蜘蛛兰去除不同程度富营养水体中氮磷及抑藻效应简

研究了蜘蛛兰在不同程度富营养化水体中对氮、磷的去除和对藻类的抑制效应。结果表明,蜘蛛兰在3种不同程度富营养化水体中均能正常生长,且对富营养水体中的氮、磷和叶绿素a浓度均表现出良好的净化去除效果。在45 d的实验中,3种不同程度富营养水体的TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N和TP浓度分别由初始的3.69~25.65、2.79~21.14、0.75~3.57和0.14~1.23mg/L降至1.25~18.99、1.08~16.03、0.18~1.39和0.06~0.77mg/L,在3种不同程度富营养水体中植物的平均生物量累积增长率分别为40.98% 、64.41% 和95.08%。实验各处理组富营养化水体中的叶绿素a浓度及荧光参数短期内都显著下降,而各对照组中则较稳定或略有下降。蜘蛛兰不仅可以净化富营养水体中营养元素,且对水体中藻类的生长有明显的抑制作用,其在水体生态修复工程中具有良好的应用前景。     

草型湖泊与藻型湖泊水体中氮的组成和循环方式——惠州南湖水生态修复与构建工程前后的水体氮营养变化

通过对南湖水生态修复前后的水体中TN、Nn4^＋-N、NO3^- -N、NO2^- -N的比较,得知TN下降了59．58％,除NO2^- —N外,其他形态的氮均有不同程度的下降。同时水体中不同形态的氮的比例也发生了变化。底泥中,NH4^＋ -N的释放量降低了16．92％,有机悬浮物浓度大幅度下降。沉水植物使溶解氧含量升高,加速了有机氮的矿化作用和亚硝化作用。氮的循环方式,由原来以藻类为主要循环中介转变为以沉水植物为主要循环中介,从而大幅度降低了氮的循环速率和通量,湖泊的富营养化现象得到有效控制。     

不同生育期美人蕉-微生物修复富营养化水体

生物修复水体富营养化,尤其是植物和微生物联合修复为目前水体富营养化治理方面的研究热点。不同生育期植物和微生物联合修复鲜见报道。研究不同生育期美人蕉和固定化微生物对富营养化水体的联合修复作用。结果表明,营养生长期和开花期美人蕉-微生物组处理前3天,富营养化水体中不同形态氮和磷浓度快速下降,用于美人蕉生长发育。从富营养化水体氮去除效果来看,营养生长期美人蕉-微生物联合处理去除效果略好于开花期,对磷的去除效果相反。美人蕉吸收氮元素为营养器官利用,其营养器官全氮增长量与生殖器官（花）形成显著差异（P<0.05）。花是美人蕉全磷含量最高、全磷增长量最高的器官,其全磷含量和全磷增长量与营养器官均形成显著差异（P<0.05）。实验结果表明,不同生育期美人蕉-微生物联合处理对氮和磷的吸收利用存在差异。     

冬季低温条件下浮床植物对富营养化水体的净化效果

在冬季低温条件下,采用浮床无土栽培技术,研究了水芹菜、多花黑麦草以及大蒜3种耐寒植物对富营养化水体的净化效果。试验结果表明,3种植物在水温4.0～10．1℃的条件下均生长良好,对水体中TN、NH4^＋-N、TP、CODMn污染物的去除率分别为59.3％～29.2％、65、2％～39.3％、55.6％～33.9％,55．7％～49．5％．对藻类的抑制率为88．4%～92．3％。通过比较,水芹菜净化能力最强,多花黑麦草次之,大蒜最弱。本项研究丰富了冬季低温条件下治理富营养化水体的方法．也为冬季浮床植物的选择提供了依据。     

长春南湖营养盐与叶绿素a的分布与富营养化评价

在研究长春南湖水体中TP、TN和叶绿素a的时空分布及相关性的基础上,采用综合富营养化指数法对南湖水体进行评价。结果表明:(1)常温期,TP、TN和叶绿素a含量均为9月5月;9月的TP、TN为表层底层,叶绿素a含量为底层表层;5月的TP、TN和叶绿素a的含量均为底层表层;TP为渔场保护区人为活动区荷花池区,TN和叶绿素a含量均为渔场保护区荷花池区人为活动区。(2)冰封期,TP、TN和叶绿素a含量为水层冰层;TP、叶绿素a含量为渔场保护区人为活动区,TN为人为活动区渔场保护区。与常温期相比,TP、TN和叶绿素a含量总体上均为9月5月2月;各区水体中TP和叶绿素a含量的分布与常温期保持一致,而TN的分布有一定的变化。(3)相对于氮,磷含量的高低是控制藻类及浮游生物生长更为关键的因子。(4)9月的营养级别是中度富营养,2月的营养级别是中营养,5月的营养级别是轻度富营养。综合营养状态指数大小依次为9月5月2月。常温期不同功能区的营养级别均属轻度富营养。     

水生植物修复氮、磷污染水体研究进展

氮、磷是引起水体富营养化、导致水质恶化的重要因素,因此去除氮、磷一直是污水处理的重要任务.鉴于传统物理、化学方法存在的操作难、成本高、易产生二次污染等问题,人们越来越多地将目光转向利用水生植物去除氮、磷营养物质、净化水质上.介绍了近年来国内外应用水生植物修复氮、磷污染水体的方法、效果及其影响因素,探讨了水生植物净化污染水体的机制.针对目前研究中的不足,提出今后应在不同植物种类开发、植物组合优化以及植物的净化机制等方面加强研究.     

3种水生植物对富营养化水质的净化性能比较

选择芦苇、狐尾藻、菖蒲3种水生植物净化富营养化水体,考察了不同水生植物及组合对富营养化水体中硝酸盐氮、氨氮、TN、TP、COD、BOD5的去除效果。结果表明,菖蒲对氮、磷的去除效果明显优于芦苇和狐尾藻,狐尾藻在COD的去除上表现出一定的优势,而芦苇对BOD5的去除效果最加。在植物组合处理中,菖蒲+狐尾藻组合对氮、BOD5去除效果最佳,处理28d后,TN、BOD5去除率分别达80%、57%,芦苇+菖蒲组合对TP、COD去除效果优于其他组合,处理28d后,TP、COD去除率分别达87%、72%;处理过程中,狐尾藻生物量增长最多,且对芦苇、菖蒲具有明显的抑制作用,是3种植物中的优势物种。综合考虑水质净化效果及植物生长状况,菖蒲和芦苇可作为富营养化水体的净化植物,而狐尾藻则应该谨慎使用。     

6种湿地植物吸收污水中氮和磷的动力学

为研究不同湿地植物对污染水体中氮、磷的去除效果,采用改进耗竭法研究水竹、金花菜、空心菜、雪里红、芋头和韭菜等6种湿地经济植物对溶解性总磷(TSP)、硝态氮(NO-3-N)及铵态氮(NH+4-N)的吸收动力学特征。目的是在对污染水体进行修复时,可以根据不同的污染程度选择相应的经济作物。结果表明:空心菜适应任何TSP、NO-3-N及NH+4-N浓度的污水,水竹则适应TSP、NO-3-N及NH+4-N浓度较低的污染水体;韭菜与金花菜对TSP、NH+4-N浓度较高的污染水体有较大吸收效率,而雪里红则适合浓度较低的水体;对于含NO-3-N水体,韭菜与雪里红具有较大吸收速率,适宜高NO-3-N水平的养分条件,金花菜具有较大亲和力,适宜于NO-3-N浓度低的污染水体;芋头的最大吸收速率最小而亲和力最大,不适宜作为湿地植物修复污染水体。6种湿地植物都具有喜铵性,对NH+4-N有更好的吸收效果。     

水生蔬菜型湿地植物对氮、磷营养盐的吸收动力学

采用改进的常规耗竭法研究了6种蔬菜型湿地植物根系对氮、磷营养盐的吸收特征及差异。这6种植物根系对NH_4~+-N、NO_3~--N和H_2PO_4~-的吸收动力学特征均可采用Michaelis-Menten方程描述。结果表明:不同植物对氮、磷的最大吸收速率I_(max)和最小亲和力K_m有显著差异。6种植物对NH_4~+-N的吸收速率最大,对H_2PO_4~-的亲和力常数较小,所以当水体中氮、磷浓度较低时,优先选择吸收磷,但对铵态氮的吸收速率最快。通过对6种植物根系吸收氮、磷的最大吸收速率I_(max)和亲和力常数K_m的比较可知,空心菜根系拥有最大的I_(max)和最小K_m,说明空心菜能够适应任意浓度的水体净化,芋头I_(max)较低而K_m较大,说明芋头不适宜作为生态修复植物;韭菜适合高氮、磷水平的水体净化,可用作水体修复中的先锋植物,生菜适合低氮、磷水平的水体净化;雪里蕻适宜用于低P、低NH_4~+-N、高NO_3~--N水体修复,金花菜则是对高P、高NH_4~+-N、低NO_3~--N水平的污染水体处理效果相对较好;但考虑食用安全性问题,重金属含量可能超标,工程应用时需谨慎。     

滤食性生物孵化器净化微污染景观水的试验研究

搭建滤食性生物孵化器,利用藻类吸收水体中氮、磷,滤食性生物捕食藻类,实现微污染景观水体的原位净化。试验结果表明,当TN、TP初始质量浓度分别为5.0、0.100mg/L时,30L微污染景观水的最佳滤食性生物孵化器载体(50mm×65mm×75mm聚氨酯泡沫塑料块)投放量为15块;滤食性生物孵化器对微污染景观水中的叶绿素a、TN和TP均有较明显的去除效果。对于TN、TP初始质量浓度分别低于5.0、0.100mg/L,更换周期在3d以上的微污染景观水,采用滤食性生物孵化器可将叶绿素a的质量浓度控制在10mg/m3以下,TN、TP可分别控制在2.0、0.010mg/L以下。     

Phytoremediation to remove nutrients and improve eutrophic stormwaters using water lettuce (<Emphasis Type="Italic">Pistia stratiotes</Emphasis> L.)

Background, aim, and scope  

Water quality impairment by nutrient enrichment from agricultural activities has been a concern worldwide. Phytoremediation technology using aquatic plants in constructed wetlands and stormwater detention ponds is increasingly applied to remediate eutrophic waters. The objectives of this study were to evaluate the effectiveness and potential of water lettuce (Pistia stratiotes L.) in removing nutrients including nitrogen (N) and phosphorus (P) from stormwater in the constructed water detention systems before it is discharged into the St. Lucie Estuary, an important surface water system in Florida, using phytoremediation technologies.     

3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果研究

研究了风车草(Cyperus alternifolius)、菖蒲(Acorus calamus)和富贵竹(Dracaena sanderiana)3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果,试验共持续35 d。结果表明,在水温24～30℃条件下,风车草和菖蒲生长良好,生物量大,而富贵竹生长较差,生物量增加少;3种植物对NH_4~+-N的去除率分别为76.8%、85.5%和53.6%,对TN的去除率分别为69.1%、66.2%和54.4%,对TP的去除率分别为76.9%、84.6%和61.5%,对PO_4~(3-)-的去除率分别为91.7%、91.7%和75%,对真实色度有明显的去除效果;3种植物对氮磷和真实色度去除效果与对照之间均达到显著差异(P0.05),自然沉淀是浊度去除的主要原因,植物吸收同化作用是NH_4~+-N去除的主要途径,植物吸收是溶解性磷去除的主要途径。试验表明,风车草和菖蒲对富营养化水体中氮磷和真实色度有较好的去除效果,可作为富营养化水体治理的优良物种而推广使用。     

增蓝剂停留时间及对水质和浮游植物影响分析

水体遮光剂能干扰水下光照,抑制藻类生长。为了探讨水体遮光剂-增蓝剂在自然水体的作用情况,对围隔内增蓝剂的停留时间及水质、浮游藻类和沉水植物的变化特征进行分析。结果表明,当围隔水体中增蓝剂浓度为1 mg/L时,5周内其降解超过50%,9周后降解超过95%。与对照组相比,增蓝剂对围隔内总氮、总磷浓度无明显影响,易氧化成分的存在导致CODMn浓度升高至8.60 mg/L,但CODMn浓度随增蓝剂的降解逐步降至7.81 mg/L。在增蓝剂作用下水下光照度衰减明显,水深0.2 m处仅占水表面光强的21.16%,光衰减系数(k)为0.7 m-1。增蓝剂对藻类生长抑制作用明显,抑制率高达56.24%,但对金鱼藻生长无显著影响。     

沉水植被构建对上海辰山植物园景观湖水质的影响

以辰山植物园景观湖为研究对象,研究了景观湖建成初期沉水植物群落构建对水体水质因子的影响;并应用相关性分析(correlation analysis)和主成分分析(principal components analysis)对各水质和生态因子之间的相互关系进行了研究。结果表明,景观湖沉水植被建成1年后,水体水质处于Ⅲ类,其中叶绿素a含量5.48±1.930μg/L、总氮1.40±0.136mg/L、总磷0.080±0.015 mg/L、透明度108±20 cm、高锰酸盐指数5.50±1.26 mg/L;除高锰酸盐指数(CODMn)外,其他水质指标均较构建前有显著改善;并且景观湖水质显著优于外河道补充水源水质。相关性分析表明,景观湖水体叶绿素a含量与N、P营养盐呈显著正相关,但却与水温呈极显著负相关,这显示了草型景观湖水质的显著特征;主成分分析显示,第一主成分包含硝态氮、亚硝态氮、总磷、活性磷、叶绿素、水温、透明度和pH等变量,第二主成分包括高锰酸盐指数和氨氮等变量;第一主成分中的水质参数可作为辰山植物园景观湖后续水生态管理中的主要监测对象;此外,主成分分析还显示TP对水体叶绿素的增加具有很高正权重。     

固载型TiO2光催化反应器对富营养水体杀藻作用研究

以泡沫镍作为载体，利用电沉积技术将纳米TiO₂负载在泡沫镍上，制成固载型TiO₂光催化反应器。研究表明，经过光催化反应器处理的富营养水体，30 h内叶绿素a由96.2 mg/m³降至2.2mg/m³，下降率达97.6％，而未负载纳米TiO₂普通泡沫镍材料，在同样光强的紫外灯照射下，叶绿素a下降率为74.3％，表明紫外光照射虽然也具有一定的杀藻功能，但是光催化反应才是藻类被杀灭的主要原因。利用9.54 m³景观喷水池进行杀藻中试，光催化反应器也同样表现出优异的杀藻性能，12 d内叶绿素a由18.7 mg/m³降至1.9mg/m³，下降率达到89.8％，水体由浓绿变为清澈见底，这表明光催化反应器具有很强的杀藻能力，通过有效杀灭富营养水体中藻类、控制藻类基数，对应急处理城市景观水、湖泊等富营养水体和突发性藻华，提高生物-生态法处理效率，改善城市水环境具有十分重要的意义。     

Enhancement of nitrogen and phosphorus removal from eutrophic water by economic plant annual ryegrass (Lolium multiflorum) with ion implantation

Severe eutrophication of surface water has been a major problem of increasing environmental concern worldwide. In the present study, economic plant annual ryegrass (Lolium multiflorum) was grown in floating mats as an economic plant-based treatment system to evaluate its potential after ion implantation for removing nutrients in simulated eutrophic water. The specific weight growth rate of L. multiflorum with ion implantation was significantly greater than that of the control, and the peroxidase, nitrate reductase, and acid phosphatase activities of the irradiated L. multiflorum were found to be greater than those plants without ion implantation. Higher total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) removal efficiencies were obtained for the L. multiflorum irradiated with 25 keV 5.2?×?10¹⁶ N⁺ ions/cm² and 30 keV 4.16?×?10¹⁶ N⁺ ions/cm², respectively (p?L. multiflorum itself was directly responsible for 39–49 and 47–58 % of the overall N and P removal in the experiment, respectively. The research results suggested that ion implantation could become a promising approach for increasing phytoremediation efficiency of nutrients from eutrophic water by L. multiflorum.     

Lake eutrophication at the urban fringe,Seattle region,USA

Nutrient pollution and associated eutrophication of freshwaters threaten the ecological integrity and the services provided to humans by lakes. We examined how human residential development influenced the level of lake eutrophication in the Seattle, WA, USA, region. We surveyed 30 lakes and measured 3 indicators of eutrophication: concentrations of chlorophyll-a and phosphorus, and the proportion of algae that are inedible to zooplankton. We classified lakes based on the waste-treatment method for shoreline homes: septic, sewer, and undeveloped lakes. Septic lakes occurred along the urban-rural fringe while sewer lakes occurred near urban centers. Septic lakes were more eutrophic than sewer lakes and undeveloped lakes, as indicated by higher levels of phosphorus and chlorophyll-a. These results suggest that septic systems contribute to the high levels of eutrophication in lakes at the urban-rural fringe. Lakes at the urban-rural fringe represent an opportunity for proactive management of urban expansion to minimize lake eutrophication.     

Climate change impact on water quality: model results from southern Sweden

Starting from six regional climate change scenarios, nitrogen leaching from arable-soil, water discharge, and nitrogen retention was modeled in the R?nne? catchment. Additionally, biological response was modeled in the eutrophic Lake Ringsj?n. The results are compared with similar studies on other catchments. All scenarios gave similar impact on water quality but varied in quantities. However, one scenario resulted in a different transport pattern due to less-pronounced seasonal variations in the hydrology. On average, the study shows that, in a future climate, we might expect: i) increased concentrations of nitrogen in the arable root zone (+50%) and in the river (+13%); ii) increased annual load of nitrogen from land to sea (+22%) due to more pronounced winter high flow; moreover, remote areas in the catchment may start to contribute to the outlet load; iii) radical changes in lake biochemistry with increased concentrations of total phosphorus (+50%), total nitrogen (+20%), and planktonic algae such as cyanobacteria (+80%).     

5种水培植物对富营养化水体的净化能力

为了研究水培植物对富营养化水体的净化能力,将莴笋(Lactuca sativa var.angustata)、空心菜(Ipomoeaaquatica)、番茄(Lycopersicon esculentum)、生菜(Lactuca sativa var.ramosa)和黄瓜(Cucumis sativus)5种蔬菜放置于富营养化水体中培养,定期测定水体中总氮和总磷含量的变化。实验结果表明,水培莴笋、空心菜、番茄、生菜和黄瓜对富营养化水体中总氮的去除率分别为66.45%、91.28%、93.74%、93.04%和90.11%;对总磷的去除率分别为96.44%、97.48%、85.62%、88.08%和90.97%。比较5种水培蔬菜单位鲜重的总氮和总磷去除能力,结果表明,生菜的总氮和总磷去除能力最强,分别为0.69 mg/(L.g FW)和0.06 mg/(L.g FW),可作为净化富营养化水体优先选择的植物物种。