人工生态基及网箱水草在景观水体中的应用

摘要

总课题“滴水湖引水河水质改善技术研究”是上海市环境保护科学技术发展基金会项目,由华东师范大学环境科学系牵头,上海环境科学研究院负责子课题——“人工生态基和网箱水草试验研究”。本研究采取“室内实验与现场工程相结合”的方法,研究了人工生态基和网箱水草生态修复景观水体的效果,并在滴水湖引水河开展了较大规模的生态恢复示范工程研究。一、人工生态基小试实验研究（1）在连续进水10d左右,生态基上附着有大量的呈黄褐色的絮状体,4d之后能目测到生物膜含有藻类（呈浅绿色）。经藻类鉴定,生物膜中有硅藻、绿藻、蓝藻等存在,硅藻占绝对优势。同时,还观测到原生动物、后生动物和脊椎动物。（2）当夏季和冬季的生态基填充密度分别为9.5和7.2m2/m3时,生态基净化效果较好。（3）夏季生态基上的藻类密度远远大于冬季的密度,且夏季DO出现超饱和的时间比冬季长。夏季生态基的净化效果相对冬季实验较好。NH4+-N的净化效果明显高于冬季,最大可达80.6％,而冬季最大仅为12.7%。（4）将水质监测数据与DO数据进行相关分析,可以发现反应器的NO3--N、NH4+-N、TN变化与DO变化足对应的。DO过高,TN的去除率相对较低,也即反硝化效果较差。（5）在1＜C/N＜4范围内,C/N值越小,TN的去除率越低,即反硝化效果越差。因此,在生态基净化水质时,需向反应器内补充碳源等。（6）DO浓度、水温、C/N值等均影响着硝化反硝化细菌以及藻类的代谢活力。二、人工生念基中试实验研究（1）生态基上藻类密度:夏季＞秋季＞冬季。chl-a含量和总量也是:夏季＞秋季＞冬季。（2）地表径流对围隔内水质的短期冲击很大,从而掩盖人工生态基水质的净化效果。（3）试验条件一:①人工生态基对NH4+-N具有一定的净化效果。7月份,NH4+-N去除率高达54.3%,而其他月份,净化效果不明显。②围隔内chl-a的浓度总体上要比围隔外高。③围隔内外COD浓度相差不大。（4）试验条件二:①围隔内和敞开区生态基水质净化效果差别不大。总体上,圈隔内稍高于敞开区。②围隔内生态基对COD、NH4+-N、TN以及TP的去除率分别可达14.8%、12.4%、9.2%以及12.5%。（5）试验条件三:①封闭状态下围隔生态基对NH4+-N、TN、TP以及COD的净化率明显高于敞开区和半封闭区内的生态基。②敞开区和围隔内生态基对NH4+-N的去除率最高分别可达55.3%和65.9%。③围隔内和敞开区生态基TN最高去除率分别可达41.7%和32.5%。④敞开区和围隔内的生态基TP的去除率最大分别可达33.1%和50.6%。围隔内生态基COD的净化效果比敞开区好,最大分别可达31.3%和28%。三、网箱水草小试试验研究（1）自来水培养水草实验中,黑藻的生长和适应性比金鱼藻强。（2）悬浮生长在滴水湖C港河水中的黑藻长势要比自来水中好。（3）相比悬浮生长,黑藻更适合于扦插生长。（4）黑藻各断枝有形成不定根和新芽的能力。在自来水培养条件下,断枝越长,新根和新芽的生长情况越好,数量也越多。相对于自来水中的三节断枝,滴水湖河水悬浮培养的三节断枝颜色鲜绿,长势较好,长出的新根和新芽也明显较多。（5）比较各实验组结果,黑藻能较快适应滴水湖水体生长和繁殖,可以被利用到滴水湖内各种沉水植物群落的构建。同时,本论文还开展了网箱水草中试试验研究。

目录

摘要

Abstract

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第一章 绪论

1.1 景观水体生态修复技术现状

1.1.1 生物操纵技术

1.1.2 微生物净化技术

1.1.3 水生植物净化技术

1.1.4 生态浮床技术

1.1.5 前置库技术

1.1.6 生物栅、生物网箱等技术

1.2 人工生态基研究及应用现状

1.2.1 人工生态基净化机理的研究

1.2.2 人工生态基挂膜试验研究

1.2.3 人工生态基净化效果及应用的研究

1.3 网箱水草研究及应用现状

第二章 课题背景及研究方案

2.1 课题来源

2.2 研究意义

2.2.1 人工生态基

2.2.2 沉水植物

2.3 研究目的

2.4 研究内容

2.4.1 人工生态基

2.4.2 网箱水草

2.5 技术路线

第三章 人工生态基小试试验研究

3.1 研究目的

3.2 材料与方法

3.2.1 实验材料及装置

3.2.2 实验用水

3.2.3 水质监测指标与方法

3.2.4 生态基附着藻类测定方法

3.2.5 生态基微生物的测定方法

3.3 实验条件

3.3.1 夏季实验条件

3.3.2 冬季实验条件

3.4 实验结果

3.4.1 夏季实验结果

3.4.2 冬季试验结果

3.4.3 实验结果季节比较

3.5 结论和讨论

第四章 人工生态基的现场中试实验

4.1 试验目的

4.2 材料与方法

4.2.1 现场中试装置

4.2.2 水质监测指标与方法

4.2.3 生态基附着藻类测定方法

4.3 试验条件

4.4 试验结果

4.4.1 生物膜的藻类群落和藻类现存量

4.4.2 试验条件一的水质测定结果

4.4.3 试验条件二的水质测定结果

4.4.4 试验条件三的水质测定结果

4.5 结论和讨论

第五章 网箱水草技术小试试验研究

5.1 研究目的

5.2 材料、方法与条件

5.2.1 水草的选取

5.2.2 水草培养方法与条件

5.3 实验结果

5.3.1 自来水悬浮培养水草实验

5.3.2 河水悬浮培养水草实验

5.3.3 底泥扦插培养黑藻

5.3.4 黑藻断枝培养研究

5.4 结论和讨论

第六章 网箱水草技术现场中试试验

6.1 试验目的

6.2 试验材料和方法

6.2.1 试验材料

6.2.2 试验方法

6.2.3 水质监测指标

6.3 试验结果

第七章 结论与建议

7.1 研究结论

7.1.1 人工生态基小试试验

7.1.2 人工生态基中试试验

7.1.3 网箱水草小试试验

7.2 建议

附录

参考文献

硕士期间科研成果

致谢