河道富营养化原位生态修复工程技术研究

摘要

近年来，河流、湖泊、水库等水体不同程度地面临着富营养化的威胁。氮和磷增多是引起水体富营养化的主要因子，因此，减少水体中的氮磷是防治水体富营养化的最根本措施。目前，以植物为核心的原位生态修复以其低成本、无污染、维护简单等优点在世界各地得到越来越多的应用。本论文通过比较不同植物、植物-微生物联合作用对富营养化河道的氮磷及其污染物的去除效率，为原位修复富营养化水体生态工程提供参考。主要研究结果如下:
　　 1.香根草、柳枝稷、黄花水龙、金鱼藻、苦草、狐尾藻、坦克对富营养化河道水体中氮磷及其他污染物有一定的吸收净化作用。狐尾藻对总氮的去除效果最好，为91.3％;氮氧化物的去除效果最好的是金鱼藻，可达93.1％;黄花水龙对氨氮的去除效果也相当好，为94.8％;总磷的去除效率最好的是坦克草，约为89.3％;苦草对叶绿素a的去除效果最好，为90.8％;此外，除了坦克草(69.1％)外，其余几种植物对CODMn的去除率都不是很高，在30％左右。整体来说，沉水植物狐尾藻和漂浮植物黄花水龙对富营养化水体有较好的修复效果。
　　 2.利用反硝化聚磷菌与牧草坦克、爱地结合，对两种富营养化程度水体进行净化试验发现，无论是在低富营养化水体还是高富营养化水体，与单纯的植物修复体系相比，植物-微生物联合修复富营养化水体的效果更好。反硝化聚磷菌与牧草结合后，在一定程度上促进了对水体中有机营养盐的去除作用，例如爱地本身对水体的净化能力不是很强，但加上微生物后，对水体中污染物的去除率大大提高。这样的处理效果在高富营养化水体中尤为明显，这说明，植物-微生物联合能有效的修复富营养化程度较高的水体。总的来说，对总氮(TN)，氮氧化物(NOx)，氨氮(NH4+-N)，总磷(TN)，CODMn的净化效率最高可分别达到93.3％，94.4％，100％，74.4％和52.0％。同时pH和Chla的变化差异不显著，DO的含量显著降低。
　　 3.通过建设强化植物生态系统对富营养化河道进行原位修复效果良好。在夏秋季节对总氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3(-)-N)、亚硝态氮(NO2(-)-N)、总磷(TP)、和叶绿素a的平均去除率分别为36.9％、44.8％、25.6％、53.2％、43.3％和64.5％，明显高于冬春季节的去除率(分别为16.2％、18.4％、12.8％、25.8％、26.3％和58.7％)。此外，以生态浮岛系统为中心的强化植物净化系统还能有效地减少水体中的总固体悬浮物(TSS)、大肠杆菌数和重金属浓度。在优选生态修复工程植物中，再力花由于其生物量较大，对氮、磷、碳和硫的吸收积累也最大，分别为60.9g/m2，8.2g/m2，856.6g/m2和6.2g/m2。

目录

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致谢

摘要

第一章 水体富营养化污染及其防治现状

1．1 全球性水问题

1．2 水体富营养化

1．2．1 水体富营养化概述

1．2．2 水体富营养化的成因

1．2．3 水体富营养化危害

1．3 水体富营养化防治现状

1．3．1 防治措施概述

1．3．2 富营养化水体原位生态修复

1．3．3 富营养化水体植物修复技术

1．3．4 生态浮岛技术与应用现状

1．4 课题相关研究的提出

第二章 不同植物对富营养化河道水体净化效果研究

2．1 引言

2．2 材料与方法

2．2．1 试验材料

2．2．2 试验设计和方法

2．2．3 数据处理

2．3 结果与分析

2．3．1 多种植物对富营养化水体中氮的去除

2．3．2 多种植物对富营养化水体中总磷的去除

2．3．3 对CODMn和叶绿素a的去除

2．4 讨论与结论

第三章 植物-微生物联合作用对不同程度富营养化水体的净化效应研究

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 试验材料

3．2．2 试验设计和方法

3．2．3 数据处理

3．3 结果与分析

3．3．1 植物-微生物协同作用对不同富营养化程度水体中氮的净化效应研究

3．3．2 植物-微生物协同作用对不同富营养化程度水体中总磷的净化效应

3．3．3 植物-微生物协同作用对不同富营养化程度水体中叶绿素a和CODMn的去除效应

3．3．4 植物域生物协同作用对不同富营养化程度水体pH、DO和EC的影响

3．4 讨论与结论

第四章 强化植物生态系统原位修复富营养化河道集成示范工程应用

4．1 引言

4．2 材料与方法

4．2．1 试验场地

4．2．2 试验材料

4．2．2 试验设计和方法

4．2．3 数据处理

4．3 结果与分析

4．3．1 几种植物对富营养化河道氮的去除效率

4．3．2 几种植物对富营养化河道磷的去除效率

4．3．3 几种植物对富营养化河道叶绿素a的去除效率

4．3．4 固体悬浮物、大肠杆菌数和重金属去除率

4．3．5 九种植物的生物量变化和氮、磷、碳、硫吸收积累

4．3．6 生态工程维护管理

4．4 讨论与结论

第五章 创新性结论与展望

5．1 本论文主要创新性结论

5．2 建议与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的主要成果