富营养化浅水湖泊沉水植被恢复技术研究
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水生植物修复富营养化水体应用研究综述刘建英,周湘灿(江苏农林职业技术学院,江苏镇江212400)首先对水体富营养化现象以及水生植物修复富营养化水体进行了概述,然后重点阐述了水生植物修复机理及具体应用(包括污水净化应用、湿地生态修复应用、生物浮床技术应用),最后从5个方面指出未来水生植物修复水体技术的应用研究重点。
水生植物;富营养化;修复响,以江苏南部区域为例,适生的挺水植物有黄菖蒲、香蒲、芦苇、千屈菜、旱伞草、荷花等;浮水植物有睡莲、芡实、萍逢草、莼菜、凤眼莲等;沉水植物有苦草、黑藻、轮叶黑藻、金鱼藻、狐尾藻、菹草等。
不同水生植物种类、不同水生植物种类组合等都将影响修复的效果。
2水生植物修复机理2.1水生植物根区法修复原理德国学者Kickuch 在1977年首次提出根区法理论,以后的水生植物修复水体的机理都是以此为核心,并在这个基础上发展而来。
水生植物利用根区生化效应修复水体的原理包括2个方面。
一方面,它们从地上部分吸收氧气并将其输送到根部,由植物的根细胞扩散到根部,在地下形成一个好氧的微环境。
好氧微生物在好氧环境中繁殖,分解有机物。
另一方面,在根较少的地方形成厌氧区和兼氧区,有利于硝化与反硝化wt 作用,达到脱氮除磷的目的。
2.2水生植物的吸收、吸附和过滤作用水生植物需要吸收大量的N 、P 等营养元素以满足其生长,其发达的根系对水体中氮磷的富集与转移具有良好的效果[11]。
同时,水生植物通过植株对污染物质的吸附和过滤作用实现水体的部分净化作用。
2.3水生植物对藻类的抑制作用水体中浮游藻类的过度生长会导致水体富营养化,而水生植物与浮游植物相比,在养分与光能的利用上具备竞争优势。
在生长过程中,水生植物的生命周期长,植株体积大,吸收和贮存养分的能力强,能较强地抑制浮游藻类的生长[12],具有一定的克藻效应[13]。
3水生植物修复的具体应用3.1污水净化应用纽约州农业和生物科学院的Willian J.Jewell 认为,以水生植物为基础的生态处理系统的净化效果与典型的生化处理系统相同[14]。
水生植物在湖泊富营养化生态修复中的应用摘要:水生植物水域生态治理中占据着重要的地位,河道是北京水域生态环境中较为恶劣的区域,需重视河道的生态治理。
在应用水生植物时应遵循因地制宜、生态平衡、可持续发展、美观协调原则,充分考虑水生植物的生态习性和生态功能,合理搭配。
同时,应注意水生植物的管理,特别是沉水植物和浮水植物,应注意定期修剪,以免影响河道船只通航,从而不断提升河道生态治理效果。
本文主要分析水生植物在湖泊富营养化生态修复中的应用。
关键词:湖泊富营养化;氮;磷;水生植物引言近年来河道环境遭到了不同程度的破坏,河滩占用,河床冲刷,生物多样性减少,生物栖息地遭到破坏等情况,河道的功能受到严重的影响。
水生植物是水生系统重要的初级生产者,是维持生态系统健康运转的基础,能净化水质,改善水域生态环境,促进水体生态系统的恢复。
水生植物在水体生态治理中有较高的应用价值,在应用水生植物治理水体生态环境时,不仅要注重植株的生长情况,也应考虑到水体景观整体的美观协调,极大地发挥水生植物的生态功能。
1、河道生态治理中水生植物功能水生植物的应用是淡水生态系统中生态修复的重要手段,根据水生植物的生活方式一般分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物、沉水植物以及湿生植物,在净化水质、释放氧气、美化水景、保护生物多样性方面具有重要作用[2]。
不同的植物类型生活水域有所不同,因此,在水域生态修复中,水生植物往往都不是以单一种类出现的,而是多种植物组合到一起,以更加全面地发挥水生植物的生态修复功能,水域生态治理效果更好。
1.1挺水植物挺水植物植株高大,一般都有茎、叶之分,直立挺拔,根部生长在泥中,上部植株挺出水面。
常见的挺水植物有千屈菜、菖蒲、水葱、芦苇、荷花等。
挺水植物能净化污水,吸收水中的富营养物、重金属和有毒物质,控制水体的营养富化以及水体污染,使得水中的微生物有良好的生长环境。
同时,这些微生物也能吸收水中的富营养成分,降低水中的富营养元素,例如芦苇、美人蕉就能吸收水中的重金属物。
第25卷 第4期2009年2月甘肃科技Gansu Science and Technol ogyV ol.25 N o.4Feb. 2009浅水湖泊中沉水植物修复探讨董志龙1,王宝山2(1.甘肃省环境科学设计研究院,甘肃兰州730030;2.西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安710055)摘 要:浅水湖泊的富营养化导致水体浮游植物增加,沉水植物消亡。
在外源污染物降低后,沉水植物的恢复仍然滞后相当长的时间,而沉水植物的恢复对浅水湖泊修复的长期效益至关重要。
探讨了浅水湖泊中沉水植物的修复技术。
降低浅水湖泊水体的P含量,增加水体的透明度是沉水植物恢复的关键。
沉水植物的修复主要以自然修复为主,人工修复为辅的方法。
发展以轮藻植物为优势种群,杂草类沉水植物共生的多样性植物群落。
沉水植物的修复,对改善浅水湖泊生态环境,促进湖泊向健康化发展起到重要的作用。
关键词:浅水湖泊;沉水植物;湖泊修复;轮藻植物中图分类号:X524 浅水湖泊是指夏季不分层,并且在健康状态下能够大面积生长水生植物的湖泊[1]。
我国在淡水湖泊开发利用方面,对浅水湖泊的开发利用程度最高,用于城市饮用水源地、工业用水取水、农业养殖、农业灌溉、景观娱乐等方面,浅水湖泊已经成为我国经济发展和人民生活的重要资源。
人们在对浅水湖泊开发利用的同时,也带来了严重的富营养化问题,而流域内分布有大、中城市的浅水湖泊污染更为严重。
在浅水湖泊中,随着水体中营养盐浓度的提高,水体中的浮游植物与固着藻类增多,固着藻类遮蔽沉水植物的表面,使植物光合作用效率降低。
浮游植物的增多使透明度迅速下降,当浮游植物过多而影响沉水植物光合作用时,湖泊中的沉水植物迅速死亡[2-3]。
在修复浅水湖泊生态系统的过程中,沉水植物具有相当重要的作用,可以有效的降低湖泊总能量[4],对湖泊中的N、P等富营养化物质也有较高的去除效率[5]。
在外源污染物负荷降低后,沉水植物的恢复具有一定的滞后性和困难性[6],本文探讨了在浅水湖泊中沉水植物的恢复措施。
《水生经济植物浮床技术改善富营养化水体水质的研究》篇一一、引言随着工业化进程的加速和城市化的扩展,富营养化问题逐渐成为我国乃至全球面临的水质管理难题。
由于过度施肥、生活污水和工业废水的排放等人为活动,大量营养物质如氮、磷等进入水体,导致水体富营养化现象日益严重。
这不仅影响了水体的生态平衡,还可能引发藻华等环境问题,对人类健康和生态环境造成威胁。
因此,寻找一种有效的水体修复技术显得尤为重要。
近年来,水生经济植物浮床技术因其成本低、操作简便、生态友好等优点,成为改善富营养化水体水质的有效手段之一。
本文旨在研究水生经济植物浮床技术对富营养化水体的改善效果,为实际应用提供理论支持。
二、研究背景及现状富营养化是导致湖泊、河流等水域水质恶化的主要原因之一,表现为水体中氮、磷等营养物质过多,引发藻类大量繁殖。
这种大量繁殖的藻类可能形成水华,导致水体透光性下降,影响水生生物的生存,进而破坏整个水生态系统的平衡。
而传统的水体修复方法如物理吸附、化学除藻等,虽然能够在短期内达到一定效果,但往往存在成本高、易造成二次污染等问题。
因此,寻找一种既能降低水体富营养化程度又能保护生态环境的修复技术显得尤为重要。
水生经济植物浮床技术作为一种新兴的水体修复技术,通过在富营养化水域设置浮动式平台,种植能够吸收营养物质的植物如美人蕉、香蒲等,实现对水体中营养物质的吸收与利用。
这一技术不仅能有效去除水中的氮、磷等营养物质,还能提供生态系统中的生物多样性,维护水生态平衡。
此外,水生经济植物还具有观赏价值和经济价值,可以实现经济效益和生态效益的双重提升。
三、研究方法与过程本研究选取了多个富营养化程度不同的水域作为实验区域,设置对照组和实验组。
在实验组中采用水生经济植物浮床技术进行修复实验。
具体步骤如下:1. 选取适宜的水生经济植物种类并种植在浮床上;2. 将浮床放置在实验水域中;3. 定期监测并记录实验组和对照组的水质变化情况;4. 分析比较实验组和对照组的水质变化数据;5. 结合实地调查和文献资料,分析水生经济植物浮床技术的修复效果及影响因素。
湖泊富营养化与水体环境修复对策研究湖泊富营养化是指由于过多的营养物质进入湖泊导致水体产生严重的富营养现象。
这些营养物质包括氮、磷等化学物质,主要来自农业废水、城市污水和工业废水等。
富营养化对湖泊生态系统造成严重影响,如水体浑浊、水质恶化、藻类过度繁殖等,进一步导致水中氧气不足、水中生物死亡等问题。
首先,生态修复是湖泊环境修复的关键方法之一、可以通过植物修复、生物修复等手段恢复水体生态平衡。
例如,可以引入水生植物,如睡莲、芦苇等,这些植物能够吸收过多的营养物质,净化水质;同时,还能为水中的生物提供栖息和繁殖的场所。
此外,还可以通过放置人工基底,促进浮游植物和浮游动物的生长,增加湖泊生物多样性。
其次,工程治理是湖泊环境修复的重要措施。
可以采取物理处理、化学处理等方式,去除富营养化物质。
例如,可以利用人工湿地等构筑物进行物理处理,通过过滤和沉淀等方式,去除水中的悬浮物和富营养化物质。
此外,还可以采用化学处理手段,如加入硅铝混凝剂、过氧化氢等,促使湖泊中的磷和氮等富营养物质沉淀和去除。
另外,管理措施也是湖泊水体环境修复的重要手段。
需要建立科学的管理体系,加强监测和评估工作,及时发现和预防湖泊富营养化的发生。
可以通过建立保护区、限制农业和工业废水的排放、推广清洁生产等措施,减少营养物质进入湖泊。
此外,提高公众的环境保护意识也是必要的。
通过加强环境教育,普及湖泊保护知识,提倡低碳环保生活方式,培养公众的环境保护意识和责任感,共同参与湖泊环境修复和保护工作。
综上所述,湖泊富营养化是一个复杂的问题,需要采取综合的水体环境修复对策。
通过生态修复、工程治理和管理措施等手段,可以有效地恢复湖泊生态平衡,提高水体质量,保护湖泊生态系统,实现可持续发展。
沉水植物修复湖泊水体研究中的热点问题及其技术前景摘要:沉水植物修复水体技术是当前水体修复技术中的热点,本文针对沉水植物自身的修复特点,探讨了沉水植物对湖泊水库污染物修复的主要技术和方法、目前的研究的热点和存在的问题以及未来该领域的研究方向,最后表明:沉水植物修复湖泊污染水体技术有很广阔的领域和应用前景,成为修复技术的热点导向。
关键词:湖泊水库;沉水植物;修复技术;问题;前景目前湖泊水库污染已经是不争的事实,成了全球关注的焦点,尤其是我国,湖泊的生态环境状况普遍存在几大问题:湖泊中的重金属污染,泥沙淤积、湖面退缩、盐化、富营养化等等,以及由此引起的生态环境恶化和资源退缩。
特别是在东部人口稠密地区,湖泊所受的污染越来越严重。
很多地区的湖泊是饮用水源地,湖泊丧失了自净能力,饮用水源水质更是受到威胁。
湖泊水库的富营养化急剧导致水体浮游植物增加,沉水植物消亡。
在外源污染物降低后,沉水植物的恢复仍然滞后相当长的时间,而沉水植物的恢复对浅水湖泊修复的长期效益至关重要。
本文探讨了湖泊中沉水植物的修复技术,降低湖泊水体的P含量,增加水体的透明度是沉水植物恢复的关键。
沉水植物的修复主要以自然修复为主,人工修复为辅的方法。
发展以轮藻植物为优势种群,杂草类沉水植物共生的多样性植物群落。
沉水植物的修复,对改善浅水湖泊生态环境,促进湖泊向健康化发展起到重要的作用。
李顺鹏等人的研究表明降低水体中N、P 含量以及底泥中有机C和N、P的负荷富营养化修复的关键问题[1]。
而针对湖波水库富营养化的修复技术国内外研究很多,并取得了大量的成果[2-5],其中沉水植物在水生生态系统中的修复技术倍受青睐,已经成为环境领域和水生态学研究的热点之一。
鉴于此,本文重点对沉水植物对湖泊水库的修复技术和方法加以研究和探索,以期能为水修复工作者提供参考和依据。
1.沉水植物修复水体技术原理1.1沉水植物基本概念和物种的选择沉水植物是指植物体全部位于水层下面营固着生活的大形水生植物。
富营养化湖泊的的生物修复工程技术概述摘要:湖泊水资源是人们赖以生存的重要水资源但富营养现象已成为我国当前湖泊水资源恶化的重点问题。
本文对中国湖泊富营养化的现状及富营养化现象的成因以及湖泊污染水体微生物及植物修复措施进行了阐述。
指出生态恢复是湖泊污染水体治理重要的环保的长期的治理手段。
同时针对不同性质的污染水域应针对其不同性质提出具体的恢复措施。
关键词:湖泊;富营养化;生物修复湖水的污染物种类广、途径多、数量大;湖泊的稀释和转移污染物质的作用较弱;湖水中污染物的生物降解、聚集和转移作用较强。
随着中国湖泊生态系统结构的功能大幅衰退以及蓝藻水华现象的频频出现中国水质的缺水现象已经日趋严重已带来了重大损失[1]。
1 .湖泊富营养化及生物修复理论基础1.1湖泊富营养化及其现状富营养化已经成为了一种世界性的重大环境问题受到了人们普遍关注。
在最近的四十多年来由于世界水域中富营养化现象的出现频率及面积日益增加全世界都为防治富营养化开展了大量的科学研究和实验。
在最近二十年间中国也针对湖水富营养化现象、形成因素等开展了大量科学研究和治理的尝试但尽管如此富营养化现象仍未获得有效治理[2]。
1.2湖泊富营养化成因及危害我国湖泊污染的主要特点是水体富营养化。
人为因素导致的水体富营养化也是当代湖泊富营养化的重要原因。
因为在环境中可供浮游植物生长繁殖所使用的氮远远比实际可使用的磷多所以磷通常被视为富营养化的关键影响因素。
富营养型水域中出现了赤潮或水华。
在能造成水华的蓝藻中部分毒性种类也已证实在富养湖泊出现,在所有的富养的湖泊中一般都可以探测到藻毒物质。
1.3湖泊生态系统恢复的理论基础对富营养性湿地生态系统的修复是指通过消除对自然环境影响、促进生态结构演变和启动生物演替的途径将其已退化生态系统回复到一个合理的稳定阶段。
生态修复的基本思路即利用生物地地带性规律、植被演替规律及生态位原理通过选取先锋植被.并遵循乔木、灌木和草本相结合的原理开展生态种群与生态系统的建设工作以达到对土地、植被和生态的同时分级修复.将已经退化的生态系统管理逐渐回归到相应的生态结构层次[2]。
富营养化水体的生态修复技术研究水体富营养化发生机理和修复原理及技术的研究是国内外环境学和生态学研究的前沿和热点。
在富营养化水体修复的各种手段中,植物修复(生物修复的一种)是一种耗能低、效果好的新技术,已经引起国内外学术界的高度重视。
本研究在富营养化浅水水体中以软隔离技术,建立相互独立的试验区。
根据水体富营养化特征,首先有控制地引种漂浮植物-凤眼莲,抑制藻类生长,提高水体透明度,改善水质;然后逐步引种冷季型和暖季型水生植物,构建时间和空间上镶嵌的植物群落,建立以水生高等植物为优势的清水态生态系统。
重点研究和总结了漂浮植物的引种和控制技术以及适宜的控制规模;沉水植物恢复对浮游植物种群数量以及结构的影响;探讨了沉水植物恢复对水质的改变,以及冷暖季植被交替期水质指标的变化。
结论如下:(1)先锋种的引种及其生态作用。
植物修复的早期,选择耐污性强的r-对策漂浮植物作为先锋物种,以快速控制藻类生长,提高水体透明度,为沉水植物的引种栽培和恢复创造条件。
漂浮植物-凤眼莲的盖度越大,对透明度的改善效果越好,通过实验数据建立透明度/水深与盖度的模型:y=1.1669x+0.1825;透明度提高一倍所用时间与盖度的模型:y=31.556e<sup>-3.2682x</sup>。
但如果任其发展会导致水体溶解氧的浓度将越降低,水生生物死亡等问题。
为了获得最佳的效果,建议漂浮植物-凤眼莲的初始引种盖度以20%左右为宜,并注意及时打捞,控制其盖度不能超过50%。
(2)漂浮植物-凤眼莲虽然有很强的抑制浮游植物的作用,但是对浮游植物种群结构影响不大。
漂浮植物对浮游植物抑制作用的发挥需要达到一定的盖度,当盖度为20%时,抑制效果为30%,当盖度为70%时,抑制效果达到了82%。
但漂浮植物处理组和对照组的水体中浮游植物主要门类组成的相似度很高。
(3)冷暖季沉水植物恢复后,在其生长期能够有效地控制水体中的氮磷等营养盐。
抚顺社河湿地植物对富营养化水体的修复效果研究抚顺社河是辽宁省抚顺市内一条重要的河流,但近年来由于城市化进程加快、工业化发展加速等原因,社河水体逐渐富营养化,水质恶化,严重影响了社河流域的生态环境和城市居民的生活质量。
为了解决社河富营养化的问题,人们开始尝试利用湿地植物进行水体修复,通过植物吸收养分和污染物质,提高水体的净化效果,减缓富营养化问题的进一步恶化。
本文旨在对抚顺社河湿地植物对富营养化水体的修复效果进行研究,通过采集样品,分析数据,探讨湿地植物在富营养化水体修复中的作用和机制,为社河流域生态环境的保护和修复提供科学依据。
一、抚顺社河富营养化水体的现状富营养化是指由于氮、磷等养分过量输入而导致水体中浮游植物和藻类大量繁殖,从而影响水体的清澈度和水质。
抚顺社河水体富营养化主要表现为水质浑浊、藻类大量繁殖、氧化还原潜力下降等现象。
根据抚顺市环境监测数据显示,社河水体的氨氮、总氮、总磷等指标均超过了国家规定的环境质量标准,呈现出明显的富营养化特征。
这种富营养化不仅影响了水体的生态系统平衡,还对周边居民的生活和健康构成了威胁。
二、湿地植物在水体修复中的作用湿地植物具有较强的吸收能力和净化作用,可以有效减少水体中的营养物质和有机物质,改善水体的水质。
湿地植物的根系具有较大的表面积,能够吸引并吸收水体中的养分和有机物质,并将其固定在根系附近,起到净化水体的作用。
湿地植物也能够释放出氧气,促进水中的氧化还原体系平衡,减少水体中的有毒气体和有机物质。
湿地植物本身也是水中的食物链的一部分,它们可以吸收并积累水体中的营养物质,成为其他生物的食物,从而调节水体中生物的数量和种类,维持水体的生态平衡。
湿地植物在水体修复中具有重要的作用,通过植物的吸收和转化作用,可以有效减少水体中的富营养化物质,改善水质,促进水体的生态修复。
为了研究湿地植物对富营养化水体的修复效果,我们选择了抚顺社河流域的一个受污染严重的水域进行实地采样。