采矿塌陷区渔业水域生态调控研究

摘要

煤矿作为一种能源矿产，在为经济发展、社会生产提供物质基础并且带来社会财富的同时，也带来了一系列环境问题，甚至影响人们的日常工作生活。而随着采煤程度的加大，大面积的塌陷区形成。采煤塌陷区不仅毁坏大量土地资源，破坏自然生态景观，更会严重影响人民的日常生产生活以及国家经济发展。近年来，煤矿塌陷区渔业资源的利用在水产养殖领域不断加大，随之而来的水环境问题也备受关注，因而对塌陷区渔业水域水环境调控进行研究也越来越重要。　　本文选取了山东省煤矿塌陷区域代表性渔业利用水域，对塌陷区水域的养殖池塘进行水质调查，判断该水体所处的水质状况及富营养化进程；利用组合生物浮床修复模式对鱼台县浩洋生态科技有限公司养殖基地的塌陷地改造的养殖池塘进行净化效果实验。通过实验以期为塌陷区生态养殖，高效节水提供更多理论支持。　　2013年7月到2013年9月对采煤塌陷区渔业利用具有代表性的3个塌陷水域：济宁邹城北宿养殖区；鱼台鹿洼养殖区；枣庄滕州滨湖养殖区，进行水域水环境的监测，监测的内容包括总氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）、亚硝态氮（NO2--N）、总磷（TP）、pH值、溶解氧（DO）、化学耗氧量（COD）、温度等，通过监测数据从不同角度对塌陷区水域的水质状况进行分析评价。　　2013年7月到2013年9月在鱼台县养殖基地进行组合生态浮床净化实验。以水生植物大薸（Pistia stratiotes）和微生态制剂组成的系统研究了不同浓度微生态制剂和植物组合强化净化系统对富营养化养殖水体中氮磷等的去除效果。　　2014年5月到2014年9月在鱼台县养殖基地进行水生植物-水生动物净化体系对养殖池塘水体调控实验，通过将螺蛳(Margarya melanioides)与3个不同覆盖面积的菹草（Potamogeton crispus L.）（10％、20%、30%）组合，研究了沉水植物菹草和底栖动物螺蛳构建的净化体系对养殖池塘水体及底泥间隙水氮、磷等污染物的净化效果。　　通过研究，得到以下结果：　　（1）通过对采煤塌陷区渔业利用水域水环境的监测并进行数据分析，可知：从富营养化程度划分，邹城、滕州煤矿塌陷区属富营养型；鱼台鹿洼塌陷区属重富营养型。鱼台鹿洼煤矿塌陷大水面、滕州滨湖镇塌陷大水面水质属于Ⅴ类；邹城北宿镇西固塌陷大水面达到Ⅳ类水质标准。水质生物学评价结果表明，鱼台塌陷水域和滕州塌陷水域属于多污带，邹城塌陷水域属于α-中污带。　　（2）水生植物大薸与不同浓度的复合微生态制剂组合净化实验中，水生植物和微生态制剂协同作用时水质净化效果显著优于水生植物对照组（P＜0.05）；不同浓度的微生态制剂与水生植物对水体中总氮（TN）、总磷（TP）、化学耗氧量（COD）、氨氮（NH4+-N）、亚硝氮（NO2--N）的去除效果不同；微生态制剂与大薸通过协同作用，可大幅降低富营养化水体中TP、NH4+-N、NO2--N含量，抑制TN、COD含量的升高。　　（3）水生植物和微生态制剂组成的水生植物-微生物强化系统是一种良好的富营养化养殖水体净化系统，当水生植物覆盖率为20%时，水体中添加的适宜微生态制剂浓度为3×104cfu·mL-1。　　（4）螺蛳对养殖池塘水体及底泥具有一定的净化效果，菹草和螺蛳协同作用对养殖池塘水体及底泥氮磷等污染物的去除效果优于螺蛳单独作用。不同覆盖面积的菹草和螺蛳组合作用对养殖池塘水体及底泥氮磷等污染物的去除效果不同，覆盖面积30%的菹草和螺蛳组合对养殖池塘水体中TN、TP、NH4+-N以及NO2--N的去除效果较好。　　（5）不同水生植物和螺蛳构建的净化体系，对养殖池塘水体以及底泥间隙水中TN、NH4+-N、NO2--N、TP等有一定净化效果；不同种植面积水生植物对养殖池塘水体以及底泥间隙水中TN、NH4+-N、NO2--N、TP等的净化效果不同。适宜种植面积的水生植物净化体系的构建对集约化池塘养殖具有一定的生态效益、经济效益。

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引言

第一章 煤矿塌陷区渔业水域概况及水质处理技术

1.1煤矿塌陷区渔业水域概况

1.1.1煤矿塌陷区

1.1.2煤矿塌陷区水域特点

1.1.3煤矿塌陷区水域渔业养殖模式

1.1.4渔业水域污染来源

1.1.5渔业水域污染主要处理技术

1.2组合生态浮床处理技术

1.2.1组合生态浮床的概念

1.2.2组合生态浮床的特点

1.2.3组合生态浮床的生物配置类型

1.2.4组合生态浮床的结构

1.2.5组合生态浮床对主要污染物的去除机理

1.2.5组合生态浮床的应用范围

1.2.6组合生态浮床在我国的研究进展

1.3池塘湿地净化技术

1.3.1湿地简述

1.3.2湿地的特点

1.3.3湿地植物

1.3.5湿地作用机理

1.3.6湿地净化体系的应用

1.4实验选用水生植物及研究现状

1.4.1 大薸

1.4.2 菹草

1.4.3 蒲草

1.4.4 芦苇

1.5研究的内容和意义

第二章 采矿塌陷区渔业水域水环境现状评价

2.1材料与方法

2.1.1监测布点

2.1.2水样的采集和测试方法

2.2生态环境现状与评价

2.2.1生态环境现状

2.2.2生态环境现状评价

2.3小结

第三章 水生植物-微生态制剂对养殖池塘富营养化水体净化效果研究

3.1大薸与微生态制剂协同净化富营养化水体效果研究

3.1.1材料与方法

3.1.2结果与讨论

3.1.3小结

第四章 水生植物-水生动物净化体系对养殖池塘水体及底泥氮、磷净化效果研究

4.1菹草和螺蛳对养殖池塘水体及底泥氮、磷净化效果研究

4.1.1材料与方法

4.1.2结果与讨论

4.1.3小结

4.2 不同水生植物和螺蛳体系对养殖池塘水体水质及底泥的净化效果

4.2.1材料和方法

4.2.2结果

4.2.3讨论

4.2.4 小结

结论

参考文献

致谢