人工湿地系统在河网水质污染治理中的应用初探

姚北平原河网水体榨菜废水污染严重，根据废水的排放特点，分卤水落水前、卤水落水期和卤水落水后3个典型时段对河网水质进行监测，结果表明，其污染类型为有机污染。基于榨菜废水排放的分散性和不定期的特点，提出人工湿地系统治理榨菜废水污染的方案设想，并就工艺流程、耐盐型水生植物等进行了初步探讨。     

湿地植物在城镇污水处理系统中的作用特性研究

将不同类型湿地植物如凤眼莲、荇菜、稗草、黑藻、皇竹草、美人蕉等,引入城镇污水处理系统,考察其对污染物的去除效果和在湿地组合系统中的作用特性。盆栽实验发现,虽然植物对污水N、P营养元素的直接去除率分别只有14.0%～59.4%和8.6%～55.2%,但植物通过过滤、截留及加强有机物降解转化的作用,对水体中污染物的去除具有协同效应,使水体N、P的总去除率分别达65.4%～83.8%和43.5%～69.5%。将植物引入组合处理系统,中试实验结果表明,水体TN、TP和COD月平均去除率分别高达80.4%、74.3%和81.3%。与常规生化处理系统相比,处理效果大为增强,生化反应的能耗相对减少,出水水质较稳定,使湿地组合系统成为一种去N除P,防止水体富营养化的有效处理方法。     

The Response of Hydrophytes to Environmental Pollution with Heavy Metals

The effects of Cu²⁺, Cd²⁺, and Ni²⁺ at low and high concentrations (0.025 and 0.25 mg/ml) on the accumulation capacity, the state of the pigment complex, and photosynthesis rate have been studied in model experiments with three floating hydrophytes (Hydrocharis morsus-ranae L., Lemna gibba L., and Potamogeton natans L.) and four submerged hydrophytes (Elodea canadensis Michx., Lemna trisulka L., Ceratophyllum demersum L., and Potamogeton lucens L.). Copper and cadmium are especially toxic at the concentrations studied. The effect of Cu²⁺ was the strongest in hydatophytes, and the effect of Cd²⁺, in pleustophytes. It is hypothesized that the differences between hydrophytes with respect to accumulation of metals and decrease in photosynthesis rate may cause predominant elimination of submerged species. Therefore, changes in the species structure of hydrophyte communities may be expected in waters polluted with metals.     

复合植物床式人工湿地研究

本实验研究针对应用于面源污染控制的人工湿地中水生植物的选择和布置问题进行研究,通过对人工湿地动态运行实验的研究考察,发现床体中COD、TN降解规律,通过人工湿地栽种不同水生植物的各床体的COD去除效果比较实验和不同水生植物复氧性能比较实验,得出复氧性能最好的水生植物为芦苇,然后综合这三个实验,在传统的植物床系统基础上,提出更加有利于提高系统污水处理效率的改进形式:复合植物床式人工湿地。     

水生植物对剑湖湿地水体N，P营养空间分异的影响

为探究水生植物对剑湖湿地水体N，P营养空间分异的影响，运用野外采样及室内分析方法，分析了剑湖湿地水生植物资源、湿地水体N，P营养状况以及湿地水体N，P营养物质空间异质性，讨论了水生植物对湿地水体N，P营养水平空间分异的影响。结果表明，剑湖湿地具有丰富的水生植物资源，水体N，P营养物质受到水生植物群落的影响表现出空间强变异性；湖滨带挺水植物和湖体沉水植物对水体N，P营养物质的吸收利用程度较高，湖滨带迎水面水体TN和TP含量分别是0．583、0．119mg／L，而在其背水面水域则为0．411、0．043mg／L；从永丰河入湖处水体TN和TP含量高达14．097、1．628mg／L，降至出水口的TN和TP含量为0．321、0．022mg／L，水质得到极大改善，可见水生植物对剑湖湿地水体N，P营养的空间分异具有重要的影响，对剑湖湿地生态系统发挥其特殊的生态功能有着重要的作用。     

水生植物种植场磷素分布特征与植物吸收

研究了水生植物种植场水体、沉积物及植物的磷含量及分布特征,结果表明进水的P浓度高于V类水标准,水生植物种植区内的由于受到沉淀、吸附及植物吸收的影响,水体P浓度远低于进水,水体不同形态P与TP之间呈现良好的相关关系;沉积物的TP质量分数在335～672 mg.kg-1之间,表层沉积物P质量分数是影响底层沉积物P质量分数的主要因素之一,沉积物中的TP和IP、OP之间同样存在相关性;水生植物对P均具有较好的吸收富集能力,不同水生植物的迁移系数均在0.5以上,平均为0.82,其中的黄花蔺(Limnocharis flava)与欧慈菇(Sagittaria sagittifolia)显示对P的良好吸收和迁移能力。基于本次调查的水生植物P质量分数统计分析表明,95%的水生植物地上部P质量分数正常值范围在1 415～4 947mg.kg-1之间,而地下部的P质量分数正常值范围在2 178～5 702 mg.kg-1之间。     

淮河流域河南段水生植物多样性评价及其影响因素分析

通过对淮河流域河南段开展野外调查及室内监测,分析河流水生植物类群组成及优势物种,从多样性、丰富度、优势度、均匀度4个方面对水生植物进行健康评价,采用CCA分析法探讨影响水生植物的关键环境因素。结果表明,淮河流域河南段共有水生植物38种,隶属于25科33属,分布广泛的优势种为芦苇、水花生、金鱼藻、轮叶黑藻、水蓼、水鳖、篦齿眼子菜。针对健康评价结果,淮河流域河南段水生植物呈现病态到健康状态。分析表明河流生态系统遭受破坏,生态系统呈现不稳定状况,主要原因为水质污染及人为活动干扰强烈。根据水生植物分布与水环境因子CCA响应关系研究,影响水生植物的主要因子为TP、COD、p H、电导率、氨氮。     

复合塘-湿地系统水生植物时空分布对氮磷去除的影响

利用复合生态塘-湿地处理系统水生植物时空格局异质性,研究了水生植物分布对氮、磷去除影响.结果表明,水生植物种类和数量的分布差异导致各单元氮、磷去除呈现不同的周期变化;水生植物主要通过改变硝化/反硝化进程、自身代谢和化学沉降速率影响NH3、NOx-、有机氮和总磷的去除.系统不同单元中氮、磷去除机制差异决定了NH3和总磷主要在曝气养鱼塘(去除率分别为29.5%、30.1%)、鱼塘(16.9%、17.8%)和水生植物塘(24.5%、19.4%)去除;NOx-主要在芦苇湿地(出水<0.4 mg/L)去除;而有机氮则主要在复合兼性塘(32.3%)和鱼塘(28.1%)去除.此外,生态塘出水中水生植物绝大部分被芦苇湿地所截滤,它们的腐败/释放导致湿地中NH3和总磷的表观去除率偏低(分别小于8.5%和11.5%).     

复合生态处理系统颗粒构成差异及其效应分析

研究了复合生态处理系统中不同单元颗粒物的构成差异，探讨了颗粒构成对其去除机制、粒径分布和去除规律的影响．结果表明，水环境对系统后端颗粒构成产生的影响明显高于对系统前端的影响．颗粒构的成差异决定无机颗粒沉降，有机颗粒分解、藻类被捕食、颗粒截滤依次在颗粒物的去除中占主导地位．不同水环境中，颗粒构成和去除机制的差异导致不同单元颗粒物去除规律的相应变化．     

利用水生植物净化水体中的悬浮泥沙

针对特定的滨江城市水环境问题,利用湿地植物风车草(Cyperusalternifolius)、菖蒲(Gladiolushybridus)、菱(Vallisneriaspiralis)、金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)、轮叶黑藻(Hydrillaverticillata)和亚洲苦草(Vallisneriaspiralis)构建的湿地植物生态物理模型进行了含沙水体泥沙净化的实验研究。结果表明,湿地植物系统对不同悬浮泥沙含量的水体具有不同的净化效果,净化效果最好的湿地植物分别是金鱼藻、黑藻、菱、菖蒲和风车草。随水体含沙量增加净化效果有所增强。不同粒径的悬浮泥沙在湿地植物群落中的沉降、吸附和过滤的效果不同。