春夏两季四种植物净化生活污水的静态试验研究

在春夏两季，分别开展为期30天的静态试验，以研究芦苇、黄菖蒲、美人蕉、香蒲四种湿地植物对富营养化生活污水的净化效果。试验结果表明：通过纵向比较，夏季时植物对TN、TP的净化效果优于春季。通过横向比较，春季时黄菖蒲和香蒲的净化能力较强；夏季时美人蕉的净化能力较强。在时间上，可将喜温植物与耐寒植物结合，以保证湿地系统的长年运行；在空间上，可将挺水植物与沉水植物结合，以保证湿地系统的处理效果。     

滇池湖湾大水域种养水葫芦对水质的影响分析

为了探讨大水域种养水葫芦对滇池湖湾水质的影响,于2010年8—10月对滇池白山湾约70 hm2水葫芦种养区域的水质特征进行动态监测。结果表明,水葫芦区水体中总磷、总氮及高锰酸钾指数从9月中旬后开始逐步上升。水葫芦区水体溶解氧、pH较近水葫芦区和远水葫芦区显著降低,但水葫芦区溶解氧仍维持在较高水平;总磷、总氮及高锰酸钾指数较近水葫芦区和远水葫芦区显著升高;在水葫芦周围水体（近水葫芦区）水质得到明显改善,表现为水体透明度显著高于水葫芦区及远水葫芦区,总磷、正磷酸盐、总氮及叶绿素a明显低于水葫芦区及远水葫芦区。     

滇池外海北岸封闭水域控养水葫芦对水质的影响

在滇池外海北岸污染严重的0.25 km2封闭性蓝藻治理试验示范区内控养水葫芦,以削减富营养化水体内源氮(N)、磷(P)等污染物,探讨有效改善湖泊水质的生物治理措施.6月底按9.30 kg m-2投放水葫芦种苗,控养面积2.51hm2,示范区水面覆盖度为10%.结果显示:水葫芦放养后生长迅速,特别是在7-9月份,最大生长速率达37 2.7 g m-2 d-1;整个植株干物质平均N、P含量分别为23.22 g kg-1和5.03 g kg-1,每t鲜重水葫芦吸收1.63 kg N、0.35 kg P,通过水葫芦种养示范工程,直接由示范工程水域吸收带走N 1.15 t、P 0.25 t;水葫芦生长期间(7-12月),种养区较对照区水体DO、SD和p H均有下降;水葫芦根系具有较好的吸附拦截浮游藻类效果,致使种养区水体TN、TP和CODMn浓度显著高于对照区(P<0.05),并与水体Chl-a浓度显著正相关(P<0.05);水葫芦采收后并未引起二次污染,水质无恶化趋势.综上认为,规模化控养水葫芦可显著削减水体N、P等内源污染负荷,同时对浮游藻类吸附拦截效果明显,可将其滞留于特定水域,又能吸收利用藻类衰亡释放到水体的污染物,减轻外部空白水域水质恶化的压力.     

复合垂直流人工湿地的脱氮机理及影响因素分析

采用沸石和砾石作为填料,研究复合垂直流人工湿地处理农村生活污水的脱氮机理。试验结果表明:复合垂直流人工湿地对污水中氮的去除主要发生在下行流填料柱中,其去除机理主要是微生物对溶解态氮的硝化和反硝化作用;悬浮态氮沉积在填料孔隙中,会出现"氮释放"现象;水温、气水比、碳氮比、氮源形式等因素对湿地系统的脱氮效率有显著影响。     

滇池凤眼莲种养水域水体理化指标24小时变化规律

在滇池水域选择3个实验点,分别是外草海、老干鱼塘和龙门村,构建围栏控制性种养凤眼莲,用于吸收富集水体氮磷。于凤眼莲旺盛生长期内(2010年8月),每隔3小时监测种养区与对照区水体理化指标,包括气温、水温、p H、溶解氧(DO)、总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、硝氮(NO-3-N)、总磷(TP)和磷酸根(PO3-4-P),分析24 h内水体理化指标的变化规律。结果显示,(1)昼夜变化使得3个实验点水体p H和DO白天高于夜晚。由于气泡浮力机制影响,龙门村水体Chl-a浓度在中午12:00达到最高,在日落后21:00又出现一个高值;(2)外草海种养区NO-3-N浓度与TN浓度呈显著的正相关关系,与NH+4-N浓度呈显著的负相关关系,推测是因为凤眼莲可以促进富营养化水体的硝化、反硝化、硝化-反硝化反应的耦合过程。老干鱼塘水体由于p H过高,使得水体NH+4-N浓度明显高于NO-3-N浓度;(3)昼夜变化对水体氮、磷浓度并未表现出显著的影响。在野外大水面种养相对小面积的凤眼莲,种养水域内部的氮磷浓度均高于相对较远的对照水域;规模化种养凤眼莲方可有效降低整个水体的氮磷浓度。     

水葫芦对滇池底泥氮磷营养盐释放的影响

为了探讨水葫芦对富营养湖泊底泥氮磷营养盐释放的影响，通过原位采集滇池柱状底泥，以蒸馏水为上覆水，进行了25d的室内静态模拟实验。实验比较了水葫芦处理组和空白对照组底泥氨氮（NH4-N）、硝态氮（NO3^-N）、溶解性总氮（DTN）、正磷酸盐（PO4^3--P）等的释放特征。结果表明，与对照组相比，水葫芦处理组上覆水溶解氧、pH显著性降低，而PO4^3-P浓度显著性升高；在实验前2d，水葫芦处理组上覆水NH4^＋N和DTN浓度显著性高于对照组，而在5～25d时，其显著性低于对照组。根据上覆水营养盐浓度、水葫芦植株吸收营养盐总量，推算底泥氮磷营养盐释放的平均速率，表明水葫芦加速了滇池底泥氮、磷营养盐的释放速率，处理组氮、磷释放速率分别为对照组的5．3～170．2和1．5～21．6倍。     

滇池不同水域凤眼莲生长特性及氮磷富集能力

在滇池草海和外海水域共选择6个试验点,采用围栏设施有控制地种养凤眼莲(Eichhornia crassipes),初始放养量为3 kg·m-2,每2周监测1次各试验点水质状况、凤眼莲生长特性指标和植株氮磷含量,对比研究滇池不同水域凤眼莲生长特性及氮磷富集能力差异.结果显示,外草海水域水体氮磷浓度较高,凤眼莲生物量增长速率最高,平均为542 g·m12·d-1,全年累积生物量最大,可达85.37 kg·m-2,植株TN、TP含量(以干质量计,下同)最高,分别为32.9和8.2 g· kg-1.外海白山湾水域水体氮磷浓度相对较低,凤眼莲生物量增长速率较低,平均为150 g·m-2·d-1,全年累积生物量较低,为27.00 kg·m-2,植株TN、TP含量较低,分别为15.0和6.4g· kg-1.水体pH值、氮磷含量和风浪是影响风眼莲生长的主要因素.     

滇池外海规模化控养水葫芦局部死亡原因分析

为了找出外海规模化控养水葫芦(E.crassipes)局部死亡的原因,于2013年8月对控养水域水葫芦空白对照区、健壮区、轻度枯死区以及重度枯死区的水质理化性质、蓝藻生物量及水生植物病理学等方面进行了比较研究。结果表明:轻度和重度枯死区蓝藻生物量高达(4.21±0.49)×109 cells/L和(757.00±19.00)×109 cells/L,均显著高于空白区和健壮区(0.14±0.09)×109 cells/L和(1.46±0.11)×109 cells/L(P0.05);NH+4-N浓度为11.44±0.02mg/L和369.87±15.37mg/L,均显著高于空白区和健壮区0.32±0.01mg/L和0.34±0.01mg/L(P0.05);轻度和重度枯死区溶氧仅1.40±0.13mg/L和0.30±0.04mg/L显著低于空白区和健壮区的7.70±0.83mg/L和6.80±0.97mg/L(P0.05);枯死区水体氧化还原电位(Eh)较低,重度死亡区水体Eh为-279.70±29.70mv显著低于其他3处水域。并且,通过对枯死水葫芦常规病理学检测,并未发现病变迹象。由此推断:水葫芦死亡原因可能主要由下风向种养区蓝藻过量堆积死亡,致使水质恶化,水体严重缺氧,进而引起水体NH+4-N浓度过高,最终导致水葫芦死亡。这为今后种养水葫芦进行水体生态修复理论研究与实践运用提供借鉴和参考,也为利用水葫芦作为蓝藻拦截带,在水葫芦影响下的湖泊营养物质迁移与氮、磷、碳循环动力学提出了新的研究内容。     

两种漂浮植物的生长特性及其水质净化作用

采用自主研发的漂浮水槽,对两种常用于水体净化与修复的漂浮植物（凤眼莲和水浮莲）在水质净化效果和生长特征等进行了比较研究.结果表明,水浮莲对水体氮磷浓度有更高的要求,对水体中浮游藻类和叶绿素a去除率分别高达94.38%和95.06%,优于凤眼莲;凤眼莲对水体TN的去除率（82.08%）以及其叶片净光合速率（20.28～27.90μmol CO₂/（m²·s））和叶绿素a含量（1.05～1.08mg/g鲜重）均显著高于水浮莲（分别为71.82%、8.64～16.50μmol CO₂/（m²·s）和0.25～0.31mg/g鲜重）（P<0.05）.与凤眼莲共存情况下,水浮莲有更强的扩繁能力,但后者在实际工程应用中更具逃逸风险.为使两种漂浮植物的优势得到充分发挥,我们提出了基于这两种水生植物水体净化的“三明治”模式,为今后选用水生植物进行水体净化与修复的工程实践提供借鉴.     

规模化控养水葫芦改善滇池草海相对封闭水域水质的研究

在滇池草海的封闭水域东风坝和老干鱼塘开展修复富营养化水体的试验性工程示范。定期监测水葫芦(Eichhornia crassipes)生长规律,富集氮、磷能力,以及2个水域水葫芦种养后水质的周年动态变化。结果表明,2个水域水葫芦最大生长速率均出现在7月,生长速率分别为759.3和601.6 g·m-2·d-1,12月基本停止生长,东风坝和老干鱼塘水域新鲜水葫芦对氮、磷的富集量分别为1.95、0.17和1.74、0.14 kg·t-1,水体营养化程度直接影响水葫芦生长特征。规模化控养水葫芦明显提高水体透明度,降低水体溶解氧浓度和pH,但既未明显影响鱼类生长,又有利于水葫芦的生长与繁殖。在水葫芦种苗初始投放覆盖度10%、投苗量为22.5 t·hm-2条件下,水葫芦种养后(7—12月)东风坝水体TN、TP和NH4+-N平均浓度比种养前(6月)分别下降7.79、0.67和0.91 mg·L-1,老干鱼塘水体TN、TP和NH4+-N平均浓度比种养前分别下降1.03、0.08和0.09 mg·L-1。水葫芦被机械化打捞后,2处水域水体TN和TP浓度并未明显回升,水质变化较平稳,表明规模化控养水葫芦修复封闭的富营养化水域水质效果明显。