凤眼莲对黑臭水体污染物处理效果的研究

为研究凤眼莲在黑臭水体生态修复过程中的处理能力,于2016年3—9月,分别进行静态和动态黑臭水体模拟实验。研究表明:在静态水实验中,凤眼莲对TP和NH_3-N表现出了良好的去除效果(86.6%,99.7%),且随着实验时间的延长去除率逐渐增大,但对COD却表现出相反的规律;在动态水体实验中,凤眼莲表现出的污染物削减效率较静态水体低,平均1m~2凤眼莲对NH_3-N去除率为2.76%~19.44%,对COD去除率为2.35%~19.76%,对TP去除率为5.22%~30.57%,这与水体滞留时间有较大关系。实验证实凤眼莲用于黑臭水体修复是可行的,但要定期不间断地收割过剩的凤眼莲,带走其吸收的营养物质,从而提高总污染负荷去除量。     

水生态修复植物资源化利用潜力

用于水体净化和生态修复的水生植物若管理不当极易在水体中腐烂分解,对水体造成二次污染。文章对水生态修复植物的资源化利用途径进行了研究和概括,并从植物自身特性角度分析了其资源化利用潜力。结果表明,水生植物的资源化利用潜力是优选水生植物进行生态修复的重要指标之一,水生态修复植物常用于能源燃料生产、工业原料利用、食药用、生物炭制备、饲料和肥料制作等。其中,凤眼莲、大薸、浮萍等漂浮植物用途多样、应用最为广泛;芦苇、香蒲、水葱等纤维含量高且质量优的挺水植物在造纸、编织、制备生物炭等方面具备良好的潜力;在保障健康安全的前提下,菰、莲藕、水芹、芡实、慈姑等富含营养物质的植物还可进行食用,香蒲、菖蒲、泽泻等含有丰富活性物质的植物可以进行药用。对水生植物生物量进行合理收割与资源化利用,可达到生态修复与产生经济效应的双重目的。文章可为水生植物的高效利用及水生植物管理提供思路。     

不同水域凤眼莲厌氧发酵产甲烷研究

采集滇池白山湾、滇池草海、太湖(武进段水域)以及江苏省农科院2号塘生长的凤眼莲,进行了批式厌氧发酵对比试验研究.结果发现,凤眼莲的产气潜力和水体氮磷水平有关系.水体氮磷浓度最高的滇池草海凤眼莲产气量最高,为390mL/gTS(498mL/gVS);水质最好的滇池白山湾的凤眼莲产气量最低,为289mL/gTS(334mL/gVS).白山湾凤眼莲的纤维素、半纤维素和粗蛋白等组分的降解率均最低.4个水体凤眼莲产生的有机酸均以乙酸和丙酸为主,草海凤眼莲发酵产生的有机酸浓度最高,可达2466mg/L,白山湾凤眼莲最低,仅为915mg/L.研究发现水体氮、磷浓度影响凤眼莲化学组分含量的差异及结构组成(根冠比),可能是影响凤眼莲厌氧生物降解性能及产气量差异的主要因素.     

凤眼莲腐烂分解对湖泊水质的影响

在南京莫愁湖生态工程围区内,将凤眼莲(EichhorniacrassipesSolms)压入水下,待其自然腐烂分解,跟踪监测水质变化情况,研究凤眼莲腐烂分解对湖泊水质的影响.结果表明,初冬压入水下的凤眼莲到次年3月中旬左右开始腐烂并对湖泊水体产生一定污染,4月中旬左右达到高峰,到5月中旬左右污染影响明显下降.水质变化呈抛物线状,可划分为4个阶段.由于残体释放量与水体自净力之间存在此消彼长的关系,提高湖泊水体自净能力是降低冬季水生植物死亡污染水体的关键所在.     

凤眼莲对铜绿微囊藻生长及藻毒素与营养盐释放的影响

针对目前我国凤眼莲治理富营养化水体技术的规模化应用现状,考虑到大面积控养的凤眼莲与暴发的水华蓝藻(尤其是产毒铜绿微囊藻)会在湖湾区短期内密集共存的情况,开展了凤眼莲对产毒铜绿微囊藻生长、生理特性、藻毒素生产与释放影响的研究,另外,也考察了短期共存下藻类营养盐释放与凤眼莲对藻毒素积累的情况.半连续共培养实验结果表明,凤眼莲能够有效抑制铜绿微囊藻的生长,促进藻细胞的衰亡.虽然凤眼莲未对铜绿微囊藻光合系统Ⅱ的电子传递产生影响,但减少了其光合系统中的藻蓝蛋白(PC)含量和藻蓝蛋白/别藻蓝蛋白(PC/APC)水平,10%和20%水体交换率处理的PC/APC水平第8 d时分别降至相应空白对照的54.93%±7.07%和55.81%±1.97%.凤眼莲对铜绿微囊藻形成了一定的氧化伤害,最终促进其抗氧化系统中超氧化物歧化酶比活显著下降,丙二醛含量显著提高,10%和20%水体交换率处理的丙二醛含量第8d时分别升至相应空白对照的2.95倍±0.074倍和2.22倍±0.086倍.凤眼莲通过促进蓝藻的衰亡和分解,加速了营养盐的释放.12 d内,可溶性总氮浓度回升到初始水平,而水体可溶性总磷的释放速度比氮营养盐更快.另一方面,凤眼莲并没有促进铜绿微囊藻毒素的生产,也没有使水体藻毒素含量显著提高.相反,和自然衰减不同,短期内显著促进了水体藻毒素的降解,第12 d时10%和20%水体交换率处理的水体藻毒素分别下降至12.07μg·L-1±0.63μg·L-1和11.36μg·L-1±0.04μg·L-1.而凤眼莲整株的藻毒素短期积累量(FW)仅为5.95 ng·g-1±0.76 ng·g-1.增加水体交换率能够在一定程度上减缓凤眼莲对铜绿微囊藻的伤害,减缓营养盐的释放速度,但对水体藻毒素消减的影响不显著.     

凤眼莲对富营养化水体中氨氧化和反硝化微生物的影响

凤眼莲近年来广泛应用于富营养化淡水湖泊的生态修复中,但其对微生物的相互作用和对水体中氮素的去除鲜有报道.本研究在氮素去除过程中对比凤眼莲和细菌的相对重要性,并且检测浮游植物对硝化细菌和反硝化细菌相对丰度及多样性的影响.水体中氮素的去除率以及硝化和反硝化作用的潜在能力使用定量聚合酶链式反应(qPCRs)对硝化作用基因amoA和反硝化作用基因nirS/K进行检测,从微观角度研究富营养化水体中是否会受到凤眼莲存在的影响.结果表明,TN的减少在70d的实验周期中所有处理组表现较为一致,但凤眼莲存在的实验组在24h内TN和NH_4~+-N的去除上有显著的降低,并且amoA的丰度有所增加,nirS/K的丰度有所降低.T-RFLP结果表明亚硝化单胞菌在氨氧化微生物中占优势.凤眼莲的种植可以实现富营养化水体中NH_4~+-N的快速有效减少,且微生物的相互作用可以充分利用到淡水生态系统的修复中.     

水生植物与微生物对含镉水体修复效果的比较

为解决水体镉污染问题,分别选择凤眼莲与柠檬酸杆菌作为水生植物与微生物的代表物种,对二者修复含镉水体的最佳条件进行研究,并进一步探索二者对含镉水体的修复机制。实验结果表明,凤眼莲在p H 7、生物量为6.25株/L及温度为30℃的条件下,对初始浓度为15 mg/L含镉水体的修复效果达到峰值,可达81.37%;柠檬酸杆菌在p H 6、菌浓度为3 g/L及温度为30℃的条件下,对初始浓度为15 mg/L的含镉水体去除率最高,可达到93.09%。凤眼莲主要通过植物吸收作用修复含镉水体,其中以根系吸收效果最为突出;柠檬酸杆菌主要通过生成沉淀物从而降低镉的含量。在室外大规模、开放性水体中,建议采用"圈植培养"凤眼莲修复含镉水体。     

含银废水中浮游动物的调查研究

本文调查了无锡电影胶片厂含银废水中浮游甲壳类的季节变化情况.结果表明,种类和生物量大小与水体中银浓度有一定关系,银浓度高时,种类数和生物量小;银浓度低时,则相反.主要优势种有多刺裸腹溞、长肢秀体溞、台湾温剑水蚤、广布中剑水蚤.利用凤眼莲净化含银废水之后,水体中微型动物的种类、数量和生物量有明显变化.种类和生物量大小依次为:凤眼莲根系>凤眼莲下水柱>对照水体(未种凤眼莲).     

城市富营养化水域的生物治理和凤眼莲抑制藻类生长的机理

应用凤眼莲生态系统治理了上海市区一条富营养化河浜,使水质改善,由于藻类生长受到控制而水变澄清。凤眼莲抑制藻类生长的作用机制除了对光和矿质营养的竞争外,主要是由于凤眼莲根系向水体分泌化合物,能伤害和清除藻类(剋制作用Allelopaihic effect)。根圈栖生的一种软体动物——水蜗牛,以藻类为食,也是凤眼莲生态系统清除藻类的一个因素。     

凤眼莲对富营养化水体硝化、反硝化脱氮释放N2O的影响

以往有关大型水生漂浮植物消减富营养化水体氮(N)的研究主要侧重于植物对N的吸收效果,而忽略了硝化、反硝化反应途径对水体脱氮的贡献.基于此,本研究中借助具创新性的收集凤眼莲种植水体释放N₂O的装置和方法,通过模拟实验研究了凤眼莲对富营养化水体硝化、反硝化脱氮中间产物N₂O的影响.结果表明,凤眼莲可以促进富营养化水体的硝化、反硝化、成对硝化-反硝化反应过程,在本实验条件下凤眼莲种植水体在整个培养期内释放的N₂O气体浓度累积升高幅度较大,为453~4055 nL·L^-1(未加硝化抑制剂处理),通过释放N₂O而脱除氮素的量占整个水体N消减量的1.36%,为相应未种植凤眼莲水体的4.31倍.种植凤眼莲水体试验期间释放N₂O-N的量与水体氨态氮或硝态氮浓度的变化量均存在显著相关关系(p<0.05),说明N₂O释放量受到水体中NH₄⁺、NO₃^-浓度变化的影响.种植凤眼莲在实验中后期可以增加水体中硝化、反硝化细菌的数量,但其数量远低于凤眼莲根系附着的硝化反硝化细菌.水体中反硝化细菌数量与水体释放N₂O浓度之间并无显著相关性,说明种植凤眼莲水体反硝化脱氮释放N₂O过程可能主要是由根系共生微生物驱动的.     

凤眼莲净化水体中甲萘胺,苯胺的研究

凤眼莲有发达的须根和根毛，具有生长繁殖快，耐污性强等特点。它在吸收污水中的营养成分同时，也吸收水中的有害物质，使水中污染物浓度逐渐下降。有些有害物质如重金属元素，在凤眼莲根部和叶都富集后不继续降解；有些有害物质如氮、磷作为营养物质而被吸收；而酚、洗涤剂等有害物质在凤眼莲体内被逐渐降解。对凤眼莲净化酚的研究文献较多［‘，’］，证实根、叶的细胞对含酚污水的净化能力明显，水体中酚含量小于ling／L时不会在凤眼莲植株中残留，酚量大干20mg／L时凤眼莲出现中毒现象。对凤眼莲净化水体中重金属的研究更多卜一‘］，…     

凤眼莲植物修复水溶液中甲基对硫磷的效果与机理研究

报道了凤眼莲（Eichhornia crassipes Solms）净化水溶液中甲基对硫磷的作用及修复甲基对硫磷污染水体的主要机理。研究结果表明，与空白抑菌水溶液相比，10－11g凤眼莲抑菌可将250mL的10mg/L的甲基对硫磷降解速度提高763．52％。处理10d后甲基对硫磷的消除率，凤眼莲培养液为99．9％，对照水溶液为40．1％。其修复机理主要是凤眼莲的直接吸收和微生物降解。在不抑菌条件下，凤眼莲对水溶液中甲 硫磷净化的贡献率达67．28％，微生物降解约占23．97％。     

凤眼莲加速水溶液中马拉硫磷降解

研究了凤眼莲对水溶液中马拉硫磷降解作用的效果及凤眼莲修复马拉硫磷污染水体的主要机理.结果表明,10～11g凤眼莲可将250mL的10mg/L马拉硫磷的降解速度提高160%.其修复机理主要是凤眼莲吸收马拉硫磷后在体内进一步降解,贡献率可达56%,微生物降解的贡献率占9%.     

凤眼莲吸收水中化学物质的机理及其利用

引言当我们考虑处理自然界的生物循环问题时,通常要对水体中有毒的有机和无机金属化合物的平衡状况进行观测。凤眼莲(俗称水葫芦——译注)奇特的快速增殖现象,以及它吸收     

几种植物对水产养殖废水的修复效果

文章研究了凤眼莲、轮叶黑藻、香根草和水蕹菜四种水生植物在亚热带气候条件下净化水产养殖废水的效果,跟踪比较了一个月之内它们处理污水时,水体氮、磷、化学需氧量、pH值和溶解氧的变化,并对实验前后植物鲜重做了比较。结果表明:(1)4种植物均能强化水产养殖废水污染物的去除,但各有特点;(2)理论上凤眼莲和轮叶黑藻可在处理废水时相互搭配弥补不足,维持水体中性和较高的DO;(3)植物对废水经过2~3周的处理后,水质明显变好,而植物生长开始减退,应及时收割补种;(4)夏季用水生蕹菜处理废水,不仅改善了水质还能收菜创经济效益。研究结果为探索广东地区在构建人工湿地处理水产养殖废水时植物的选择提供了新的科学依据。     

水浮莲、凤眼莲净化含酚废水

一、水浮莲凤眼莲简介水浮莲、凤眼莲都是高等水生植物。其根不固着于水底,其茎和叶漂浮在水面。它是宿根性水生草本植物,根系特别发达,悬垂于水体中,长20～30cm。在其根部附近生长着真菌和细菌菌落,它们可以分解有机物质。特别是凤眼莲,是一种繁殖很快的高等维束管水生植物,它叶肉肥厚,叶柄中有一     

凤眼莲根系微型动物群落的季节动态与净化效能的关系初探

初步研究了在北京动物园利用凤眼莲处理污染水体时其根系微型动物的季节变异特征,以探讨其对系统净化效能的影响。于１９９２年在根系水域共发现微型动物７０种,其中８月份检出种类数量多,为４９属６０种。     

不同预处理方式对凤眼莲水解产还原糖的影响

凤眼莲作为木质纤维素类生物质,经一定程度的预处理后,可高效水解成还原糖,为燃料乙醇等生物质能源的开发和利用提供保障。该研究利用稀酸、稀碱以及微波联合碱等不同预处理方式对凤眼莲水解产糖进行五因素、四水平的正交试验,发现各类预处理方式在一定程度上都能促进凤眼莲的水解。其中,酸预处理方式明显优于碱预处理和微波联合碱预处理方式,并且微波联合碱预处理效果优于单一的碱预处理方式。利用数据处理软件SPSS 19.0对酸预处理正交试验结果进行方差分析,得到优化后的酸预处理最佳处理条件为:酸浓度1.00%、温度100℃、固液比1∶30、样品粒度60目、处理时间30 min。5个处理因素对还原糖产量的影响大小为温度固液比时间酸浓度粒度。该条件下,还原糖产量达到197.60 mg/g凤眼莲,产量较优化前提高了14.56%,是理论最大还原糖产量的46.19%。     

凤眼莲、稻草和污泥制备生物炭的特性表征与环境影响解析

有机废弃物限氧热解制备生物炭可在减缓温室气体排放的同时改善土壤和水体环境质量,但同时生物炭在环境中的应用具有潜在生态毒理风险.因此,在将生物炭大规模应用于各类环境介质前,对其关键物理-化学性质进行系统分析与评价是极为必要的.本文选择对我国水生生态环境危害最大的入侵植物凤眼莲(Eichhornia crassipes)和我国产量最高的农业废弃物稻草,以及市政污水处理厂剩余污泥3种生物质前体,于250~550℃进行低温慢热解,对所制备生物炭的表面形貌、元素组成、矿物形态和一系列关键化学特性进行了全面表征与比较分析.在此基础上,深入探讨了此3类生物炭应用于土壤改良、重金属污染修复和水体富营养化控制的潜力与风险.结果表明,凤眼莲生物炭中K、Ca、Na、Mg含量最为丰富,指示其对于缓解土壤酸化具有重要应用价值,而其中P主要以AlPO_4晶体态存在,水溶性较低,这有利于降低此类生物炭引起水体富营养化的风险;水稻秸秆生物炭阳离子交换量(CEC)相对较高,达到33.7 cmol·kg~(-1),表明其在提高土壤保肥能力和降低重金属生物有效性方面具有较大潜力;SEM-EDX显示,凤眼莲生物炭和稻草秸秆生物炭均具有发达的束筒结构,可优先考虑用于改善土壤通气性;但是,部分生物炭中水溶性Cd、As含量超出安全阈值,表明对有机质前体和热解产物进行严格检测和筛选是实现生物炭在环境与农业中安全利用的必要环节.     

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.