论凤眼莲的是非功过

凤眼莲在城市河湖的污染与净化中的是非功过争议很大,双方意见均有部分正确,但各有片面性。凤眼莲耐污能力、净化能力强;生产力高,生产量大;从环境中吸收、转化的污染物种类多、量大;本身有一定的利用和经济价值.它本是水体中营养盐、有机质等污染物的迁移转化和输出链网中一个重要环节。目前一些地方水体中凤眼莲因未及时收获、输出水体,失控而过度发展、排斥其他多种生物的生存和发展,而成为外来入侵种,其残体留存水体中造成二次污染。决定它功过是非的关键是能否及时从其生长水体中收获和输出,防止他们疯长蔓延。而合理利用凤眼莲是促进它们的收获与输出一项条件.如能抓住这一关键,就可解决这一争论.发挥凤眼莲净化水体,变废为宝,化害为利.兼收生态环境和经济效益。     

凤眼莲净化城市污水厂二级出水中的氮和磷

本文系实验室小试及模拟河道中试情况,利用凤眼莲净化二级出水氮,磷,水力停留时间3～5日,TN、TP去除率分别可达40%和68%以上.凤眼莲净化TN负荷是密度及温度的函数.通过试验确定了凤眼莲在二级出水的Logistic增长计算参数r、k.     

根表铁膜对凤眼莲吸收环丙沙星的影响

为探讨铁离子不同浓度处理下水生植物根表铁膜形成及其对环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)吸收的影响,采用室内模拟试验,分析0.1 mg·L-1 CIP胁迫下不同浓度铁离子(0、10、20、50、100和150 mg·L-1)对凤眼莲根系生理生化及CIP富集量的影响.结果 表明,不同浓度铁离子对凤眼莲根系孔隙度和泌氧量无显著影响,而根系活力随着铁离子浓度增加呈上升趋势;铁离子促进凤眼莲根表铁膜形成,150 mg·L-1铁离子处理下凤眼莲根表铁膜量最大,且根表吸附CIP含量最多,而根系中吸收CIP含量显著降低.铁离子对凤眼莲根系生理生化无显著影响,而有利于凤眼莲根表铁膜量增加,促进根系表面CIP的吸附作用,阻碍根系对CIP的吸收作用,降低CIP对植物造成的伤害.     

基于遥感技术的太湖放养凤眼莲的生长模型

根据从卫星遥感影像或全球定位系统获得的凤眼莲面积变化数据,对在开放水域中大面积放养凤眼莲面积变化的研究,建立了放养凤眼莲生长的Logistic动力学模型来估算凤眼莲面积。在太湖竺山湾凤眼莲放养试验表明：从2009年8月4日到10月15日,凤眼莲面积从54 250.34 m2增加到135 525.66 m2,建立的估计凤眼莲面积的Logistic模型的环境容量k s为2 697 210.03,面积增长率rs为0.012 4,对试验数据的拟合优度检验R 2为0.975 3,F检验为78.93,均方根误差RMSE为2 705.55,表明该模型准确模拟了凤眼莲生长的动力学特征。     

凤眼莲的容量对净化、利用的影响

本文叙述了凤眼莲的种群密度与生长之间的关系。求出了凤眼莲种群增长的内禀自然增长率、容量以及凤眼莲高产的最佳种群密度,为以凤眼莲为主的污水资源化生态工程的高效净化提供了科学依据和措施。     

凤眼莲的容量对净化、利用的影响

本文叙述了凤眼莲的种群密度与生长之间的关系，求出了凤眼莲种群增长的内禀自然增长率，容量以及凤眼莲高产的最佳和群密度，为以凤眼莲为主的污水资源化生态工程的高效净化提供了科学依据和措施。     

富营养化水体生态修复技术中凤眼莲与磷素的互作机制

为进一步完善富营养水体生态修复技术体系,提升除磷效能,从磷素对水体富营养化进程的贡献展开分析,指出磷素是制约浮游藻类生长的关键因素,并分析了凤眼莲Eichhornia crassipes与磷素的互相作用机制,即磷素对凤眼莲植株生理性状具有影响,而凤眼莲对磷的吸收同化作用又促成了除磷目标。研究显示:随着水中可获取磷浓度的升高,凤眼莲吸收的磷素更多地分配在茎叶部分。水体磷浓度过高,将激发凤眼莲对磷素的超累积性;水环境中磷素缺乏,凸显出凤眼莲的根部形态可塑性。水体氮磷浓度比(N/P)为2.5~5时凤眼莲可获得最大生物产量。凤眼莲对可溶性反应磷具有极优的净化效果;在藻华爆发期间,凤眼莲能通过密集根系捕获飘移的蓝藻,并吸收利用藻细胞衰亡所释放的磷素。在工程实践中,需统筹考量磷去除效果与去除速率,在高污染负荷的情况下,应优先考虑去除速率;当水再生作为饮用水源时,应优先考虑去除效果。凤眼莲生态修复工程设计须遵循先后次序:(1)最终水质目标;(2)生物产量;(3)植株品质。最终水质目标及营养去除与营养负荷水平密切相关。在大型湖泊和水库实践应用中,须先控制外源磷负荷,再逐步削减内源磷负荷。利用凤眼莲深度净化污水处理厂尾水,或在高负荷的入河、湖口处种养凤眼莲,可减轻外源磷负荷;在蓝藻积累和衰亡的背风区域种养凤眼莲,以吸收蓝藻释放的营养,从而减轻内源磷负荷。     

从上海市凤眼莲的生活史特征与繁殖策略探讨其控制对策

凤眼莲是上海地区水体中危害最严重的外来人侵种之一。通过对上海地区凤眼莲种群的连续监测，探究其生活史特征及其繁殖策略，结果表明，1）每年3～5月为凤眼莲的萌芽阶段，7月下旬为凤眼莲爆发起始时期，8～12月为凤眼莲爆发的高峰期，12月下旬凤眼莲开始枯萎死亡。但其腋芽能够存活越冬，是来年凤眼莲爆发的种源。2）上海地区凤眼莲主要以无性繁殖为主。导致该结果的内因是凤眼莲具有高的克隆生长潜力，外因是上海市水体富营养化严重。3）河道内其它水生植物的广泛分布是凤眼莲固着生长的主要机制，这些植物主要为：喜旱莲子草、菰、芦苇、牛筋草和千金子等。有鉴于此，根据上海市凤眼莲的生活史特征和繁殖策略，提出其综合防治对策为：1）最佳的打捞时期为12月至翌年6月，以去处种源为目标；2）清理河道内及堤岸上的水生杂草；3）开展生物防治的研究；4）加强与周边省份的协调合作。     

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.     

植物对养殖废水中总磷的去除效果研究

为了了解三种常见植物对养殖废水中总磷(TP)的去除能力,通过模拟实验系统地研究了芦苇、凤眼莲、蕹菜对养殖废水中TP的去除效果.结果表明:三种供试植物对养殖废水中TP的去除效果大小为:芦苇-凤眼莲植物组合芦苇-蕹菜植物组合凤眼莲蕹菜芦苇.在处理15 d后,供试的三种植物对养殖废水中总磷的去除率在58%~91.25%之间,而对照组为37%~62.5%,供试植物对养殖废水中总磷有较强的去除效果.图5,表3,参9.     

不同盖度凤眼莲对2种水流模式下水体净化效果比较

研究凤眼莲（Eichhornia crassipes）盖度对不同水流模式下的净化效果,分别对生长有凤眼莲的流动和静止水体进行长期监测,结果表明：流动水体中,随凤眼莲盖度增加,水体TN、TP、BOD5去除率均有提高,其中以盖度〉80%最为显著,去除率分别为44.35%、45.46%、56.98%。静止水体中,随凤眼莲盖度增加,水体DO显著降低;凤眼莲对TN、NH4＋-N、NO3-N、NO2-N有显著吸收作用,尤其以盖度〈50%时效果较好,较对照水体分别低出36.60%、88.84%、36.74%、79.39%,远高于其他盖度时期;当盖度〉50%时,虽有一定的吸收作用,但吸收率较低;有凤眼莲水体TP含量显著上升,而PO43--P含量有所降低,尤其当盖度低于95%时,凤眼莲对水体PO43-P吸收显著,一旦盖度达100%,凤眼莲对PO43--P吸收作用减弱。故利用凤眼莲对污染水体进行生态修复时,要区别水体性质,控制其盖度。     

植物浮床-微生物对污染水体的修复作用

在唐山市南湖公园进行了植物浮床-微生物修复富营养化水体的研究.研究结果表明:凤眼莲Eichhomia crassipes、美人蕉Canna indica Linn、鸢尾Iris tectorum Maxim是较好的修复污染水体的植物,因为它们既有良好的修复效果又有良好的观赏价值.将人工填料悬挂于植物浮床下,形成植物和微生物相结合的修复系统,其修复效果明显好于单独植物修复技术,因此温度较高时用植物和微生物共同结合的生物修复技术修复水体污染;秋末冬初温度较低时,植物开始死亡,必须将植物收割,以免植物残体造成二次污染,此时用固定化氮循环细菌(INCB)和水体中原有微生物相结合的技术来修复水体的污染.应用这些技术经过为期3 a的修复试验,南湖公园的水体由地表水劣Ⅴ类恢复到了Ⅲ类标准,基本解决了南湖公园水体的污染问题.     

污染水体生态治理工程中凤眼莲对水质变化的生长响应

在三级串联凤眼莲(Eichhornia crassipes)净化塘深度处理生活污水处理厂尾水的生态工程中,通过监测各级净化塘内凤眼莲的生物量、株高、根长、植株氮磷含量等指标变化,分析各指标与水体总氮(TN)和总磷(TP)质量浓度的相关性,探讨凤眼莲对水质变化的生长响应,以期为表观判断水质改善效果和明确凤眼莲在污染水体生态修复工程的适宜规模配置提供理论依据。结果表明:净化塘水体氮磷浓度显著影响凤眼莲生长,且与植株相关生长指标具有显著相关性(P0.05);一级、二级和三级净化塘内水体TN和TP质量浓度依次降低,凤眼莲生物量及茎叶生物量、生长速率、株高、叶片SPAD值、凤眼莲茎叶和根系的氮磷含量均逐级减小,而根系生物量、根冠比和根长均逐级增加;凤眼莲茎叶生物量及其所含氮磷量均高于根系,故茎叶富集水体氮磷能力强于根系;当水体TN平均质量浓度分别为7.94、4.03和2.79 mg·L~(-1),TP平均质量浓度分别为0.22、0.15和0.12 mg·L~(-1)时,凤眼莲单位面积平均生物量分别为23.09、16.73和12.87 kg·m~(-2),累积富集氮量分别为27.44、17.59和11.04 g·m~(-2),磷量分别为2.57、1.53和0.93 g·m~(-2)。综合分析,凤眼莲生物量及其分布格局、株高、根长等生长特征表现出的差异显示了其在不同水质条件下的响应策略,水体中较高的氮磷浓度更有利于促进凤眼莲生长发育及增强其富集氮磷能力。在该研究的条件下生活污水尾水的深度净化工程,仍可承载更高的尾水处理量和污染负荷量,同时通过减少生态工程的规模配置也可确保出水水质。     

铬在三种湿地植物中的积累与分布

铬污染是最常见的水体污染.随着电镀业、制革业、制药业和印染业等工业的发展,大量的含铬废水进入地表径流,造成水体污染.过量的铬对植物有很强的毒害作用,也是公认的致癌物质.很早以前人们就认识到一些水生植物(如水葫芦、浮萍等)能够吸收污染水体中的重金属.我国在重金属污染废水的湿地处理技术研究还不够深入.目前对于重金属污染水域的修复主要集中于采用水面漂浮植物.     

不同水力负荷下凤眼莲去除氮、磷效果比较

采用人工模拟方法,研究了不同水力负荷(0.14、0.20、0.33和1.00m3.m-2.d-1)对凤眼莲去除富营养化水体氮、磷效果的影响,试验期间进水TN、NH4+-N、NO3-N、TP平均质量浓度分别为4.85、1.33、2.92和0.50mg.L-1。结果表明,凤眼莲净化系统对富营养化水体具有较好的去除效果,低水力负荷(0.14、0.20m3.m-2.d-1)下,出水TN、NH4+-N和TP均达到了GB3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅳ类水质标准;当水力负荷提高到1.00m3.m-2.d-1后,出水TN、NH4+-N、NO3-N和TP质量浓度明显上升。4种水力负荷下,凤眼莲净化系统对TN和TP去除率分别为84.95%和80.65%、73.87%和73.04%、51.60%和64.05%、30.77%和47.79%,即随水力负荷的提高而降低;相应的TN、TP去除负荷分别为0.58和0.06、0.72和0.07、0.83和0.11、1.47和0.23g.m-2.d-1,即随水力负荷的提高而增加。综合考虑净化效果和污水处理能力,本试验条件下凤眼莲系统的水力负荷宜控制在0.33m3.m-2.d-1。     

凤眼莲与喜旱莲子草净化造纸废水的效果研究

本文对凤眼莲与喜旱莲子草对废纸再生纸浆废水的净化效果作了初步探讨。实验表明,水生植物凤眼莲与喜旱莲子草对废水CODcr具较好的净化效果,且能有效地增加废水溶解氧,但对色度和木质素去除不明显。此外,废水中的硫化物对该两种水生植物具较强的毒性。     

三维石墨烯材料在污水处理中的研究进展

随着生态环境的日益恶化,水体污染越来越引起人们的关注.吸附法是去除水体污染简单环保的有效方法.由二维石墨烯相互搭建构筑而成的多孔柔软三维石墨烯材料,具有高表面积、丰富的官能团以及快速的电子转移能力,对多种水体污染物都具有一定的吸附性能.文章对三维石墨烯材料对染料、金属离子、油类等多种水体污染物的吸附性能进行了综述.     

兰州黄河银滩湿地公园生态效益的评定——水体净化功能指标分析

对水体净化功能的强弱是评定湿地公园生态效益的一个重要指标.在兰州黄河银滩湿地公园中,对两个选定采样点(①污水入口,②污水出口)水样的DO(溶解氧)、BOD5(五日生化需氧量)、CODCr(化学需氧量)三个可以衡量水体污染程度的指标进行了测定和分析.结果表明:(1)DO①=0mg/LDO②=2.36mg/L;BOD5①=225.25mg/LBOD5②=66.25mg/L;CODCr①=342.40mg/LCODCr②=176.20mg/L.DO越低,表明污染越严重;而BOD5、CODCr越高,意味着污染越严重.由数据结果显示该湿地公园对污水有一定的净化作用;(2)BOD5②=66.25mg/LBOD5标准=60mg/L;CODCr②=176.20mg/LCODCr标准=120mg/L,与Ⅲ级排放标准相比,表明该湿地公园还需采取一定的措施加以改进,使净化效果更为显著,如可增种各类挺水、漂浮植物(灯心草,凤眼莲等).综上可评定该湿地公园的生态效益为良.     

流域水体污染的生态学效应及监测预警

从流域生态系统的结构与功能出发,分述流域水体污染引起的生态学效应(结构与功能效应),并归纳目前国内外生物、生态监测预警的特点.生态监测经历了以敏感和耐污种类比例为主的传统简单指数、以群落结构变化为主的单一指数到以群落结构、营养结构为主要特征的复合多参数指数的发展过程.生物预警利用在线生物监测技术,主要形成了鱼类、无脊椎动物和微生物的三大类生物预警系统.目前,生物完整性指数能从群落水平较好地指示水体污染状况,生态预警则缺乏生态系统水平的研究.因此提出以群落结构为主的生态监测以及生态系统整体水平上的生态预警是未来研究方向的重点.     

藻华聚集的环境效应:对凤眼莲生态学性状的影响

化肥的过量使用,工业、生活污水的直排以及农业径流等多种因素,导致当前中国的主要河流、湖泊等均出现了因氮磷过量累积而造成的水体富营养化现象;而伴随该现象发生的是周期性水体蓝藻水华,对水生态环境以及当地居民生活、社会生产活动等造成了严重的不良影响。而在各种治理蓝藻水华和水体富营养化的措施中,原位种养水生植物因具有生态、环保和投入少等优点而成为首选措施。然而,在水生植物种植过程中,蓝藻大量聚集后将会对植物的生态性状产生何种影响,需要深入研究。通过研究藻华聚集后对水生植物的生理生态的影响,有助于揭示藻华规模性爆发引起水生植物消亡的深层机制和更好地发挥植物的水体生态修复功能。以凤眼莲为研究对象,探究不同蓝藻水华聚集下对凤眼莲生态学性状的影响及植物的应答响应。结果表明:藻华聚集后2 h内植物根区水体溶氧会被耗尽,Eh降至-200 m V,形成厌氧、强还原环境从而对凤眼莲产生胁迫作用;植物叶片、根系中N、P及可溶性糖含量上升,K含量下降,表明凤眼莲对环境胁迫有较强的应答响应;添加60 g·L~(-1)处理的根系活力持续增强,添加120 g·L~(-1)处理的根系活力在胁迫的前3 d增加、随后呈快速下降的变化趋势;植物根系长度、生物量和根系/茎叶比值呈持续下降趋势,表明在超过了凤眼莲的抗逆能力后,就开始出现根活性降低、生物量下降、K~+含量下降等对逆境胁迫的应答现象,植物的新陈代谢受阻,植物开始死亡,表明藻华聚集后水体生态环境恶化,对凤眼莲产生的重度胁迫是导致植物死亡的主要原因。