植物配置与进水碳氮比对沉水植物塘水质净化效果的影响

将3种常见湖泊沉水植物苦草(Vallisneris spiralis)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)组合构建7种沉水植物稳定塘,分析植物组合对水体氮、磷、有机物去除效果;在此基础上,模拟不同碳氮比(C/N)条件下的沉水植物塘对污水的净化效果,进而探讨碳氮比对沉水植物去污效果的影响.结果表明:(1)7种沉水植物组合对氮、磷均具有一定的净化效果,其中苦草和轮叶黑藻组成的沉水植物塘净化效果最好.(2)3种C/N(1.89、5.93、12.09)条件下,苦草黑藻植物塘的去污效果有所差异,当C/N=5.93时,对污染物的综合去除效果最佳.因此对于沉水植物稳定塘而言,沉水植物组合能取得比单类植物更好的净水效果,并且通过添加适量碳源物质,调整污水的碳氮比,可以提升沉水植物塘的净水效果,研究结果对于实际工程构建稳定塘净化污水具有理论指导意义.     

改性龙须眼子菜吸附水溶液中Cu2+的性能

采用批式实验法对改性龙须眼子菜吸附溶液中Cu2+的吸附动力学过程及吸附平衡进行了研究,考察了溶液初始pH值、吸附剂用量、温度等对改性龙须眼子莱吸附Cu2+的影响.结果表明,吸附动力学过程可以用准二级动力学方程进行拟合,吸附等温线符合Langmuir模型而不符合Freundlich模型.吸附实验的优化条件为:溶液初始pH值为4.0～5.6,溶液初始Cu2+浓度与吸附剂用量比值为10～25 mg·g-1,吸附时间为30～45 min,吸附温度为20-30℃.龙须眼子菜经甲醇改性后对Cu2+的吸附性能有了很大程度的提高;在改性龙须眼子菜吸附Cu2+的过程中,存在离子交换作用,但不占主导地位;改性龙须眼子菜吸附Cu2+主要依靠醇、酚类中的O-H基团,酰胺类中的C=O、N-H与C-N基团,砜类中的S=O基团与Cu2+的配位作用.     

沉水植物黑藻腐解过程中营养盐释放过程

为探究沉水植物衰亡过程中营养盐的释放规律,采用黑藻(Hydrilla verticillata Royle)作为研究用沉水植物,在实验室内模拟了黑藻在初春温度下腐解过程中的主要营养盐碳、氮、磷的释放过程.结果表明:黑藻在试验初期迅速腐解,该过程中向水体释放大量碳(81.31%)、氮(81.62%)、磷(85.94%).但随着时间的推移,黑藻向水体释放的磷大部分沉积进入底泥,而氮有部分沉积进入底泥,同时有部分以气体形式移出水体.黑藻腐烂分解产生的厌氧条件以及高TOC供给促进水体反硝化作用加快氮素移出水体.但是较大生物残留量会引起水体缺氧,植物残体分解加剧,导致水质严重恶化,因此需要适时收割水生植物来控制水体残留生物量.     

蠡湖水环境综合整治工程实施前后水质及水生态差异

为探讨水环境综合治理工程措施对蠡湖水生态环境的改善效果,对工程实施前后蠡湖水生态环境的变化及趋势进行了分析. 结果表明,水环境综合治理工程实施后,蠡湖水质明显好转,水体中ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(COD_Mn)和ρ(Chla)年均值显著下降(P<0.01),ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(Chla)分别由综合治理前 (1992—2002年平均值) 的5.77、0.19 mg/L和59.90 μg/L降至综合治理后的3.13、0.13 mg/L和27.12 μg/L,ρ(COD_Mn)则由7.09 mg/L降至5.00 mg/L以下;表层沉积物中w(OM)、w(TN)和w(TP)分别由2001年的40.40、1.19、2.61 g/kg降至2012年的19.60、1.16、0.59 g/kg;2012年生态修复工程区内初步形成了一个水生植物较为完整的生态系统. 综合整治后,水质改善效果明显,但部分水体感观指标〔如ρ(TSS)、SD(透明度)〕改善效果不明显,底栖动物优势种群仍为耐污种,生态系统完全恢复还需时日. 因此,有必要进一步开展以提高透明度、恢复沉水植物为核心的生态优化调控,促进蠡湖由藻型浊水稳态向草型清水稳态转变.      

月湖底栖动物的空间格局及其对水草可恢复区的指示

底质适宜是富营养湖泊恢复沉水植物(水草)的重要前提。大型底栖动物可综合指示底质的污染程度,于2002~2003年在武汉月湖开展了底栖动物水平分布对水草可恢复区指示作用的研究。首先通过月湖底栖动物与环境的相关分析,选择颤蚓科寡毛类作为底质营养状况的指示类群,然后利用同类湖泊群颤蚓与水草数据分析阈值,初步确定颤蚓密度≤100 ind/m2的底质适合水草生长,最后绘制月湖颤蚓分布的水平等值线,显示水草恢复的合适区域。在此基础上构建了应用底栖动物空间格局指示水草恢复区的技术原理框架。     

太湖水源地水质净化的生态工程试验研究

基于生物净化技术与工程措施相结合的思想,在太湖北部的梅梁湾牵龙口水厂水源地实施了净化水质的生态工程试验.该水域位于太湖梅梁湾的东北岸.调查发现,由于这个地区夏季盛行偏南风,吹程长,风浪较大,导致沉积物易于悬浮,且蓝藻也易于在此堆积;同时该水域水较深、透明度较低.为了能够净化水质,在氮磷营养盐浓度依然很高、恢复沉水植物难以奏效的情况下,选择漂浮植物和浮叶植物为主要内容的水生植物恢复手段,结合消浪、挡藻和控藻等技术措施,使得示范区的环境条件得到改善,并达到了净化水源地水质的目的.同时,在试验区内布设大量用于附着生物富集的人工介质,如渔网.结果显示,试验区的水质得到了显著的改善.与示范区外的参照点相比,各项水质参数改善的程度达30%～60%.说明这种新的方法和思路是有效的.     

沉水植物苦草的营养成分分析与综合利用

沉水植物苦草的营养成分分析结果表明,其蛋白质含量为218.4 g.kg-1,脂肪含量为51.4 g.kg-1,多糖含量为37.6 g.kg-1,灰分含量为265.7 g.kg-1;氨基酸总量为147.6 g.kg-1(色氨酸未测),必需氨基酸为55.0g.kg-1;含有K、Ca、Cu、Fe、Zn、Mn、Na、A l、Ba等多种矿质元素,其中K、Ca、Fe、Na含量分别高达60.5、10.9、16.3、12.7 g.kg-1。可见苦草是一种优质的营养资源,具有很高的开发价值。在此基础上,进一步探讨了苦草的资源化利用方式和应用前景。     

丝状绿藻腐烂过程对水质和沉水植物黑藻生长的影响实验研究

从野外采集沉水植物黑藻种植于120L的塑料桶内,然后采集丝状绿藻放在培养黑藻的桶内.设种植黑藻而不放入丝状绿藻的桶为对照.由于夏季高温和强光,丝状绿藻在数天内会逐渐腐烂.研究发现,在丝状绿藻腐烂过程中,水体的溶解氧(DO)、pH值、水下光强度与水面光强度的比值均比对照组大大降低,尤其是溶解氧,有时甚至下降为零.而水体的温度、总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸钾指数(CODMn)在丝状绿藻腐烂过程中则上升,后3个指标大大高于对照.有丝状绿藻处理的试验组,随着丝状绿藻的腐烂,沉水植物黑藻亦慢慢腐烂,最后消失.而对照组黑藻生长良好,生物量大大上升.因此,我们认为,丝状绿藻腐烂过程中引起的水质指标变化,尤其是降低溶解氧、降低水下光照强度、降低pH和使水体温度上升是沉水植物黑藻死亡的主要原因.这种现象在进行沉水植被恢复过程中值得注意,并应寻找对策.     

大型水生植物对骆马湖氮磷元素及磷酸酶活性的影响

在骆马湖中选择有大型水生植物生长区域及无草对照区，测定主要水质指标，采集沉积物柱状样，分层测定沉积物氮磷元素含量及磷酸酶活性，探讨大型水生植物对骆马湖生态系统中氮磷元素及磷酸酶活性影响特征，结果表明：（1）大型水生植物生长区上覆水透明度明显高于对照(CK)，是对照(CK)19倍；但有草区凯氏氮(KN)、可溶性氮(DN)含量低于对照(CK)，方差分析表明二者差异极显著(〖WTBX〗p〖WTBZ〗≤001)；（2）大型水生植物生长能降低磷酸酶的活性，有草区不同深度沉积物酸（碱）磷酸酶活性总体小于对照(CK)，但沉积物表层磷酸酶活性最强；（3）有草区不同深度沉积物TP含量低于对照(CK)，但有草区表层沉积物凯氏氮(KN)含量高于对照(CK ).     

Algae mediate submerged macrophyte response to nutrient and dissolved inorganic carbon loading: A mesocosm study on different species

Nutrient and dissolved inorganic carbon are two important factors that influence the development and species composition of submerged macrophyte communities in shallow lake ecosystems. Yet little is known about their potential interactive effects on the submerged macrophytes and competition outcome of macrophyte–phytoplankton. We performed a mesocosm experiment to investigate the growth and photosynthetic performance of three submerged macrophytes in relation to phytoplankton/epiphyton with nutrient and bicarbonate enrichment. During the experimental period (42 d), increase in nutrient loading in water column resulted in a substantial burst of phytoplankton and epiphyton growth and increased light attenuation. When combined with nutrient loading, bicarbonate enrichment also resulted in a heavily phytoplankton- and epiphyton-dominated state, although bicarbonate enrichment per se does not cause the phytoplankton and epiphyton growth. However, increase in nutrient loading in water column had significant negative impact on individual performances (growth and photosynthesis) of the three submerged macrophytes and bicarbonate enrichment increased the effect of eutrophication on two dissected-leaf macrophytes (M. spicatum and E. nuttallii). Furthermore, our results also suggest that species-specific photosynthetic performances occurred when submerged macrophytes in an environment with high abundance of phytoplankton/epiphyton. This study highlighted that increase in nutrient loading and bicarbonate in water column is likely to interactively impact both abiotic and biotic properties of a freshwater ecosystem. The interactions of these two factors could select macrophyte species that are able to resist the shading from phytoplankton/epiphyton, making these species more dominant in natural freshwater ecosystems.