大型水生植物在水污染治理中的应用研究进展

大型水生植物在水污染治理中可以发挥多种作用。通过自身的生长代谢可以大量吸收氨、磷等水体中的营养物质，而其中一些种类还可以富集不同类型的重金属或吸收降解某些有机污染物；通过促进微生物的生长代谢，可以使水中大部分可生物降解有机物（BOD）降解；通过抑制低等藻类的生长，控制富营养化的表现形式等。根据不同的生活型特点，利用大型水生植物进行污水处理和水体修复的方式也多种多样，主要包括：以漂浮植物为主的塘系统和以挺水植物为主的人工湿地系统等。本文从生态功能发挥的角度探讨了植物对污染物降解的机理，并对以大型水生植物为核心的各种污水处理系统的研究进展与现状进行了综述，指出了利用大型水生植物进行水污染治理的研究与应用中存在的问题和发展方向。     

人工湿地系统在我国污水处理中的应用

介绍了人工湿地系统在我国污水处理中的应用现状 ,认为设计方案、基质、水生植物的选用以及微生物降解等方面 ,是决定人工湿地系统净化效果的主要因素 ,最后指出了目前该法在全国各地推广的难度、存在的问题及解决这些问题的途径。     

潜水丁坝在湖滨带生态恢复中的应用

为保护和稳固湖滨带,在太湖梅梁湾进行生态恢复研究,并成功地实施了示范工程.沿湖滨带共构筑14道潜水丁坝,每道长23～28 m,坝间距为40～80 m,坝上种植芦苇和菰.构筑的潜水丁坝能经受住太湖常见大风袭击和湖流淘蚀,芦苇和菰等长势良好,湖滨原有芦苇带在一定水深范围内每年向湖延伸2～5 cm,坝上其他水生植物和底栖动物螺蛳等自然繁衍.潜水丁坝所起作用为利用自然力改变岸边流场,使泥沙在湖滨带预定沉积区内沉积,减缓岸边侵蚀和降低沉积物再悬浮,从而为湖滨带水生植物生长创造良好的生境条件.研究发现,在微风条件下,潜水丁坝群能有效拦截麇集于岸边的蓝绿藻,并在湖滨带进行消化降解.研究提出的构筑潜水丁坝并种植水生植物的方案为湖滨带生态恢复提供了一种新的探索途径.     

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。     

退化滨水景观带植物群落生态修复技术研究进展

滨水带是重要的生态交错带,物质、养分和能量流动速率高,具有较高的生态、经济和美学价值。近年来,由于缺乏科学合理的生态规划意识,我国滨水带多被建成近直立人工护岸,加之自然、人为干扰力度的加强,滨水岸线生境破坏,生物群落丧失,滨水带退化,水岸生态环境日趋恶化。通过对滨水带生态景观功能分析,研究滨水带退化原因与机理,系统归纳了国内外退化滨水景观带植物群落生态修复相关技术的研究现状,深入探讨了生境恢复、生物廊道恢复、景观格局美化和水岸生态系统结构与功能优化等方面的研究内容,并提出今后滨水带生态修复技术研究方向,以及基于生态学、景观学、水力学、土力学、生物学、经济学等多学科背景的滨水景观带植物群落定量分析、配置方法。最后指出,滨水景观带植物群落生态修复技术研究需进一步分析我国水岸生态系统退化机理、细化滨水深槽-浅滩序列、量化滨水植被配置宽度与生物多样性关系、深化稳定化长效管理技术等,为我国退化滨水生态景观带植物群落生态修复集成技术的研究与实践提供参考,以全面有效的提高生态环境质量。     

巢湖东湖区入湖河流的水生植被群落结构和区系特征及其与环境因子的关系

采用野外调查方法结合典范对应分析(CCA),研究了巢湖东部湖区的入湖河道水生植被的群落结构特征和区系特征及其与环境因子的相关性.结果表明:共发现常见水生植物物种63种,隶属于28科54属,其中沉水植物4种,漂浮植物3种,浮叶植物2种,挺水植物10种,湿生植物44种.区系分析发现该区域的水生植被呈现隐域性和热带向北温带过渡的亚热带特征,植物种属主要以世界分布属和北温带分布属为主,其次是泛热带分布属,分别占总数的35.19%、31.48%和12.96%;这54属水生植物的地理分布区类型共有中国种子植物所占的15个分布区类型中的10个,而缺少5个地理分布区类型.入侵种空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)分布广泛,河道呈现一定程度的堵塞状态;沉水植物物种则趋于单一化和分布面积狭小,尤其在水体污染严重的区域(如:双桥河流域和小柘皋河下游)几近衰退.CCA分析表明巢湖东部湖区入湖河道水生植物的空间分布主要受水体理化指标影响,而非水深的影响.总之,巢湖东部湖区入湖河道水质污染加重,水生植物群落结构极不合理、地理成分复杂程度偏低且具有明显的隐域性,沿河村镇的污水处理以及保护与恢复水生植物尤其沉水植物类群迫在眉睫.     

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NH4+-N、NO3--N和H2PO4-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Imax和最小亲和力Km有显著差异。6种植物对NH4+-N的吸收速率最大,对H2PO4-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Imax和亲和力常数Km的比较可知,空心菜根系拥有最大的Imax和最小Km,说明空心菜能够适应任意浓度的水体净化,芋头Imax较低而Km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NH4+-N、高NO3--N水体修复,金花菜则是对高P、高NH4+-N、低NO3--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。     

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。     

不同水生植物对污水处理厂尾水的生态净化效果分析

通过构建小型水生生态系统,研究了旱伞草、美人蕉、伊乐藻、金鱼藻4种植物对太湖流域污水处理厂尾水中氮、磷等指标去除效能的差异。结果表明,4种水生植物对污水中的氮、磷等均有明显的去除效果,其中挺水植物旱伞草和沉水植物金鱼藻的综合净化效能较强,综合净化能力从强到弱顺序依次为金鱼藻、旱伞草、伊乐藻、美人蕉。     

人工湖水生态系统构建方法研究

基于湖泊生态恢复的理论及工程实践经验,提出了新建人工湖水生态系统构建的一般方法。通过水生植物、水生动物的合理选种、水生植物的空间和时间配置以及水生动物食物网的合理构建,使各种群在整体上互补共生,形成结构合理、具有一定抵抗能力与自我恢复能力的水生态系统。以某新建人工湖为例,基于所提出的方法构建了其水生态系统。研究成果对人工湖水生态系统的构建和运行管理具有指导意义。