预处理方法对水葫芦厌氧发酵产沼气的影响

水葫芦可作为厌氧发酵产沼气的原料。研究发现,水葫芦自身的生物特性会制约其产气潜力的发挥,而发酵前预处理有助于解决这一问题。以采自昆明滇池的新鲜水葫芦为研究对象,分别采用物理法(切分法、压榨法),化学法(酸处理法、碱处理法和金属离子处理法)和生物法(酶处理法)对其进行预处理,以预处理后的水葫芦为原料进行发酵产沼气实验。结果表明,金属离子处理的原料产气效果最佳,在中温35℃,进样浓度7.4%(TS)时,其原料TS产气率、平均甲烷浓度和原料容积产气率分别为744.55 m3/t、59.32%和0.144 m3/(m3·d),与切分处理原料相比提高了88%、13%和87%。其余处理方法也在不同程度上优化了水葫芦的产气效果。因此,以预处理的方式来提高水葫芦的生物利用率和产气效率是可行的。     

水葫芦修复富营养化湖泊水体区域内外底栖动物群落特征

于2010年8~10月对滇池白山湾人工控制性种养的约70hm2的水葫芦区、近水葫芦区和远水葫芦区采样分析,探讨了水葫芦种养工程区域内外底栖动物群落结构特征.结果表明,在水葫芦区、近水葫芦区及远水葫芦区,底栖动物总密度分别为294.5,159,261ind/m2,其中寡毛类的霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)为绝对优势种,分别占各自区域总密度的68.3%,59.6%和86.0%.逐步回归分析显示,水体总磷(TP)和底泥非稳定态磷(Labile-P)与霍甫水丝蚓密度呈显著性正相关(P < 0.01),表明霍甫水丝蚓对水体的富营养状况有很好的指示作用.水葫芦区物种组成及生物多样性指数均高于近水葫芦区和远水葫芦区(P < 0.05),在水葫芦区、近水葫芦区和远水葫芦区分别共采集到底栖动物14种、10种和6种;Shannon-Wiener多样性指数分别为1.10,0.57和0.54.种植水葫芦后,在水葫芦区及近水葫芦区,10月份的Margalef、Shannon-Wiener、Simpson和Peilou指数较8月份和9月份有显著性增加(P < 0.05),而远水葫芦区,却未出现类似的结果.一定面积控制性种养水葫芦对大型富营养化湖湾水体无脊椎底栖动物群落结构未表现出不利影响.     

鄱阳湖流域水葫芦(Eichhornia crassipes)对水体微塑料的吸附截留效应

微塑料是环境中的新型污染物,随着人们对微塑料污染的认识,微塑料在河流和湖泊等淡水湿地环境中的迁移问题受到普遍关注.中国内陆最大淡水湖鄱阳湖湿地受五河流域及其地表径流的影响,湿地水环境中的微塑料污染问题也不容忽视.为了解鄱阳湖各流域水体中微塑料的分布现状及水生植物对微塑料的吸附截留效应,选择鄱阳湖流域的赣江、信江、抚河、修水和饶河这五河水系入湖段为研究区,以各流域水体及其普遍存在的漂浮植物水葫芦（Eichhornia crassipes）为研究对象,分析鄱阳湖五河流域水葫芦对水体微塑料的吸附截留特征,探讨水生植物对水体环境中的微塑料是否具有吸附或截留效应,阐明水葫芦对微塑料的吸附与水体赋存微塑料的相关性,解析微塑料在湿地环境中的迁移特性,为鄱阳湖湿地环境中微塑料的管控及污染治理提供一定的理论基础与依据.在鄱阳湖流域赣江、抚河、信江、饶河和修水的五河水系入湖区和湖口出湖区共设置18个采样点,分别采集水表漂浮的水葫芦整株样品和水深约1 m处的水样,采用HNO₃（65%）-H₂ O₂（30%）混合试剂消解水样后抽滤分离水体及水葫芦体表微塑料;采用显微鉴定方法观察微塑料的颜色、粒径和形态等特征,采用Nano Measurer 1.2软件统计各流域水体和水葫芦体表中分离出的微塑料丰度;采用傅立叶变换红外（FTIR）光谱仪鉴定不同形态微塑料的聚合物成分.鄱阳湖流域各水体微塑料丰度处于中度偏高水平,丰度范围为65.5~353 n ·L^-1,且以0~0.5 mm范围内的小粒径微塑料为主,占各流域水体中微塑料的80%以上;各流域水葫芦截留或吸附的微塑料丰度范围为36~204 n ·kg^-1,且以0~1.5 mm范围内的小粒径微塑料为主,所占比例达80%以上;水葫芦吸附0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度含量与水体中0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度间呈显著相关,水葫芦对水体中占比较高的小粒径微塑料具有明显的吸附效应.鄱阳湖五河流域水体微塑料的聚合物成分以聚乙烯和聚苯乙烯为主体;各流域水体微塑料的丰度处于较高水平,以0~0.5 mm的小粒径微塑料为主,对水体生物及水环境易构成生态风险.各流域水葫芦对水体微塑料具有显著的吸附效应,且以吸附0~1.5 mm的小粒径微塑料为主;水葫芦吸附0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度值与水体中0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度间存在显著相关性;水葫芦对水体中的小粒径微塑料具有较强的吸附效应,可为水生植物吸附或截留水体环境中的微塑料提供一定的参考依据.     

富营养化水体治理的实践与思考——以滇池水生植物生态修复实践为例

从国内外水体治理的理论与实践2个方面,阐述了近年来富营养化水体治理的方法与效果。结果表明,水生植物生态修复的理论和方法已随着大水面围栏控养技术、机械化高效打捞和资源化利用技术的大规模实践而日臻成熟,漂浮植物水葫芦(Eichhornia crassipes)泛滥与不能及时打捞而引起水质二次污染的风险已得到有效规避。通过在滇池控制性种养凤眼莲,滇池水体总氮和总磷质量浓度从入湖口的13.47和1.34 mg·L-1降低到出湖口的2.93和0.10 mg·L-1。上述结果表明只要经过周密的规划和采用合适的生物技术,如凤眼莲控制性种养水体生态修复技术,湖泊富营养化可得到有效抑制。     

3种水生植物对锰污染水体修复作用的研究

通过静态水培试验,研究了3种水生植物水葫芦（Eichhornia crassipes（Mart.）Solms）、水浮莲（Pistia stratiotes L.）、水花生（Atlernanthera philoxeroides）在55、155mg L-1锰（Mn）质量浓度下的生物量、Mn质量分数、富集系数、转运系数,以及对2种Mn质量浓度水体的修复作用。结果表明,水浮莲的鲜质量、干质量、相对生长率、Mn质量分数、富集系数随着取样时间的延长而显著增加（P〈0.05）。2种Mn质量浓度下,水葫芦与水浮莲的鲜质量与相对生长率显著高于水花生。植物茎叶的Mn质量分数依次为水浮莲〉水葫芦〉水花生（P〈0.05）,其中155mg L-1Mn处理水浮莲与水葫芦茎叶Mn质量分数均高于10000mg kg-1,分别为12431.05mg kg-1、11238.28mg kg-1。3种植物茎叶、根的富集指数均显著大于1,且茎叶的富集系数依次为水浮莲〉水葫芦〉水花生（P〈0.05）,根富集指数依次为水浮莲≈水葫芦〉水花生（P〈0.05）。在10,21d这2个取样时期,水浮莲的转运系数要高于其它植物,其中在155mg L-1处理下,水浮莲的转运系数要高于1,分别为1.04、1.01。种植3种水生植物后,2种Mn处理水体的Mn质量浓度随着取样时间的延长而降低。水葫芦、水浮莲、水花生收获时,55mg L-1Mn处理的水体Mn质量浓度分别降低了31.84%、31.44%、18.47%;155mg L-1Mn处理则降低了12.02%、18.53%、7.57%。可见,水浮莲符合超积累植物对Mn质量分数、富集系数、转运系数的要求,其在Mn污染水体修复方面有很好的应用前景。     

水葫芦压榨液厌氧发酵及其发酵液对青菜种子发芽和生长的影响

研究了水葫芦压榨液厌氧发酵过程物质的变化,分析了水葫芦压榨液的发酵液(简称发酵液)对青菜种子发芽及后续生长的影响.结果表明,厌氧发酵能显著降低压榨液中的COD,在厌氧发酵结束时,COD从5 377.0mg/L下降到730.0mg/L,下降86.4%;TN从126.6 mg/L下降到79.7 mg/L,氮素流失37.0%,且主要发生在厌氧发酵初期;TP从31.1 mg/L下降到25.0 mg/L,下降19.6%;发酵液中悬浮物(SS)和可溶性固体(DS)分别下降到719、600 mg/L.分别用蒸馏水、水葫芦压榨液和各阶段的发酵液(发酵时间分别为6、20、27、30 d)进行青菜种子发芽试验(历时10 d),平均发芽率分别达到79%、54%、51%、82%、87%、89%.在10 d的青菜苗生长时间内,平均苗高与发酵时间呈显著正相关,说明发酵液具有作为植物液体肥料使用的潜力.     

漂浮植物组合生态处理污水处理厂尾水的效果及植物生理响应

用水浮莲(Pistia stratiotes)和水葫芦(Eichhornia crassipes)组合构建生态净化塘深度处理污水处理厂尾水,监测了尾水沿程的氮、磷浓度变化,分析两种漂浮植物生物量、根冠比、叶绿素a、全氮、全磷、根系活力、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等的生理响应。结果表明,污水处理厂尾水经生态净化塘处理后,TN、硝酸盐氮、TP和可溶性磷酸盐去除率分别可达72.36%、79.00%、78.57%、80.64%,氨氮和TP达到了《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅱ类标准,有效地减轻了周边受纳水体的污染负荷。在水流沿程方向上,水浮莲和水葫芦的生物量、全氮、全磷、叶绿素a和根系活力均显著降低,根冠比、叶片和根系的SOD活性显著升高(P0.05);同时两种漂浮植物叶片和根系的MDA含量明显上升,说明植物体内膜脂过氧化加剧。由此可见,水浮莲、水葫芦对氮、磷等营养盐比较敏感,这是其可以有效去除氮、磷的原因。     

水葫芦防治技术及资源化利用研究进展

水葫芦是一种多年生浮水草本植物,具有生长速度快、入侵性强等特点,已成为全世界多个国家严格控制的外来入侵植物。但是水葫芦具有一定的治污能力和资源化利用价值,若能对其进行资源化利用,不仅可以有效控制其泛滥,同时还能创造较高的环境价值。本文根据水葫芦的特性,介绍了水葫芦的危害、常用的处理办法以及资源化利用的相关研究进展,通过对水葫芦污染现状及资源化利用进行归纳和评述,以期为进一步开展水葫芦的资源化利用工作提供参考。     

太湖水域几种高等水生植物的克藻效应

研究了水花生、菱、金鱼藻和浮萍对同一水体中栅藻生长的抑制作用。结果表明,受试植物均能在不同程度上减少水体中藻细胞数量,促进藻细胞内叶绿素a的破坏与脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量的升高,抑制超氧化物岐化酶（SOD）的活性。种过供试植物的水也表现出相似的抑藻效应。     

水葫芦渣有机肥在白菜上的肥效试验研究

以白菜为试材,研究了水葫芦渣有机肥在高量、中量、低量3个施用水平下的施用效果。结果表明,水葫芦渣有机肥对白菜的生长发育具有明显的促进作用,从株高的指标看,以施有机肥高量效果为佳;从最大功能叶面积指标看,以施有机肥高量效果为佳;从开展度指标看,以施有机肥中量效果为佳。从白菜产量上看,有机肥化肥配施低用量、有机肥高用量、中用量差异不显著,均比空白增产370%、364%、297%。从白菜对养分吸收的含量上看,全氮以施有机肥高用量最好;全钾以施有机肥低用量最好。将水葫芦渣有机肥与其它常见的有机肥比较,其肥效与其它有机肥相当。