土壤原位覆盖对底泥的修复作用研究

在高度厌氧底泥和富营养化水体构成的模拟生态系统中,采用土壤和硅藻土进行原位覆盖,研究了覆盖技术对水．沉积物界面微环境的改善作用和不同覆盖材料对苦草生长的影响。这2种底质覆盖后,表层底泥氧化还原电位（Eh）分别提高了48．37％和46．77％,底层水体的溶解氧消耗降低,水体中的总氮（TN）和总磷（TP）含量降低;与对照箱体的苦草死亡相比,经过土壤和硅藻土覆盖的箱体中苦草正常萌发、定植和生长;硅藻土箱体苦草的生物量、叶绿素和根茎比均高于土壤覆盖箱体。因此,原位覆盖能有效改善底层水体和表层底泥的氧化还原环境,隔绝污染底泥和延缓营养盐释放,为沉水植物种子萌发和幼苗生长提供有利的生境条件。     

DDT污染土壤的植物修复技术

本文报道用植草方法研究为DDT及其主要降解产物污染土壤的植物修复技术。在污染物的浓度为0．215mg/kg的土壤中，种植10种草3个月后DDT及其主要降解产物的总含量分别降低19．6％－73．0％。种植不同品种的草对土壤中污染物有不同的去除能力，其中以种植丹麦产的Taya草（Per.ryegrass）与美国产的Titan草（Tall fescue）为最强。用种植草的方法修复受DDT及其主要降解产物污染的土壤是一项可行的技术。在去除土壤中DDT的作用上，草的吸收是轻微的，只占原施药量的0．13％－1．08％，土壤中污染物消失的主要因素是土壤中生物降解作用的结果。     

不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响

采用苦草（Vallisneria spiralis Linn.）和铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）共生培养的实验方法,通过追踪测定铜绿微囊藻的生物量、叶绿素a含量、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,研究了不同质量浓度苦草对铜绿微囊藻生长及抗氧化酶系统的影响。结果表明,质量浓度大于10 g/L时,苦草对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,表现为苦草质量浓度为10、20和40 g/L时,第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为63.3%、94.7%和99.8%,培养过程中,铜绿微囊藻的叶绿素a含量逐渐减少,而SOD、POD活性及MDA含量呈现先增加后逐渐降低的趋势,表明苦草释放的化感物质在经过一定时间积累后能够明显抑制铜绿微囊藻SOD和POD的活性,引起细胞的氧化损伤,促进叶绿素的分解,从而导致藻类死亡,这是苦草抑制铜绿微囊藻生长的原因之一。     

多孔陶瓷滤球与沉水植物联合作用处理杭州西湖沉积物中的磷

首次将新型环保陶瓷滤球（red mud-based porous ceramic filter material,PCFM）作为吸附材料,与沉水植物处理沉积物磷技术相结合,通过测定沉积物各形态磷含量的变化,以期研究该吸附-生物联合修复技术对沉积物磷的修复效果。结果表明,苦草组对沉积物各形态磷去除量随时间的变化逐渐增大,苦草在150 d时对沉积物TP、IP、OP、Fe/Al-P和Ca-P的去除量分别为51.60、16.32、34.74、46.37和-14.99 mg·kg-1。研究不同PCFM厚度与沉水植物苦草联合对沉积物磷的去除效果,发现厚度5 cm PCFM+苦草对对沉积物各形态磷的去除效果最好。在150 d时,对沉积物TP、IP、OP、Fe/Al-P和Ca-P在的去除量分别达到652.61、249.12、396.40、314.38和72.11 mg·kg-1,苦草与陶瓷滤球在对沉积物磷的去除过程中,可能存在有益于去除沉积物磷的相互促进的作用。可见PCFM和苦草联合作用处理沉积物磷的效果较好,可进一步应用于富营养化湖泊沉积物磷控制工程。     

淮河流域河南段退化河流生态系统修复模式

针对淮河流域河南段部分河流出现的水资源过度开发利用、水质恶化和生物多样性下降等生态退化问题,根据淮河流域河南段主要河流退化特点,以改善淮河流域河南段退化现状为目标,在河流生态修复技术研究和工程实践的基础上,按照修复技术的功能,筛选出水量调整、水质净化和生物多样性提高等3类共13种适合淮河流域河南段河流生态系统修复技术。为使流域水生态修复更具针对性,根据流域内主要河流断流频率和洪/枯比计算,将流域内的河流分为常年有水型和间歇性断流型,然后以修复模式为修复范式研究的基本单元,分别针对流域内常年有水型河流生态系统的退化特点构建了3种修复模式,针对流域内间歇性断流型河流生态系统的退化特点构建了5种修复模式,以期为流域内退化河流生态系统的修复提供指导。     

嘉兴市南湖生态环境修复工程的系统构建与效果评价

为改善嘉兴南湖水体质量,恢复湖区生态系统,实现南湖水质、生态及景观的全面提升,在分析南湖水质问题和水体浑浊成因的基础上,采取外源污染控制、内源污染清除和原位生态修复的方法,构建了南湖水下生态系统,并对南湖的生态修复效果进行评价分析。结果表明：南湖主要水质指标(COD、NH₃-N、TP)基本达到地表水Ⅲ类(湖泊标准),湖区大部分区域水体透明度达到80 cm以上,水体颜色由黄色变为浅绿色;超磁分离一体化设备可以显著去除水体中的TP(去除率为92.61%),对NH₃-N(去除率为37.94%)也有一定的去除作用,但是对TN、COD等的去除不明显;以“沉水植物”为主体的水下森林生态系统对悬浮型颗粒物具有明显的去除作用,沉水植物种植区域悬浮物下降值为42.09%;环保绞吸疏浚与土工管袋干化相结合的技术,减少了疏浚过程中的底泥再悬浮,土工管袋干化后的尾水采用超磁分离一体化设备二次处理,悬浮物SS指标均不超过4 mg·L⁻¹,实现了疏浚土尾水的达标排放。嘉兴南湖生态环境修复工程(一期)项目的成功实施,验证了超磁分离一体化工艺、环保绞吸疏浚与土工管袋干化、水上抛投沉水植物种植等技术的有效性。本研究成果可为平原河网水系、开放性水域、高浊度水体的城市湖泊生态修复提供借鉴和参考。     

生态透水带去除洱海流域生活污水氮的效果

洱海流域部分村镇生活污水缺乏系统收集及管理而直排,对洱海水质造成了显著不利影响。通过构建生态透水带,旨在摸清其去除分散式生活污水中氮的能力、机理、植物种类对除氮的影响及透水带最佳宽度。构建了4条规格为4 m×1 m×0.5 m的生态透水带,均匀敷设厚0.3 m,粒径10~18 mm（平均14 mm）的碎石。其中3条分别种植本地植被芦苇、水葱和香蒲,余下1条为空白带。实验周期3个月,每星期采水样1次,持续进水,水量0.3 m3·d-1,水力负荷7.5 cm·d-1,进水总氮（TN）平均浓度31.15 mg·L-1。结果表明,透水带具有很好的除氮效果,TN去除率依次为：香蒲（80.22%） > 水葱（76.98%） > 芦苇（69.23%） > 空白（63.61%）,植物类型对透水带TN去除效果影响显著（P-1）、水葱（7.17 mg·L-1）、芦苇（9.58 mg·L-1）、空白（11.34 mg·L-1）,均达到了城镇污水处理厂污染物排放标准的一级A标准。平均氨氮出水浓度依次为：香蒲（4.47 mg·L-1）、水葱（5.48 mg·L-1）、芦苇（8.23 mg·L-1）、空白（9.67 mg·L-1）,种植植物的条带达到了城镇污水处理厂污染物排放标准的一级B标准。在TN去除率为80%时,不同透水带最佳宽度不同,香蒲（3.9 m） < 水葱（4.7 m） < 芦苇（6.3 m） < 空白（8.6 m）。     

5种湿地沉水植物对模拟污水厂尾水的深度处理

选取四季常青苦草、普通苦草、黑藻、狐尾藻和马来眼子菜等5种沉水植物构建表面流人工湿地系统,观察不同沉水植物品种对模拟污水厂尾水中主要污染物的去除效果,筛选出具有最佳去污效果的沉水植物,为优化沉水植物表面流人工湿地系统的处理效果提供理论依据。结果表明：沉水植物表面流湿地系统和无植物表面流湿地系统对各污染物的去除效果均呈现出随着实验时间的延长先波动变化后逐渐趋于稳定的规律。四季常青苦草、黑藻和狐尾藻湿地系统出水COD、TP浓度均低于10 mg·L-1、0.1 mg·L-1,分别达到了《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅰ和Ⅱ类水标准。除马来眼子菜外,其余4种沉水植物对主要污染物的净化效果存在较大差异,以四季常青苦草的综合净化效果最好,出水COD、TP、NH4+-N、NO3--N和TN的平均浓度分别为36.83、0.269、1.17、0.563和3.31 mg·L-1,平均去除率分别达到41.32%、72.77%、84.29%、79.28%和76.72%。黑藻次之,接着是狐尾藻,而普通苦草的去污效果较差。综合考虑其对模拟城市污水处理厂尾水的深度处理效率,宜选择四季常青苦草作为表面流人工湿地的优选沉水植物。     

南水北调中线水源地缓坡型库岸生态屏障构建

丹江口水库缓坡型库岸农业生产强度大,面源污染对库区水质产生威胁。构建库岸生态屏障,是阻控库周面源,减少消落区土地无序利用,保障水库水质的重要手段。缓坡型库岸生态屏障构建的核心是消落区植被恢复和生态水系统建设。植被恢复将消落区划分为拦滤净化带(160~163.5 m)、固岸缓冲带(163.5~165 m)、保土持水带(165~167 m)和适度利用带(167~170 m),适度利用带能够解决消落区土地无序耕种的问题。生态水系统建设根据现场微地形特征,设计布局生态塘、近自然湿地、生态透水坝和生态沟道等措施。选择香花镇缓坡型库岸开展了应用实践,构建的生态屏障对TN、TP、TSS的预计削减量分别为3.94、0.23、315.79 t·a^-1,各污染物去除率在75%以上。上述研究结果可为南水北调中线水源地缓坡型生态屏障构建提供依据,亦可为我国其他水库库岸生态建设提供借鉴和参考。     

洪泽湖湿地生态系统保护与修复关键技术研究

分析了洪泽湖湿地生态系统属性及其在南水北调工程实施后的演变趋势,利用野外实验研究,在生境改变条件下,适用于不同湿地退化状况的人工辅助恢复技术;在实验监测的基础上,对洪泽湖几种典型湿地生态系统的生态功能进行了定量评价,为生态恢复工程的设计提供必要的技术支持。     

DDT污染土壤的植物修复技术

本文报道用植草方法研究为DDT及其主要降解产物污染土壤的植物修复技术。在污染物的浓度为 0 .2 15mg/kg的土壤中 ,种植 10种草 3个月后DDT及其主要降解产物的总含量分别降低 19.6 %— 73.0 %。种植不同品种的草对土壤中污染物有不同的去除能力 ,其中以种植丹麦产的Taya草 (Per .ryegrass)与美国产的Titan草 (Tallfescue)为最强。用种植草的方法修复受DDT及其主要降解产物污染的土壤是一项可行的技术。在去除土壤中DDT的作用上 ,草的吸收是轻微的 ,只占原施药量的 0 .13%— 1.0 8% ,土壤中污染物消失的主要因素是土壤中生物降解作用的结果。     

退化河流滨岸带生态系统的修复及评价研究进展

退化河流滨岸带生态系统修复及其评价是目前国内外学者研究的热点,也是修复生态学、流域生态学等学科研究的重要内容之一。河流滨岸带生态修复工作的开展必须建立在掌握滨岸带结构及其生态功能的基础上。河流滨岸带生态系统退化成因和驱动机制研究是进行滨岸带生态修复工作的前提;生态系统修复是滨岸带研究的重点和关键,必须遵循自然法则,以修复生态功能为最终目标;河流滨岸带生态系统的修复过程和效果应该建立适宜的评价方法和管理策略来确定。加强河流滨岸带退化机制的理论研究及3S技术的应用,从景观和流域尺度开展滨岸带生态修复的研究和实践工作,着重进行平原河网地区河流滨岸带生态修复的研究和实践工作等将是中国今后相关研究的重点。     

植物对氮、磷去除效果及克藻效应的研究

于夏季，在实验室和莫愁湖现场，开展了苦草和美人蕉对氮、磷去除效果及克藻效应的研究，结果表明，无论是在现场还是实验室，苦草和美人蕉对总氮、总磷都有明显的去除效果，且随着时间的增加，去除率也随之增大。在实验与现场条件，美人蕉与苦草对总氮和总磷的去除率之间没有显著差异。苦草和美人蕉都对蛋白核小球藻和铜绿微囊藻两种藻类表现出显著的抑制作用，但在实验与现场条件下，美人蕉和苦草对两种藻类的抑制效应存在着显著差异，而对于藻种则二者均表现出一定的选择性抑制作用。     

铁改性竹屑生物炭的添加对苦草 (Vallisneria spiralis)水质净化及其生理特性的影响

利用苦草水质净化模拟系统,通过循环批次实验考查在系统基质中添加3%的不同浓度FeCl₃改性竹屑生物炭对系统水质净化效果和苦草生理生化特性的影响。结果表明,栽种苦草提高了系统净化NH₄⁺-N、TN、TP、COD的效率。随着FeCl₃浓度的升高,系统净化NH₄⁺-N的效果增强,TN的效果影响不大,而COD、TP的效果降低。添加3%的0.10 mol·L⁻¹和0.20 mol·L⁻¹ FeCl₃改性竹屑生物炭抑制苦草生长及其光合作用,导致苦草体内过氧化物酶 (POD) 活性增强及丙二醛(MDA)含量升高,诱导了细胞脂质过氧化;添加3%的0.05 mol·L⁻¹ FeCl₃改性竹屑生物炭,促进苦草根系生长,提升苦草根系活力。低浓度(0.05 mol·L⁻¹)FeCl₃改性竹屑生物炭在强化水质净化,促进苦草生长恢复具有一定的应用潜力。     

表面活性剂强化甲基营养型芽孢杆菌修复柴油污染土壤

使用吐温80（Tween80）、鼠里糖脂（RL）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和十二烷基苯硫酸钠（SDS）强化甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）修复柴油污染土壤,研究了表面活性剂对甲基营养型芽孢杆菌的影响。结果表明：甲基营养型芽孢杆菌可以较好地降解柴油,但由于土壤的吸附,土壤中柴油的修复效率较低,仅为22.68%;因此,需要使用表面活性剂进行强化。浓度为3 000 mg·L-1的SDBS和SDS、2 000 mg·L-1的Tween80、500 mg·L-1的RL具有较好的洗脱效果。微生物毒性实验表明,Tween80和RL对甲基营养型芽孢杆菌具有促进作用,可以用于强化修复柴油污染土壤。2 000 mg·L-1 Tween80强化甲基营养型芽孢杆菌修复柴油土壤的修复效果（46.11%）优于500 mg·L-1 RL的修复效果（45.32%）,同时具有较好的经济性,具有较好的应用前景。     

人工湿地去除污水厂尾水中的营养元素和雌激素

利用复合垂直流人工湿地对城镇污水厂尾水进行深度处理,研究了湿地系统对水中营养元素及微量雌激素的去除效果。结果表明：复合垂直流人工湿地对污水厂尾水具有良好的处理效果;水力负荷、填料种类、植物、季节等因素影响湿地处理效果。复合垂直流湿地系统对污染物的去除作用主要发生在下行池前1/6段,种植芦苇的沸石湿地系统处理效果最佳;在水力负荷为0.12 m3·（m2·d）-1时,运行良好的复合垂直流湿地出水水质指标达到《城市污水再生利用景观环境用水水质》标准（GB/T 18921-2002）。     

不同水生植物类型表面流人工湿地系统对污水厂尾水深度处理效果

为了减少污水厂尾水直接排放后对地表自然水体造成一定的污染负荷和生态毒害,选择了5种南方常见的水生植物构建不同的表面流人工湿地处理模拟污水厂尾水,研究在室外动态条件下其对污水厂尾水中污染物的去除效果,并探讨季节变化对人工湿地运行效果的影响。结果表明:5种水生植物类型的表面流人工湿地系统对模拟污水厂尾水具有较好的处理效果,并且表现出随运行时间的延长而呈上升的趋势;各组系统之间对COD的去除不存在明显的统计学差异(p>0.05);风车草+再力花组合挺水植物湿地对TN和TP的去除率最高,其次是苦草和黑藻沉水植物湿地系统,紫叶美人蕉+粉花美人蕉组合生态浮岛和风车草+再力花组合生态浮岛效果较差;在不同季节条件下的污染物去除率由高到低的顺序为:夏季>春季>冬季;温度与COD的去除率无显著相关性,但与TN和TP的去除率呈显著的相关性。     

基于最大流原理的草型与藻型湖泊富营养化驱动因子识别

湖泊生态系统是一个十分复杂的动力学系统,Chl-a、TN、TP、COD和SD在影响湖泊生态结构的同时也被湖泊生态动力所影响,即这些因子可能在其中扮演着因和果的双重角色。本文在对现有湖泊富营养化研究工作总结与分析的基础上,为湖泊生态系统建立符合动力学原理的基于最大流原理的新模型,弱化单一的因果关系,把湖泊生态系统当作一个动态的整体来分析。选取了抚仙湖连续5年(2005-2009)以及滇池草海连续10年(1999-2008)的水质监测数据进行分析,通过比较原始数据与设置的对照组数据的模拟结果,发现藻型湖泊更容易受到化学类的营养物质驱动,而对于营养不过剩的草型湖泊,则更倾向于受到物理因子透明度的驱动。     

广州市白云人工湖生态修复工程设计

广州市白云湖是广州市最大的人工生态服务湖泊,通过对白云湖生态修复工程进行设计,采用了炭素纤维生态草、微纳米气泡发生装置及纯氧发生器和人工干预与生物处理相结合生态浮床等环保新技术对白云湖水体进行综合生态修复,并对白云湖水质进行跟踪监测。结果显示,白云湖水质提升工程实施之后,白云湖各项水质指标都有一定的改善。白云湖生态修复工程的设计经验对于类似人工水体的水质改善和生态修复工程建设具有参考意义。     

多环芳烃降解菌菌群构建及其适宜降解环境条件的确定

利用富集培养技术从某焦化厂土壤中筛选出来的菌种,根据3种不同的配伍方式构成3种不同的菌群。以苯并[a]芘、苯并[b]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽和茚并[1,2,3-cd]芘5种多环芳烃为唯一碳源的无机盐培养基,不同菌群降解效率均达到60%以上。模拟多环芳烃污染的土壤环境,利用正交实验对菌群组合、菌量等因素不同水平探索降解的适宜条件。降解14 d的适宜条件为组合二：菌量20%、温度30℃、土壤含水率15%、营养盐质量比（m（C）：m（N）：m（P））为120：10：1、表面活性剂500 mg·kg-1、Fenton试剂和植物油2.5%;降解28 d的适宜条件为组合三：菌量10%、温度30℃、土壤含水率15%、m（C）：m（N）：m（P）为100：10：1、表面活性剂1 000 mg·kg-1、Fenton试剂和植物油5%;降解52 d的适宜条件为组合三：菌量20%、温度20℃、土壤含水率35%、m（C）：m（N）：m（P）为120：10：1、表面活性剂500 g·kg-1、Fenton试剂和植物油为0。m（C）：m（N）：m（P）随着降解时间的延长影响作用逐渐减小。在降解的整个阶段,菌群组合的类型对于降解率的影响最大。对于降解14 d时,菌群组合二为最优菌群,对于降解28和52 d时,菌群组合三为最优菌群。