挺水植物浮岛水质净化模拟

针对地表水生态系统环境治理与生态保护的实际需求,植物修复技术作为成本较低和适用范围较广的生态修复技术,水生植物类型及配置模式对水质净化功能需系统探讨。为解决微污染水体人工湿地水质净化问题,以美人蕉、千屈菜、香蒲、鸢尾和慈姑5种挺水植物及不同配置模式开展水质净化功能研究,筛选水质净化优势植物基础上探讨不同温度下污染物去除效果。结果表明：水生植物在30 d试验周期内对氨氮 (NH₄⁺-N) 的去除率均大于95%;对总氮 (TN) 和总磷 (TP) 的去除率最高的为美人蕉和千屈菜,其中对TN去除率为60.2%、57.8%,对TP去除率最高为66.3%和73.2%;慈姑因植株枯萎掉落下来进入水体,导致植物向水体释放氮磷,释放率分别为18.7%和43.0%;鸢尾组出现根部腐烂状态,并出现反硝化和TP释放。组合植物试验中,鸢尾与美人蕉、千屈菜的组合对污染水体的净化效果要明显优于香蒲与美人蕉、千屈菜组合,适合运用到湿地等生态修复措施治理微污染水中。水质净化优势植物美人蕉在不同环境温度下净水效能研究表明,低温 (5~10 ℃) 条件下TN平均去除率显著降低,对COD的降解速率影响较小,环境温度20~25 ℃条件下美人蕉对微污染水体COD、NH₄⁺-N、TN和TP的去除效率显著高于低温环境;常温环境下复合浮岛植物根际填料样品的细菌群落多样性高于低温环境,常温环境样品中变形菌门 (Proteobacteria) 为优势菌门,低温环境中优势菌门为绿弯菌门 (Chloroflexi) 。     

4种湿地植物对人工湿地净化生活污水的影响比较

不同类型人工湿地对生活污水的处理效果,受到许多因素的影响,其中不同植物类型的选择,可能会造成人工湿地对主要污染物COD、TN和TP的净化效果发生很大差异。研究了4种湿地植物（菖蒲、香蒲、千屈菜和水葱）在水平潜流、垂直上行流和下行流人工湿地中对人工合成的生活污水的处理效果和主要污染物（COD、TN和TP）去除率的季节变化,通过比较不同植物类型在不同湿地类型中对主要污染物的去除效果分析了可以达到最佳污水净化效果的启动条件。结果表明：香蒲在垂直下行流湿地去除有机污染物效果最好,去除率可达85.55%;水葱在垂直上行流湿地去除TN效果最好,去除率可达57.52%,香蒲在垂直上行流湿地去除TP效果最好,去除率可达84.28%。     

生态混凝土对富营养化景观水体的净化效果研究

考察了普通生态混凝土和植生型生态混凝土对富营养化景观水体的净化效果。结果表明,普通生态混凝土对富营养化景观水体中高锰酸盐指数、TP、TN的去除率分别为49.42%、9.80%、14.52%,而植生型生态混凝土对3者的去除率均更高,分别为61.81%、12.74%、20.60%。并分析了普通生态混凝土和植生型生态混凝土对富营养化景观水体的净化机制。     

冬季不同生境下菹草的水质净化效果研究

在室外通过人工构建静态模拟生态系统,研究冬季不同底质、水深、水质条件下,菹草对水体营养盐的吸收净化效果。结果表明,在不同水深或水质污染程度的相应组实验中,添加土壤改良剂的各组实验的TN、TP、NO3--N、高锰酸盐指数去除率均高于相应的未添加组,而NH4+-N去除情况相反;添加土壤改良剂有助于菹草对水体营养盐的综合去除,菹草在水深较深且营养盐负荷较高的水体中对营养盐的去除效果更好;水深35cm比水深25cm更适宜菹草的生长;菹草在实验设计的水质条件下能正常生长和对水质进行高效净化,适合在冬季运用于一般河道的水体修复。     

多级生态库塘对低污染水体的净化

为分析多级生态库塘对入洱海低污染水体的净化效果,以大理市上鸡邑村新建多级串并联库塘为研究对象,跟踪监测了库塘各单元进出口水体中总氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、总磷（TP）变化情况,并对库塘净化效果进行分析。结果表明：多级串并联生态库塘对水体中TN、NH4+-N、TP的去除率分别达30.98%～54.96%、54.11%～64.17%、27.11%～47.83%,净化效果较好。库塘对低污染水氮磷去除效果在不同单元和季节存在差异,各净化单元中,稳定塘对水体净化效果最不理想,对水体中TN、NH4+-N、TP去除率分别为2.88%、-17.50%、-16.83%。库塘旱季对水体中氮磷净化效果优于雨季,对水体中 TN、NH4+-N、TP平均去除率分别为46.23%、84.43%、38.61%,均高于雨季。     

潜流人工湿地对微污染河水的净化效果

为了探讨潜流人工湿地对微污染河水的净化效果,在野外条件下构建潜流人工湿地,分析了湿地中pH、氧化还原电位(ORP)和DO的进出水变化,考察了湿地中污染物的净化效果,探讨了温度对湿地净化效果的影响。各湿地进、出水DO浓度相差不大;除美人蕉湿地外,其余湿地出水pH较进水变化较小;植物湿地出水ORP较进水均有所增大。植物湿地对污染物的去除效果均优于空白湿地,且随着气温的升高,NH4+-N、TN和CODMn的去除率逐渐增加,去除率分别可达90%、50%和20%。TP去除率却未随温度发生明显变化,始终波动在30%～60%之间。相关性分析结果表明湿地中NH4+-N和TN的去除率与温度相关,较低的有机物浓度造成CODMn的去除率与温度相关性差,由于湿地对磷的去除主要以颗粒态磷(PP)为主,TP的去除与温度不相关。     

不同生物联合净化富营养化水体的效果

利用野外原位围隔研究了鱼类、底栖动物和水生植物的不同组合对富营养化水体的净化效果。研究结果表明,鲴鱼（Plagiognathops microlepis Bleeker）能有效削减水体中TN,高锰酸盐指数和Chl-a,其中15 g·m-3投加密度的实验组高锰酸盐指数和Chl-a的削减率提高了8%,效果优于密度7.5 g·m-3的实验组,但不利于TP的去除;螺（Bellamya aeruginosa）和蚌（Hyriopsis cumingii）的投加对水体营养盐的去除有较好的效果,其中对Chl-a的影响最为显著（pWaterspinach）和水芹（Watersfennel）对水体中营养盐的去除差异不显著（p>0.05）,蕹菜略好于水芹。本研究结果可为水生生态系统调控和修复提供科学依据。     

人工河岸湿地对面源污染的处理效果研究

针对城市河道污染治理存在的主要问题,并考虑到华南地区河流水量、水质、水温季节性变化大的特点,构筑了人工河岸湿地试验系统,对该系统约13个月连续性运行进行了观测和研究。结果表明,平均水力负荷为15cm/d工况下,试验系统对高锰酸盐指数、SS、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别为50%、60%、50%、35%和45%;系统对高锰酸盐指数、NH3-N和TN的去除效果随季节变化明显,夏季处理效果好于冬季;SS处理效果受季节影响不明显;TP初期处理效果好于末期。该人工河岸湿地既能较好地改善水质,又能改善生态环境、美化城市景观,是一项适合城市河道污染治理的技术。     

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。     

曝气充氧和人工造流技术修复河道污染水体

基于模拟河道反应器,考察了曝气充氧及人工造流技术对污染水体的修复效果。结果表明,河道本身具有一定的自净能力,自然运行条件下对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为7.44%、4.88%、5.70%和10.60%。通过对模拟河道进行曝气充氧,最佳气水比条件下对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为15.33%、10.45%、6.78%和21.18%。在曝气基础上通过设置人工阻流板,对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为26.82%、16.07%、9.51%和23.80%。结果初步显示,通过曝气充氧和人工造流技术的集成应用研究,对污染水体具有明显有效的修复作用。