biochar,BC)为对照,通过批量摇床实验,研究了不同氮磷摩尔比(0、5、10)和初始磷浓度(100～500 mg·L-1)条件下,MBC、BC、BC与金属镁离子(BC+Mg~(2+))、Mg~(2+)这4种处理方式对磷酸盐的去除效果.结果表明,4种处理方式对磷的去除量排序为MBCBC+Mg~(2+)≈Mg~(2+) BC,溶液中NH+4的存在促进MBC吸附除磷,氮磷摩尔比越大,初始磷浓度越高,MBC的磷吸附能力越强. XRD图谱分析结果表明,在MBC、BC+Mg~(2+)、Mg~(2+)这3种处理方式中,当氮磷摩尔比为5、10时,NH+4与溶液中的Mg~(2+)和PO3-4发生沉淀反应,生成鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O),促进磷的去除.本研究利用人工湿地废弃生物质对富含氨氮和磷酸盐的溶液进行处理,确定了氨氮对水体中磷酸盐去除的促进作用,达到了回收利用、以废治废的目的,为水体富营养化治理提供了新的理论依据和数据支持.     

成都地区水质调查与富营养化评价

为了解成都地区各类水体的水质情况,以便为以后的水资源保护及水环境修复工作提供参考依据。特对成都地区的城市景观水体、住宅区景观水体、湖泊、河流以及农业养殖用水的水质情况进行调查,并采用综合营养状态指数法对各类水体的富营养化状态进行评价。结果表明:成都地区水质污染情况严重,河流和养殖水体均达到重度富营养水平,而城市水体也已接近中度富营养水平。     

淡水湖泊营养状态监测新方法——叶绿素比值模型

选取铜绿微囊藻、鱼腥藻、蛋白核小球藻、汉氏菱形藻、薄甲藻和小定鞭金藻作为湖泊水体从富营养状态到贫营养状态的代表藻种,用热乙醇-反复冻融-分光光度法测定其叶绿素a、b、c的浓度,通过分析叶绿素(chl)的比值、藻类种群组成和水体营养水平之间的响应关系,建立了叶绿素比值模型作为评价水体营养状态的一种新方法.在计算单种藻类chlb/chla、chlc/chla比值的基础上,结合目前我国湖泊水体不同营养水平藻类种群组成的统计数据,得到不同营养状态下多种藻类同时存在时水体chlb/chla和chlc/chla比值的变化曲线.结果表明,在中营养和贫营养水体中,chlc/chla值随营养水平的降低呈明显单调上升的趋势;在富营养化水体中,chlb/chla值随营养水平的降低而呈明显单调上升的趋势.根据这个规律,提出了判断水体营养水平的新标准,即:当chlc/chla0.30时,水体为贫营养;当0.18chlc/chla0.30时,水体为中营养;当chlc/chla0.18时,水体为富营养,此时,需要借助chlb/chla的值进行进一步的判断:当chlb/chla0.14时,水体为轻度富营养化;当0.08chlb/chla0.14时,水体为中度富营养化;当chlb/chla0.08时,水体为重度富营养化.以白洋淀为研究案例,分析结果表明,叶绿素比值模型判断和综合营养状态指数法判断结果相符.因此,叶绿素比值模型可以作为简单、快捷、准确的评价我国淡水湖泊营养状态的方法.     

5种植物沉床系统对富营养化水体修复效果研究

以狐尾藻、马来眼子菜、金鱼藻、伊乐藻和苦草5种沉水植物为试验材料,构建以沉水植物为核心的人工沉床,探讨富营养化水体中沉水植物的生长状况和沉水植物沉床系统对氮、磷和COD_(Mn)的净化效果。结果表明:5种沉水植物在富营养水体中生长良好,生物量明显增加,以金鱼藻生物量最大。5种沉水植物沉床系统对富营养化水体中的TP、TN和NH_4~+-N去除率较高,均值分别为70.16%、79.60%、79.82%,而对COD_(Mn)的去除率较低,平均为39.74%;其中金鱼藻沉床系统对富营养化水体中的TP、TN、氨氮、COD_(Mn)去除率均最高,分别为79.76%、85.23%、85.81%和46.16%。因此,金鱼藻沉床系统对富营养化水体修复效果最好,同时金鱼藻也是该沉床系统的优选植物。     

水体营养水平对奥尼罗非鱼消化酶和谷胱甘肽S-转移酶活性及控藻效果的影响

将奥尼罗非鱼分别投放到富营养、中营养和贫营养水体中,研究其消化酶和谷胱甘肽S-转移酶活性及控藻效果.富营养水体中奥尼罗非鱼消化酶活性均值最低,富营养水体中胃及肠中蛋白酶活性显著低于中营养和贫营养水体(p<0.05),3种水体中胃及肠中淀粉酶活性没有显著差异(p>0.05).富营养、中营养和贫营养水体中罗非鱼谷胱甘肽S-...     

5种水生植物去污抗逆能力的试验研究

在实验室人工模拟太湖地区初春较寒冷的气象条件下,对5种能越冬的水生植物(伊乐藻、微齿眼子菜、竹叶眼子菜、石菖蒲和水芹菜)在不同营养条件下去除氮磷的效果和一些反映其抗逆能力的生理生化指标进行了系统的对比研究.结果表明:这5种植物均能较好地吸收水中的营养物质,其中以水芹菜和微齿眼子菜的脱氮除磷效果最好;5种植物体内脯氨酸含量均与水体营养物质的质量浓度呈正相关,相同试验条件下,水芹菜和微齿眼子菜体内脯氨酸的积累倍数最高,表明二者的抗逆能力也较强;但当水体营养物质的质量浓度超过一定限值后,5种植物的生物量增长率均随水体营养等级的增高而下降.水芹菜和微齿眼子菜可作为构成双层次群落结构(FAMS)的优选植物种类,用于修复太湖地区富营养化水体.      

湿地植物在城镇污水处理系统中的作用特性研究

将不同类型湿地植物如凤眼莲、荇菜、稗草、黑藻、皇竹草、美人蕉等,引入城镇污水处理系统,考察其对污染物的去除效果和在湿地组合系统中的作用特性。盆栽实验发现,虽然植物对污水N、P营养元素的直接去除率分别只有14.0%～59.4%和8.6%～55.2%,但植物通过过滤、截留及加强有机物降解转化的作用,对水体中污染物的去除具有协同效应,使水体N、P的总去除率分别达65.4%～83.8%和43.5%～69.5%。将植物引入组合处理系统,中试实验结果表明,水体TN、TP和COD月平均去除率分别高达80.4%、74.3%和81.3%。与常规生化处理系统相比,处理效果大为增强,生化反应的能耗相对减少,出水水质较稳定,使湿地组合系统成为一种去N除P,防止水体富营养化的有效处理方法。     

微污染地表水的植物净化试验研究

桂林桃花江作为漓江的一级支流,水质逐年恶化,富营养化情况加重．对桃花江内水生植物调查后,选取较常见的水生植物苦草、金鱼藻、黑藻、菹草和菖蒲,将它们栽种到试验用桶中,并用桃花江水培养。试验进行40d后,结果表明,在去除总氮、总磷等方面,金鱼藻和菖蒲的效果较好,对总氮的去除率分别达到80．1％和70．2％,对总磷的去除率为93．4％和88．2％,水生植物对氨氮的去除效果较总氮好,为47．2％～91．1％,而除金鱼藻外其它水生植物对CODCr的去除效果不明显,沉水植物菹草由于较适宜生长在流动水体中,净化效果相对较差。     

不同水生植物富集氮磷能力的试验研究

研究了伊乐藻、菹草、微齿眼子菜、竹叶眼子菜、石菖蒲和水芹菜等水生植物在不同营养状态下体内富集N、P的能力。结果表明:植物体内氮磷浓度增加的趋势与所在水体中的氮磷去除效果相一致;挺水植物水芹菜和沉水植物微齿眼子菜吸收N、P的能力较强,可将这两种植物构成双层次群落结构用以修复太湖地区的富营养化水体。     

三种水生植物在不同季节去污能力的对比研究

在实验室人工模拟太湖地区春季和冬季不同气候条件下,对三种抗寒去污性能较强的水生植物伊乐藻、石菖蒲和水芹菜在不同营养状态下和不同季节温度条件下去除氮磷的效果进行了系统地对比研究。结果表明:这三种植物均能较好地吸收水中的营养物质,其中以水芹菜脱氮除磷效果最好;总体上植物在春季吸收氮的效果要好于冬季,但对磷的季节吸收差异没有氮明显。可利用沉水植物和挺水植物对氮磷去除的各自优势分别筛选吸收效果较好的植物品种,构成双层次群落结构(FAMS)用以修复太湖地区富营养化水体。     

水蕴草对不同程度富营养化水体中氮磷去除能力的研究

通过静态模拟试验,研究了沉水植物水蕴草[Elodeadensa（Planch.）Casp.]对5种不同程度富营养化水体中氮、磷的去除能力。实验结果表明,水蕴草在5种不同程度富营养化水体中均能正常生长,且对水体中的氮、磷均表现出良好的净化效果。5种不同程度富营养化水体的TN、NO₃-N、NH₄-N、TP浓度分别由初始的3～36、2.25～27、1.2～9、1.2～14.4 mg/L降至0.29～6.82、0.3～5.8、0～1.035、0.022～5.51 mg/L。在模拟的不同营养浓度条件下,水蕴草对5种水体中TN、NO₃-N、NH₄-N、TP的累积去除率分别为:17%～28%、62%～88%、30%～70%、60%～100%。研究同时发现,水蕴草可以较好地净化不同程度的富营养化水体,并能保持清洁水体水质。     

水生植物对富营养化水系统中氮、磷的富集与转移

基于人工模拟自然条件的方法,选取狐尾藻(Myriophyllum verticillatum L.)、水芹菜(Oenanthe javanica)及黑麦草(Lolium perenne)等3种水生植物,对滇池入湖河道污水进行净化试验研究.探讨了水生植物对富营养化水体中氮、磷在不同相中的富集与转移效果.结果表明,沉积物相中,3种植物对氮的富集率为狐尾藻(64.71%)水芹菜(19.12%)黑麦草(5.88%)空白(-7.84%),磷的富集率为水芹菜(187.2%)狐尾藻(144.6%)黑麦草(130.5%)空白(31.2%);生物相中,氮的富集率为狐尾藻(4.15%)水芹菜(0.5%)黑麦草(-14.6%),磷的富集率为狐尾藻(9.6%)水芹菜(3.8%)黑麦草(-6.5%);水相中氮的去除率为黑麦草(95.11%)水芹菜(83.08%)狐尾藻(71.42%)空白(58.10%),磷的去除率为黑麦草(88.17%)狐尾藻(79.58%)水芹菜(73.09%)空白(20.19%).     

Phytoremediation of urban wastewater by model wetlands with ornamental hydrophytes

Phytoremediation offers a cost-effective,non-intrusive,and safe alternative to conventional cleanup techniques.In this study,we used ornamental hydrophytes plants as constructed wetlands to treat urban or rural domestic wastewater.Most ornamental hydrophytes adapted to the wastewater well,and were fairly efficient in scavenging BOD_5(biological oxygen demand 5 d),COD(chemical oxygen demand),TN(total nitrogen),TP(total phosphorus)and heavy metals(Cr,Pb,Cd)in the wastewater.However,the efficiency varied a lot for various species to different contaminants,Iris pseudacorus L.and Acorus gramineus Soland were good choices for treatment of composite-polluted urban wastewater.Some variation in the change of membrane peroxidation and endogenous protective system in responses to wastewater was found among six hydrophytes,which have a correlation with the efficiency of wastewater treatment.It may demonstrate that the developed antioxidative systems of I.pseudacorus and A.gramineus contributed much to their superiority. On the other hand,interaction of different components in the wastewater might have certain effects on phytoremediation.     

串联垂直流人工湿地去除河水中磷的效果

利用在温室内构建的串联垂直流人工湿地模拟装置,以芦苇为湿地植物,填充砾石,研究两种水力负荷(0.2和0.4 m/d)、3个串联级数、有/无植物等对处理北京市清河河水磷去除的影响,试验共持续144 d. 结果表明:①在进水ρ(TP)为0.50~1.77 mg/L(平均值为1.15 mg/L)、ρ(DTP)为0.41~1.53 mg/L(平均值为0.9 mg/L)的条件下,TP去除率随进水ρ(TP)的升高而升高. ②水力负荷为0.2 m/d时,有、无植物3级串联系统磷的去除率分别为38.36%、26.85%;水力负荷为0.4 m/d时,分别为32.42%,23.99%,说明低水力负荷与有植物的条件利于除磷. ③有植物3级串联系统TP去除率平均值为38.36%,大于2级串联系统(28.30%);无植物3级串联系TP去除率平均值为26.85%,大于2级串联系统(21.81%)和1级串联系统(14.98%),串联级数增加,磷去除率升高. 研究显示,水力负荷为0.2 m/d时,有植物3级串联系统的TP去除率最高.      

Phytoremediation of levonorgestrel in aquatic environment by hydrophytes

Adsorption and degradation of levonorgestrel （LNG） by two hydrophytes, Cyperus alternfolius （CA） and Eichhornia crassipes （EC）, were investigated under light-shielding conditions in the water column. Variations of LNG concentrations in water, plant root epidermis, root, stem and leaf of the plants were analyzed. The results indicated that the removal efficiency of LNG by hydrophytes over the period of 50 days was significantly greater than the blank control （p 〈 0.05）, with the removal rates of 79.80%± 3.10% and 78.86% ± 2.55% for CA and EC, respectively. Compared with bio-adsorption, bio-conversion of LNG was found to be the dominant elimination pathway, evidenced by relatively high conversion rates （77.31% ±2.68% for CA and 77.82% ± 2.95% for EC）, while the adsorption rates were lower （1.77% ± 0.90% for CA and 1.05% ± 0.40% for EC）. The bio-adsorption and conversion of LNG showed no significant differences between the two hydrophytes. Additionally, the mineralization on root epidermis played an important role in the reduction of LNG in water.