十五里河氮磷形態(tài)及生態(tài)修復模擬研究.pdf

1、富營養(yǎng)化水體的修復原理和技術研究是國內(nèi)外環(huán)境學和生態(tài)學研究的熱點。在富營養(yǎng)化水體修復的各種手段中，植物浮床修復是一種低耗能、效用明顯的新技術，利用水生植物對水體中營養(yǎng)元素的吸收來凈化富營養(yǎng)化水體的方式已經(jīng)引起國內(nèi)外學術界的高度重視。
　　 本文在富營養(yǎng)化水體中進行浮床植物的篩選及所選植物對水體凈化效果研究。首先研究測定了典型入巢湖河流十五里河水體及沉積物中氮、磷賦存形態(tài)，根據(jù)水體富營養(yǎng)化特征，選取部分水生植物，研究其在自然條件下

2、對水體氮、磷等無機營養(yǎng)元素的吸收轉(zhuǎn)化機理?？紤]植物生長條件，選擇出能適應河流水質(zhì)現(xiàn)狀并且具有高營養(yǎng)鹽去除率的植物物種作為構(gòu)造浮床的先鋒物種?？紤]到水體的富營養(yǎng)化過程，除了外源營養(yǎng)鹽輸入的影響外，沉積物的內(nèi)源釋放也是一個重要原因，中期通過在不同環(huán)境條件下(溫度、溶解氧、pH、有機物含量等)監(jiān)測沉積物氮素向上覆水體的釋放形態(tài)及釋放量，研究了河流沉積物中氮素內(nèi)源釋放機理和規(guī)律，得出了沉積物氮素內(nèi)源釋放的最佳抑制條件。后期進行了空心菜浮床、美人

3、蕉浮床的工程應用研究，在戶外模擬十五里河河水的池體中，研究了植物種類、植株生物量、植株密度等對水體的凈化程度。
　　 結(jié)論如下：
　　 (1)試驗所選植物都能較快速地適應富營養(yǎng)化水體，對水體中的氮、磷營養(yǎng)鹽均具有一定的去除效果，其中空心菜、美人蕉和水花生具有強凈化能力，去除氮磷效果更為明顯。同時考慮美人蕉具有一定的美化景觀功能；空心菜作為蔬菜品種具有一定的經(jīng)濟價值；水花生在自然環(huán)境中普遍存在、容易獲取，可以加工成動物飼料

4、等，這些植物都能成為生態(tài)修復中構(gòu)建人工浮床的備選物種。水芹菜性喜涼爽，對高溫非常敏感，夏季時容易枯萎，在秋季生長旺盛對營養(yǎng)元素的吸收效果較好，而空心菜夏季生長非?？烨铱煽垢邷兀锒旧L減緩，因此可以在夏秋季節(jié)交叉使用空心菜和水芹菜構(gòu)建人工浮床。
　　 綜合考慮植株成活率、生物量增長量、氮磷吸收效果等因素，以空心菜、水花生為主，交叉使用美人蕉、水芹等植物是構(gòu)建十五里河生物浮床較合理的群落結(jié)構(gòu)。
　　 (2)沉積物中氨氮

5、隨時間的釋放函數(shù)符合對數(shù)方程。溶解氧是控制沉積物氮素釋放的重要因素。好氧條件下，沉積物中氨氮的釋放受到抑制。沉積物中磷的釋放以鐵磷釋放為主。當上覆水中可溶性磷濃度在0.01～0.5mg/L時，以沉積物中的磷向上覆水中釋放為主；當上覆水中磷濃度大于2mg/L時，以上覆水中的磷被沉積物吸附為主，同時上覆水中的高濃度磷抑制堿性磷酸酶的活性。pH在弱酸至中性范圍內(nèi)底泥釋放量較小，酸性和堿性條件都有利于磷的釋放、溫度升高、厭氧狀態(tài)均可增加底泥磷釋

6、放，故保持河道水體中較高的溶解氧，維持pH在中性范圍內(nèi)波動等可有效抑制沉積物中氨氮和磷素的釋放。
　　 (3)由于水生植物大量吸收利用水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，并改變了水體的環(huán)境因子，抑制了沉積物中氮、磷的釋放，同時使水體沉積物中的磷更易于固定，即減緩了沉積物中磷的釋放，從而降低了河流水體中總磷的含量。
　　 (4)浮床試驗中，植物根區(qū)放氧及活性增強，水體溶解氧變大，可能導致硝化反硝化作用增強，對磷的攝取量增大，同時也促使