水体生态修复技术

水体生态修复技术（共11篇）

水体生态修复技术 篇1

富营养化景观水体-生态修复技术

针对景观水体的特点及当前水质污染状况,介绍了景观水体的生态修复技术.结合实例阐述了生态修复技术是治理富营养化景观水体、维持水体长期稳定健康发展的有效途径.

作 者：张训江 王三反 马俊 刘海刚 作者单位：张训江,王三反,马俊(兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃,兰州,730070)

刘海刚(西安市市政设计研究院,陕西,西安,710068)

刊 名：大众科技英文刊名：POPULAR SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(2)分类号：X826关键词：富营养化 景观水 生态法 修复

水体生态修复技术 篇2

(一) 景观水体的现状及生态法的应用现状

1. 景观水体的情况

公园、风景点等的大小湖泊、河道由于其大多为静止或流动性差的封闭缓流水体。水体周围的污染物和尘土等由于风力、雨水或人为因素会大量进入, 污染物经长时间的累积, 导致这些水体混浊, 藻类大量繁殖, 水质较差, 水色深绿。

2. 景观水体生态系统的恢复或建立的关键

景观水体中的微生物、水生植物和水生动物在水体生态系统中, 分别是分解者、生产者和消费者, 它们各自占据重要的生态位。水体中污染物的过量进入破坏了水体中的生态平衡, 使水体生态系统遭到破坏, 即呈现不完整的水体生态, 水体自我净化能力降低乃至丧失。景观水体生态系统的恢复或建立, 就是通过引入相应的生物物种, 达到景观水体生态的平衡, 使景观水体获得自我净化的能力。景观水体中生态系统的恢复或建立, 关键在于三个环节:增加水体中的溶解氧;增加微生物的种群和数量;引入水生植物及水生动物种群。

3. 景观水体生态处理应用现状

如今应用生态学处理水体的方法有好多种, 其中最具有代表性的方法主要有三种, 即曝气法, 生物曝气法及生物净水法。

(1) 曝气法。该技术主要采用潜水型曝气机和提水式曝气机, 对景观水体进行充氧, 提高水体自净能力。潜水型曝气机一般采用下倾角或水平式安装方法, 在使用的过程中无噪音污染, 对周围环境无不良影响, 也不改变水体的景观效果。与传统的固定式污水处理方法相比, 在相同的处理水量条件下, 其一次性投资只有固定污水处理设施的1/5;而且不受空间条件的限制, 它能在较短的时间内提高水体的溶解氧浓度、降低水体的有机物和氨氮等污染指标, 具有成本低、见效快、效果好、操作便利、适应性广等优点。很多的地方在使用该方法进行水处理。

(2) 生物曝气法。该技术是在景观水体处理技术是在曝气法技术基础上发展的水处理工艺。在曝气增氧的同时向水体中投加微生物菌种, 是一种增氧强化生物技术, 可对水体进行快速修复。要强调的是生物药剂的投加是非连续的。仅在水体趋于恶化时进行, 本系统具有即开即用的特点, 没有设备闲置, 不需专人管理。

(3) 生物净水法。系统中增加了水生植物和水生动物等净水生物。该方法是最接近生态法的, 当然这种方法有其一定的局限性。它适合应用在池塘、花园水塘等有养殖性的水体, 而不太适用于雕塑喷泉等没有动植物放养的水体。

(二) 景观水体生态处理的概念及主要修复技术

景观水生态处理的概念及应用原理简单地说, 生态水处理就是在水域中人为地建立起一个综合全面的生态系统, 整个生态系统能适应外界环境对它的影响, 处在自然的生态平衡状态, 实现良性可持续发展。

1. 生物操纵控藻技术

生物操纵是利用生态系统食物链摄取原理和生物相生相克关系, 通过改变水体的生物群落结构来达到改善水质、恢复生态平衡的目的。其实现途径有两种:放养滤食性鱼类吞藻, 或放养肉食性鱼类以减少以浮游动物为食的鱼类数量, 从而壮大浮游动物种群。闫玉华等通过控制凶猛鱼类及放养捕食浮游生物的滤食性鱼类鲢、鳙) 来直接控制蓝藻水华的生物操纵方法, 取得良好的效果。Kajak等在波兰Warniak湖中放养鲢 (密度为30~90 g/m3) , 导致浮游植物总生物量和蓝藻份额大大减少。

在实际应用中, 生物操纵的操作难度较大, 条件不易控制, 生物之间的反馈机制和病毒的影响很容易使水体又回到原来的以藻类为优势种的浊水状态。

2. 水生植物净化技术

水生植物是营造水体景观不可或缺的要素, 而且还能有效地净化和维持景观水体的水质, 因此研究水生植物对水质的保护作用具有重要的景观、生态意义。因此, 合理利用某些具有造景功能的水生植物, 一方面可提高景观水体的景观效果, 另一方面, 对水体的生态修复也起着重要作用。

高等水生植物与藻类同为初级生产者, 是藻类在营养、光能和生长空间上的竞争者, 其根系分泌的化感物质对藻细胞生长也有抑制作用。在水体修复中应用较多的是水生维管束植物, 它具有发达的机械组织, 植物个体比较高大, 按生存类型可分为浮叶, 挺水, 沉水和漂浮4种类型: (1) 浮叶植物:根茎生于底泥中, 叶漂浮于水面, 如睡莲、满江红、萍蓬莲、菱等。 (2) 挺水植物:根茎生于底泥中, 植物体上部挺出水面, 如芦苇、荷花、千屈菜、水葱、泽泻、雨久花、香蒲、菖蒲等。 (3) 沉水植物:植物体完全沉于水气界面以下, 根扎于底泥或漂浮于水中, 如金鱼草、伊乐藻、轮叶黑藻等。 (4) 漂浮植物:植物体完全漂浮与水面, 具有特殊的适应漂浮生活的结构组织, 如凤眼莲, 浮萍, 大漂以及稀有的品萍等。

国内外许多学者早就认识到水生植物在富营养化水体中的调控作用, 对其生物净化的机理和可行性进行了研究。Jurgen用芦苇处理生活污水, COD、总氮、总磷的去除率均达80%~90%。沈耀良等对金鱼藻、苦草和伊乐藻三类沉水植物净化受污水体的效果进行了试验研究。研究表明, 三种沉水植物对水体水质均有良好的净化效果, 可有效地去除水体中的N、P类植物营养物。

浮床种植技术的发展为富营养化水体治理提供了新的途径, 该技术以浮床为载体, 在其上种植高等水生植物, 通过植物根部的吸收、吸附、化感效应和根际微生物的分解、矿化作用, 削减水体中的氮、磷营养盐和有机物, 抑制藻类生长, 净化水质。李先宁等研究开发了一种由水生植物、水生动物及微生物膜构建的组合型浮床生态系统.通过中试研究, 考察了该浮床对富营养化湖泊水体在动态条件下的净化效果。结果表明, 水体交换时间为7d时, TN、TP、高锰酸盐指数的去除率分别为53.8%、86.0%和35.4%。

3. 多自然型河流构建技术

德国、瑞士在20世纪80年代末提出“亲近自然河流”概念和“自然型护岸”技术;日本在20世纪90年代初展开了“创造多自然型河川计划”, 这些构建多自然型河流思路的共同特点是通过河流生态系统的修复, 恢复提高河流的自净能力。针对城市河流采用时可提高其景观功能价值及自净能力。多自然型河流构建技术包括生物和物理两部分。

(1) 多自然型河流的生物部分。自然型河流构建技术中应用的生物主要是水生植物和水生动物。利用水生植物净化河水吸收水中的氮、磷。有些水生植物如凤眼莲、满江红等能较高浓度富集重金属离子, 芦苇则能抑制藻类生长。此外, 水生植物还能通过减缓水流流速促进颗粒物的沉降, 利用人工种植的植物强化河流自净能力。但值得进一步研究的是冬季水生植物枯萎后自净能力如何保持以及水生植物造成的二次污染问题。目前已有经济利用植物净化水体的报道。

(2) 多自然型河流的物理结构。多自然型河流的物理结构包括多自然型河道物理结构和生态护岸 (河堤) 物理结构。多自然型河道物理结构建设的思路是还河流以空间, 构造复杂多变的河床、河滩结构;富于变化的河流物理环境有利于形成复杂的河流动植物群落, 保持河流水生生物多样性。杨荟提出河床要有弯曲变化的自然流路, 要有浅滩、深潭, 且要多孔质化, 以便水流形成不同的流速带。

目前, 生态护岸常采用蛇笼护岸、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土等几种结构。它们共同的特点是采用有较强结构强度的材料包覆部分或者全部裸露的河堤或者河岸, 这些材料通常做成网状或者格栅状, 其间填充有可供植物生长的介质, 介质上种植植物, 利用材料和植物根系的共同作用固化河堤或者河岸的泥土。生态护岸在达到一定强度河岸防护的基础上, 有利于实现河水与河岸的物质交换, 有助于实现完整的河流生态系统, 削减河流面源污染输入量。

4. 其他生态技术

(1) 人工湿地是对天然湿地净化功能的强化, 利用基质-水生植物-微生物复合生态系统进行物理、化学和生物的协同净化, 通过过滤、吸附、沉淀、植物吸收和微生物分解实现对营养盐和有机物的去除。严立等采用由砾石、沸石和粉煤灰填料组成的三级人工湿地净化富营养化景观水体, 对TP、TN、COD、浊度和蓝绿藻的去除率分别达到35.1%~65.3%、28.7%~62.9%、36.0%~79.8%、78%和63%左右。闻岳等利用水平潜流人工湿地修复受污染景观水体, 试验结果表明, 湿地系统对有机物、NH4+-N、TN和TP均有较好的去除作用, 去除率随停留时间的延长而提高, 温度、填料和植物种类对处理效果也有很大影响。人工湿地占地面积较大, 且填料层易堵塞、板结, 限制了其在城市景观水体治理中的应用。

(2) 生态型混凝土技术。生态型混凝土是指能与动、植物等生物和谐共存的混凝土。根据用途, 这类混凝土可分为植物相容型生态混凝土、海洋生物相容型生态混凝土、淡水生物相容型生态混凝土以及净化水质用混凝土等。

植物相容型生态混凝土又称为植被混凝土或绿化混凝土, 利用多孔混凝土空隙部位的透气、透水等性能, 渗透植物所需营养, 生长植物根系这一特点来种植小草、低的灌木等植物, 用于河川护堤的绿化, 美化环境。日本研制的绿化混凝土有连续的空隙, 在多孔混凝土块材的空隙部分, 使用特殊的工艺技术填充无机培养土、肥料和种子等混合生长基料, 施工后种子即在混凝土的空隙中发芽和生长, 生长情况良好。在使用绿化混凝土的河道护岸上栽种的植物, 经过3年的实践, 其生长情况非常良好。在积雪融化和集中暴雨水流速度较快时绿化混凝土具有良好的抗冲刷性。生态型混凝土克服了传统混凝土护坡植被无法生长的缺点, 连续孔隙适于植物根系生长和微生物附着, 具有良好的生态净化功能。

(3) “水体系统生态修复技术”。针对住宅景观水存在的问题, 北京当代东君房地产开发有限公司与上海水产大学合作, 采用其专利技术“水体系统生态修复技术”对万万树Moma样板水体景观生态进行修复。该技术基本原理是:先驯化北京本地的浮游动物控制水体蓝绿藻水华, 使水体透明度增加, 之后逐步导入北京本地的沉水植被, 保持水体持续变清;再优化水体沉水植被的种群结构组成, 建立强大的沉水植被自净效应, 通过光合作用把大量的溶解氧带入水体底泥, 使底泥中的氧化还原电位升高, 促进底栖动物包括水生昆虫、蠕虫、螺类、贝类、虾类的生存, 进而使水体生态系统恢复多样化, 恢复自然生态的抗藻效应, 使水体保持稳定清澈状态;最后有序地放入北京本地更高一级的鱼、虾类等水生动物, 平衡沉水植被的生产力, 同时优化水体水生生物的多样性, 形成良性循环的水生生态自净系统, 全面恢水体应有的水生生态系统。最终形成良性循环自净的万万树Moma水体景观生态。

(三) 讨论与建议

随着人们对环境的日益重视, 对于景观水处理的重要性及必要性必将有更深入的认识, 景观水处理也必将成为继生活用水处理、工业水处理后的又一水处理新领域, 其市场前景和发展空间巨大。由于目前仅对景观水处理的几种生态技术分别进行了单独研究, 但是景观水体的生态环境状况复杂多变, 往往不是单一这一技术可以达到理想效果的, 因而在工程实施中需要对实际情况充分掌握, 以便于进行优化、组合, 才能获得满意的处理效果。水生植物作为水系统中最为重要的一个因素, 其对于改善水环境、保持系统平衡起着非常重要的作用。而每一种植物的耐污能力、净化能力及适应性均有所不同, 因此因地制宜的选择配比水生植物, 对于保持水环境系统平衡十分关键。

对受污染的景观水体进行治理和恢复, 是社会经济发展以及生态环境建设的迫切要求。景观水体生态修复的治理方法是适用、长效性的办法, 许多措施在不断的探索过程中进一步完善。通过生态治理, 控制水体中COD、BOD、TN、TP等污染物的含量及藻类等的生长。保持水体的清澈、洁净和美观, 使景观水体真正成为城市一道亮丽的风景。

摘要：针对景观水体的特点及当前水质污染状况, 介绍了景观水体的生态修复技术。结合实例阐述了生态修复技术是治理富营养化景观水体、维持水体长期稳定健康发展的有效途径。

关键词：富营养化,景观水,生态法,修复

参考文献

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[3]闫玉华, 钟成华, 邓春光.非经典生物操纵修复富营养化的研究进展[J].安徽农业科学, 2007, 35 (12) :3459-3460.

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水体生态修复技术 篇3

关键词:景观水体生物操控生态修复

中图分类号:X524文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0125-01

The application of bio-manipulation technology on ecological restoration of scenic waters

Abstract:Scenic waters in cities were often excluded from outside water sources;lack of water circulation and accumulation of pollution substances resulted in ecological imbalance and the loss of landscape value.In this study,we applied the technology of water circulation to celebrate water mixing and enhance the growth of phytoplankton and their capacities of absorbing pollutants in waters.It could be a new integrative approach of restoration in scenic waters.

Key words:scenicwater,bio-manipulation,phytoplankton,Cladocera,filter-feeding fish,ecological restoration

城市景观水体与外围水网的隔绝,面源污染的不断汇集使水体受到污染,结果导致水质恶化、生态系统结构退化并失去景观价值。本试验是在静态水体中使用Solarbee太阳能循环增氧装置(美国Pump System Inc公司)连续对水体进行增氧以提高自净能力,并在水质许可和生物群落转化的“节点”适当投放鱼类,达到治理污染和恢复生态的双重目标。

1 材料与方法

1.1 试验设置

试验在张家港市万红苑小区的人工河塘内进行,时间为2009年3月至2009年9月。安装一台太阳能循环增氧装置,每天运转20小时。在4月10日枝角类大量繁殖时期向试验水体中投放鳙鱼(10g/m2)和鲫鱼(30g/m2),并于6月16日轮虫大量繁殖期间投放观赏鱼(75g/m2)。

1.2 水体中总氮、总磷的检测方法

总磷的测定:钼酸铵分光光度法(GB11893-89);

总氮的测定:碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法(GB11894-89)。

1.3 浮游生物的检测方法

分别用13号和25号浮游生物网采集水体中的浮游动物和浮游植物,鲁戈氏液固定,使用浮游动物计数框和浮游植物计数框对采集水样进行取样计数,取样5次,取其平均值。

2 试验结果

2.1 浮游藻类的变化趋势

水体中的浮游藻类多达27种,试验之初万红苑小区池塘的蓝藻组成以小颤藻和微囊藻等蓝藻为主,至试验后期则以小色球藻为主,色球藻个体非常小(5μm左右),其巨大的个体数量不足以代表其有巨大的生物量。另外,小色球藻为单细胞分布的,与微囊藻的群体状态不同,很少浮到水面上,并且其个体较小可以被浮游动物(轮虫,枝角类等)取食而进入食物链。

2.2 万红苑小区池塘水体中主要浮游动物类群的变化趋势

本试验水体中的主要浮游动物类群以枝角类(以鸟喙尖头溞(Penilia avirostris)为主,其密度在试验开始时出现快速上升,与水体循环增氧曝气后溶解氧增加、枝角类得以快速繁殖有关,高密度的枝角类抑制了藻类的生长。

当富营养化物质(污染物)被藻类吸收,并被转化到枝角类体内后,鱼类的捕食作用进一步将这部分物质转化富集到鱼类组织中,而不是由于枝角类因耗尽藻类而死亡后把污染物重新释放到水体中。

2.3 试验水体中的总氮与总磷的变化趋势

总磷的趋势与总氮的变化趋势相仿,但是在试验后期的起伏高于总氮,主要是动物排放的氨氮、尿素(酸)等可以被浮游植物直接吸收,而所排放的颗粒有机磷必须被分解为无机磷后才能被吸收,因此水体中的磷存在着排放与吸收的时间差;同时水体生物群落的不同浮游动物种群的变化并非一致,引起氮、磷的含量在一定小范围的浮动。藻类对氮、磷吸收作用是氮磷含量下降的主要原因之一,该过程已經被多方面的试验所证明,藻类吸收氮磷的特性因此经常被应用进行污染水体的治理和生态修复工作。

3结论

本试验的结果表明,连续循环增氧通过增加水体中溶解氧并破坏静态水体的分层现象,有效提高了水体浮游藻类的多样性,促进藻类对污染物的吸收;加快氮、磷及其它污染物质通过“藻类—浮游动物”生物链向更高营养等级的转化。

由此可见,循环增氧技术与生物操控技术的综合应用,可以快速有效地改善水体的水质状况,并通过人工补充缺失生物延长食物链,形成可持续的转化和富集污染物质的人工生物链条,建立长期稳定的人工生态系统是景观水体生态修复的最终目标。

参考文献

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[3]张丽彬,王金鑫,王启山等.浮游动物在生物操纵法除藻中的作用研究[J].生态环境,2007,16(6):1648-1653.

[4]王吉桥,赵睿,高峰.不同食物和光照时间对黑龙睛金鱼体色和生长的影响[J].中国观赏鱼,2002(2):24-26.

[5]章宗涉,黄祥飞.淡水浮游生物研究方法[M]．北京:北京科学出版社,1991:333-371.

景观湖泊水体生态过滤处理技术 篇4

近三十年来，随着社会经济的发展，工业生产废水、生活污水、农业养殖污水的大量排放以及对水资源过度的开发利用，使得大量的氮、磷及有机质等营养物质富集，导致我国大部分浅水湖泊及河道呈现富营养化污染状态，水质恶化。同时水体中外源有机污染物的积累也会引起水中溶解氧的消耗，导致水体缺氧并滋生厌氧微生物，水体透明度变差、颜色发暗，甚至有异味，严重的可造成水体发黑发臭，成为黑臭水体，丧失水体功能。湖泊因其多为近于封闭的静止或缓流的浅层水体，具有流动性较差、水体流速低、水动力条件较差、水体自净能力有限等特点，因而一旦受到外界污染则很难自行修复，从而成为富营养化和黑臭问题的集中爆发点。

为此，国务院颁布实施的《水污染防治行动计划》（“水十条”）明确指出，人民政府是整治黑臭水体的责任主体，由住房城乡建设部牵头，会同生态环境部、水利部、农业部等多部委指导地方落实并提出目标：2017年年底前，地级及以上城市实现湖泊河流水域面无大面积漂浮物，河岸无垃圾，无违法排污口，直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体；2020年年底前，地级以上城市建成区黑臭水体数量均控制在10%以内；到2030年，全国城市建成区黑臭水体总体得到消除。

众所周知，湖泊水体污染实则是水体生态系统平衡遭到破坏，污染负荷超出水体的自净能力，仅靠水体原有的生态系统难以完成净化过程。目前常见的水体污染治理技术大致可分为物理法、化学法及生物法。其中物理法主要包括截污、清淤、引水等水利工程，以及气浮、增氧、人工造流等措施；化学处理法涉及絮凝沉降、药物灭藻等措施；而生物法是利用特定的水生生物包括植物、动物、微生物及原生动物、后生动物等，通过其新陈代谢过程对水体污染物进行吸收、转化或降解，达到减少或消除水体污染，去除水体营养物质及有机污染物，主要包括微生物处理、水生动植物操纵调控等方法。但因湖泊水体污染治理是一个很复杂的事情，污染物的来源和影响因素比较多，存在周期性反复的问题，而水处理中常用的物理过滤、化学处理及生物降解均存在各自的优势、不足和适用条件，很难彻底解决湖泊水体富营养化与发黑发臭的问题，使得湖泊水体污染治理成为一个极为困难的过程。

“三分治理、七分养护”，这是水体生态修复处理的经验总结，也充分说明了水体污染重在预防，包括采取控源截污、清淤疏浚、生态护坡等工程措施，尽可能削弱甚至避免水体受污染。而一旦湖泊水体出现了污染，水生态系统平衡遭到破坏，则其治理将是相对较难的一个过程，唯有在去除水体污染物的基础上构建完善的水体生态平衡系统，增强水体的生态恢复与自净能力，才能从根本上解决湖泊水体的富营养化及水质黑臭的问题。

生态过滤技术（Ecological Filtration Technology，简称EFT）是从水环境生态平衡原理出发，模拟自然生态系统的自净功能，采用工程技术措施将微生物、原生动物、湿生植物等生物体与生物填料、过滤介质等载体有机结合，互为共生，形成具有高度生物活性的微生态平衡系统—仿自然生态处理系统，对污染水体进行净化的新型生物治污技术。

生态过滤技术（EFT）创造性地将人工湿地工艺与生物接触氧化法有机结合，依靠互生作用及协同效应，持续净化水体污染，改善水动力，提升水体复氧效率，优化生物种群结构，增强水体自净与修复功能，从根本上解决湖泊河流水体水质恶化与水体修复问题。并且生态过滤技术（EFT）引入生态景观设计理念，在增强水体抗污染与自净能力同时，具有较高的景观绿化效果和观赏价值，而且无二次污染，能耗低，占地面积少，特别适合用于中小型湖泊、河流水体污染治理与生物修复，并且在湖泊、河流生态引水领域以及雨水回收利用、海绵城市建设、农村生活污水处理等方面也表现出了广阔的应用前景。

浅谈水土保持生态修复技术 篇5

浅谈水土保持生态修复技术

水土保持生态修复是生态修复的一种类型.本文根据我国水土流失的特点以及水土保持生态修复工程的实施现状,综合分析了生态退化和水土流失的.五种类型,揭示了不同生态退化类型水土流失的因为,并探讨了相应的水土保持生态修复技术.

作 者：许文锋 作者单位：江西省抚州市崇仁县水利局水土保持站,江西,抚州,344200刊 名：陕西水利英文刊名：SHAANXI WATER RESOURCES年，卷(期)：“”(3)分类号：S157关键词：水土保持 生态修复 退化生态系统 技术方法

水体生态修复技术 篇6

一、土壤生物工程的.原理

植物的根、茎或整体是具有生命力的土壤生物工程结构主体元素，将它们按照不同的方式和方法进行不同方位种植、插秧，建立一个个有强大生命的群体，起到稳固边坡，防止水土流失和修复生态的作用。

(一)对土壤的加固和稳定

植物的根系能够固定土壤，并且吸收其水分，使土壤的分子空间更加密集，从而使其结构更加稳固。

(二)控制水土流失

引起土壤侵蚀的原因除去人为的因素外，主要是降雨和风力。尤其是暴雨和疾风造成土壤表面的水土流失和土壤的侵蚀非常严重。边坡植物能够截留降雨，阻碍水流运动，调节土壤的湿度，一定程度上减少风力对土壤表面的破坏。

(三)修复生态

土壤生物工程影响边坡生态环境表现在以下几点:(1)利用拦截、蒸发蒸腾和存储等方式来促进土壤的水循环和土壤发育、形成表层活土，改善生态环境。(2)对接近地面的温度和湿度进行调节，以利于植物生长。(3)边坡的生态功能和生物多样性得到平衡发展。

二、河道坡岸生态修复的土壤生物工程技术

(一)活枝扦插技术

把可以扎根的活枝直接扦插在坡岸的土壤中，等其生根成活后，能够固定坡岸的土壤颗粒使其粘结性更强，还能起到吸收多余土壤水分作用。这种方法便捷且成活率高，可联合其他土壤生物工程技术使用。能够防止土壤表面受到侵蚀，改善周边的环境，为生物构建其安居环境。这项技术适用于生态问题和水力学问题相对简单的河段。

(二)活枝柴笼捆插技术

把有根的成活植物捆成一束，形成圆柱体的条状结构，然后水平方向将其掩埋，同时在其空隙处扦插一些活枝，以便对捆扎束起到固定作用，能够对坡岸起到有效的保护作用，防止坡岸受到侵蚀。水坝一样的坡岸结构，能够防止土壤颗粒的下滑，使坡岸的表面结构稳定，对植物的生长起到促进作用，有效改善植被的定居环境。这项技术可以应用在浅水的坡岸上，为了便于排水，坡岸的等高线呈阶梯状排列。

(三)活枝层栽技术

把活的有根枝条按照交叉或重叠的方式在土层间种植，为预防枝条成长初期出现垮塌、淋蚀、或者冲蚀，枝层间的土层要用土木织物包起来，用来扦插的无根枝条也采取这种方式处理，这样能有效延缓坡岸的径流流速，保护水土流失。

(四)有植被的土工布袋技术

使用土工布把坡岸的土壤包住，在土壤裸露出种植灌木。这种方法使坡岸的植被迅速生长，吸收粉尘，改善空气质量，增加有氧度。这项技术能够修复一些受到严重侵蚀的河段。

(五)指标检验方法

对于坡岸植物新生根系的测量，主要以现场挖掘法为主，即在实验场地中挖掘相关的植物根系，测定植物的生长深度和生物量，在岸坡植被的观测上，也应该采取该种方式。对于不同的岸坡种类，设置相应的固定样带，调查好植物的生活型、种类、物候相、高度、覆盖度、土壤剪切力、土壤湿度、土壤紧实度等等，采用土壤参数测试仪来确定土壤的参数情况。

三、土壤生物工程在西部生态环境保护中的应用

西部地区的一些植被，耐旱性较好，抗风护沙能力较强，在荒漠和草原中形成独特的灌木林，固沙护林能力较强。应用土壤生物工程实现对西部地区边坡的稳定和加固，再配合当地的植物资源，控制水土流失，保护西部地区的生态环境。由于土壤生物工程方法简单、造价便宜、效果明显，可以大规模地在我国西部、东北、西南和中原等落后地区的土壤侵蚀、水资源管理和水土保持中广泛应用。

四、结论

土壤生物工程对保护生态环境有着重要的作用，在多国都已经得到显著的成效。本文就它的基本原理以及一些技术应用进行阐述。该技术利民利国，既保护生态，维护环境，又造福人类。未来，土壤生物工程技术的运用前景将会非常广阔，值得科研工作者投入大量时间和精力进行研究和改进。

参考文献:

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养殖水体生态修复工程探讨 篇7

随着城市居民收入的增加，闲暇时间的增多，加快的生活节奏及日益激烈的竞争，促使越来越多的城市居民到休闲农庄放松身心。在显著带来经济效益的同时，大型休闲农庄内的水生态系统遭到了严重的破坏，特别是以水产品养殖和垂钓为特色的休闲农庄，养殖水体富营养化现象加剧。本研究于2010年10月到2012年5月针对南通世外桃源休闲农庄的养殖水体污染问题，采用多项生态修复工程进行综合治理，通过1年6个月的修复，各项水质指标的监测结果显示，养殖水体的水质得到了改善。这次的综合生态修复工程，可为其它农庄的养殖水体的生态修复提供参考和借鉴。

1 农庄养殖水体概况

试验地选择南通世外桃源休闲农庄养殖水域，该农庄位于南通市南郊、长江边上，集渔业、旅游、观光、休闲为一体，与南通著名的濠河风景区、狼山风景区构成一条具有南方水乡特色的旅游热线。农庄占地58hm2，水产养殖面积为16hm2，其中4hm2用于特种水产养殖，主要是养殖河豚、南美白对虾、七星鲈、湘云鲫等，垂钓水面为12hm2，其中13hm2用于普钓水面，养4万千克鲫鱼；高钓区1.3hm2，养4万千克鲫鱼、彩虹鲷；其中3.3hm2为特色垂钓区，养6万千克的鲈鱼、草鱼、青鱼、鲫鱼等。这样就可以将农庄的养殖、种植与餐饮垂钓、销售形成一个完整的体系。

该农庄紧邻长江，农庄水体和长江水通过闸门相通，水系为淡水湖水系。属北亚热带湿润性气候，季风影响明显，四季分明，气候温和，光照充足，雨水充沛，无霜期长。年平均气温在15℃左右，年平均降水量1000～1100毫米，夏季雨量约占全年雨量的40～50%。

南通位于长江下游，水质比较差。加上该农庄处于南通经济开发区，企业较多，工业废水、农庄的生活污水的长期排入，以及养殖水域养殖产品的高密度导致水体为劣Ⅳ类到Ⅴ类水之间，影响了农庄的景观和水产品的质量。

2 污染源分析

2.1

生活污水农庄现有员工100多人,加上每天的游客,每天几百人的生活污水未经处理直接进入养殖区域,加剧了水体水质恶化。

2.2

面源污染农庄现有大面的果园和蔬菜园,长期使用有机化肥,剩余营养物质经将于地表流入水体中,导致水体富营养化不同氮磷比条件下浮游藻类群落变化。农庄现养殖大量的天鹅,天鹅的排泄物也对水体造成了污染。水体四周种植的一些水生植物到了冬季由于未及时收割,腐烂的植物也对水体形成了污染。

2.3

养殖过程污染养殖过程中,为了增加经济效益,养殖的产品比较密集,加上投饵量难以确定,投入饵料不能被充分利用,形成残留堆积在水体底部。资料表明,即使是管理最好的养殖场,也仍会有多大30%的饵料未被摄食。以饵料和育苗形式输入养殖系统中的N只有27%～28%通过鱼的收获而回收,有23%积累于沉积物中中国海水养殖环境质量及其生态修复技术研究进展。

2.4

水体相对静止农庄现有的养殖池之间是相通的,而且和长江水有闸门相通,但是水域水深平均有2米以上,深水区有4～5米。即使利用长江水来换水,仍会有很多局部区域形成“死角”。而且整个农庄水域面积较大,用长江水来换水,成本太高,每年也就在清底水体的时候和长江相通的闸门是打开的,但是换水的同时对长江水造成了污染。

3 生态修复工程及其综合利用

生态修复是指利用生态工程学或生态平衡、物质循环的原理和技术方法或手段，对受污染或受破坏、受胁迫环境下的生物生存和发展状态的改善、改良或恢复、重现（万金保等，2006）。生态修复工程是一项复杂的人工措施，目的是依靠自然的自我修复能力，并辅以适当的人工措施，加速被破坏的生态系统的功能恢复。

纵观美国、日本等发达国家最近几年养殖水体治理的状况，他们主要是运用生物氧化塘、人工湿地和土地处理系统等进行综合治理。具体来讲，应用的比较普遍的是生态、生物方法，用这种方法进行水生态系统的修复效果是比较好的，它其实是强化了水体自净能力，运用了生态系统自身规律，而在具体实施时，其实是综合运用了多种技术。

本文针对世外桃源休闲农庄的地理位置、水文特点、污染源类型和分布，结合农庄整体规划和景观需求，比较了各种工程方法的利弊和效果，以水体的生态修复治理为主线，同时控制污染源，使水质得到改善的同时将长期试验的研究结果及时地转化为生产力，增产增效。

3.1 预处理工程根据农庄水域环境的特点，将长江水在引入养殖水域之前，对江水进行预处理。

取水：根据紧邻水域的长江水历年水体变化规律，环境状况与分析，以及该水域的发展趋势，与社会经济发展相协调，与国家相关部门计划、规划相协调，将国外先进的输水工程技术与长江水域特点相结合，以技术和经济为基础，依靠科学技术，设计取水工程措施，保证水源持续充足、水质优良、稳定。为保持整体规划的一致性，避免传统的具有大型水泥架上下移动的大闸门，采用新颖美观的设计，进行左右移动和垂直隐蔽型电动闸门和，不影响景区景观。

预处理：由于长江水水质也有一定的污染，并有潮汐变化，必须予以预处理后再引入水域。规划利用现有的水沟和集水池进行水质的预处理，预处理主要工艺流程：江水→潜流小湿地→格栅→集水→过滤→净化池→收集→引入养殖水域。

3.2 水生植物修复工程

水生植物的种殖主要是通过调整水体水生生物群落结构从而抑制水体富营养化的进程。20世纪80年代末至90年代初期南京地理研究所等单位在江苏澄湖放养水花生、水葫芦，使遭受苏州市城市废水污染的澄湖水质有了好转。1998年南京玄武湖通过种植菹草、伊乐藻、狐尾草及轮叶黑藻等大型沉水植物，成功地恢复了沉水植物，使玄武湖从藻型湖泊变为草型湖泊，水生植物净化水质效果显著。

根据国家“八五”科技攻关环境保护项目—湖泊富营养化综合治理技术的研究推荐选用的水生植物物种及其主要特性见表1。

本研究根据农庄的规划和景观特征，在水域周边种植芦苇、菱草和荷花，在水深>0.8米的水域，种植马来眼子菜、苦草、黑藻等沉水植物为主体的水生植物群落。

3.3 微生物净化工程

微生物净化是在有氧或无氧的条件下，利用微生物将有机物或其它污染物吸收、分解和转化，成为无毒害、无机化的本质。

本次采用定期向水中投放光合细菌来净化水质。利用投菌法降解水中污染物的实验结果表明：有机物与叶绿素的去除率分别达到60%和90%，含氮化合物的去除率达到50%以上，而且投入微生物可使水体DO值由1mg/L增加到7mg/L；施用生物激活剂对水体COD、BOD5、TP、浊度等均有显着的去除效果，并可显着提升水体溶解氧。

3.4 增氧和提水工程

为了加强整个农庄养殖水体的循环流动，增加水体的溶氧量，使水体的自净能力增强，使水循环起来，在养殖池和湿地之间架设风力水车来进行提水，提水进入湿地经过净化重新流回养殖池。南通地区紧靠长江和黄海，风力较大，可以选用合适的多叶片风车来进行提水。净化水质的同时也美化了景观、节省了能源消耗。

本研究架设了3台大型风力水车在养殖池和湿地之间，经过风车输送的水在进入养殖池之前要经过1台7.5KW悬浮式曝气增氧机，以增加水体含氧量。另外在每相邻的养殖池之间也架设小型风力水车以增加水体的循环流动。

3.5 人工浮动绿岛工程

浮动绿岛是运用无土栽培技术原理，运用高分子材料，采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。在治理和修复污染水体的作用上主要是直接吸收利用植物对N、P等营养物质和促降有机污染物；植物根系、浮床和基质不仅能够吸附悬浮物，使微生物和其它水生生物具备良好的栖息、繁衍场所，还能达到美化水域景观的目的。

本研究根据前期对植物的净化能力强、抗逆性相仿、管理难易、综合利用价值和美化景观等5项方面综合评价比选，确定了鸢尾草、美人蕉、水竹、睡莲、花叶芦苇、梭鱼草、菖蒲等9个品种的水生植物作为浮岛植物。本次研究共建设了50个浮动绿岛，总面积达到了1500m2。

3.6 人工湿地建设工程

在长江和农庄的闸门入口处，设立了一个5500m2的人工湿地，种植了包括美人蕉、荷花、芦苇、菖蒲、梭鱼草等共8个品种12个类型挺水植物。该技术综合了湿地自然生态系统中的物理、化学和生物的协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、吸收和微生物分解来实现对污水的净化。人工湿地设置及迷宫湿地有机结合，有效的提高利用现有水生植物对水体净化效率。

3.7 生活污水处理工程

据不完全统计，我国城镇居民综合生活污水排放量255L/人·d，农庄的员工加上游客每天排放的生活污水每天接近5吨，这些生活污水如果不经处理直接进入养殖水域会造成严重的水体污染。

本次研究对农庄进行了排污、排水官网的建设，在餐厅等产生产生生活污水比较集中的地方，将可控制的生活污水大部分引入人工湿地进行深度净化处理，部分引入沼气池，这样既发展了新型能源，又节省了开支。其次对养殖池周边的建筑物及一些比较分散的建筑物，其生活污水可通过简便的生活污水装置处理后直接排入水体中，这样可减少管系的布置和规划，节省了成本。

4 结果与分析

2010年12月至2012年5月，对世外桃源休闲农庄的3个养殖池的水质（TN、TP、NH3-N、COD）监测结果见表2。通过1年6个月的综合修复工程，从监测的数据可以看出，主要水质指标TN、TP、NH3-N、COD和PH均接近Ⅴ类水标准，甚至个别的水质指标优于Ⅴ类水。TN和TP下降了超过30%和20%。截止到今年5月份，1年6个月的生态修复工程的运行，农庄养殖水域的水质指标达到甚至优于Ⅳ类水标准，恢复了水体自净功能。

5 结论

通过水质预处理、水生植物修复、微生物净化、增氧和提水、人工浮动绿岛、人工湿地和生活污水等各项生态修复工程对世外桃源休闲农庄的养殖水域进行综合治理，使治理后的TN、TP、NH3-N、COD等各项主要水质指标均达到甚至优于国家地表水Ⅳ类水要求，农庄的水质、水体景观和养殖效益得到了大大的提升。

我国目前休闲农庄旅游业方兴未艾,但是农庄的水环境却存在着不同程度的污染。本次的研究利用多项生态修复工程对养殖水域进行治理，从水域修复的效果来看，改善明显。可以将其综合生态修复工程应用于其它的一些农庄。

摘要：通过水质预处理、水生植物修复、微生物净化、增氧和提水、人工浮动绿岛、人工湿地和生活污水处理等各项生态修复工程对世外桃源休闲农庄的养殖水体进行综合治理,使治理后的TN、TP、NH3-N、COD等各项主要水质指标均达到甚至优于国家地表水Ⅴ类水要求,农庄的水质、水体景观和养殖效益得到了大大的提升。这一套综合的生态修复工程为休闲农庄的养殖水域的生态修复提供了一套可参考借鉴的技术。

关键词：养殖水体,生态修复,综合治理

参考文献

[1]王世岩,周怀东.水污染与环境修复[J].化学工业出版社,2005.

[2]张峰,周维芝,张坤.湿地生态系统的服务功益及可持续利用[J].地理科学,2003,23(6):674-679.

水体生态修复技术 篇8

摘要：水是生命之源，水体的污染意味着对生命造成一定的危害。不仅人类的生存离不开水，而且水维持着地球上所有生物的生命。众所周知，维持植物生命的三个条件是阳光、空气和水，水是植物生长的必要条件，当然也是人类生存的必要条件。但是，植物需要水来维持生命，同样，水也要依靠植物的修复技术达到净化的目的。二者的联系是双向的。仅就此而言，植物与水的关系，比人类与水的关系更加密切也更加复杂。所谓的植物修复技术就是植物运用自身的自我净化功能，吸收环境介质中的有毒有害成分，并将这些有毒物质通过新陈代谢进行分解。植物可以用来改善水质，这就是一些河流通过种植水生植物来达到水质净化的原因。在水体污染的治理中，植物的修复技术得到有效的运用，并收到良好的效果，本文就在水体污染治理过程中，植物的修复技术可以起到的有效作用进行分析。

关键词：植物修复技术；水体污染；治理

随着经济的发展，环境问题也越来越突出，空气质量每况愈下，水土流失等问题也得到越来越多人的关注。不仅如此，水质的污染也日益严重。人们在失去蓝天白云的同时，一些童年的记忆也已经失去。在印象中，小时候总是去捉鱼的小河不见了，取而代之的是臭气熏天的臭水沟。经济日益发展，可是人们的环保意识还是没有提高，仍旧停留在“先污染，后治理”陈旧观念上，因此，越来越多造纸厂、化工厂、药厂、造纸厂、印染厂和制革厂建立起来，也就意味着越来越多的水体被污染。生命之源的污染，不仅是鱼类失去了栖息地，同时也在威胁着人类的生存。植物有净化水源的作用，这种植物修复技术被越来越多的研究人员所认识，并把这种技术加以利用，运用带水体污染治理中去。

一、生态修复的发现及概况

在20世界70年代，生物修复的概念就被提出来了。生物修复主要在西欧和美国等地区得到广泛应用，并得到了广泛的认同。这种技术在一些发达国家取得了很好的效果，对水污染的治理提供了很好的方法。而且成本较低且应用广泛，不仅适用范围广，对周围环境造成的影响也比较小，基本不会破坏已经建立起来的生态系统。由于生态修复取得良好的效果，很快就得到了国际的关注与热烈的讨论，中国也开始研究生态修复这一领域。在20世界90年代以来，其他亚洲国家，比如韩国日本等地区也对生态修复长生很大的兴趣，并且把这项技术运用到水体的净化，得到很好地效果。

二、植物修复技术的类型

所谓的植物修复技术就是植物运用自身的自我净化功能，吸收环境介质中的有毒有害成分，并将这些有毒物质通过新陈代谢进行分解。由于植物的生活习性不同，还有就是水体的污染程度、主要污染物不同，对于特定情况要具体问题具体分析。不过经研究表明，植物修复的类型主要由以下几种。

1、植物固定

就是植物吸收周围环境中的有害成分，如重金属等，把这些有毒成分固定在自己的体内，但是植物并不吸收这些有害成分，只是避免它们朝周围继续扩大污染。随着植物的死亡，这些被暂时固定下来的有害物质，其中的一部分将被重新释放出来。

2、植物挥发

有些污染物极易挥发，植物吸收这些污染物之后，通过自身的净化，把这些毒性比较大的有害物质，转化为毒性较小的物质，然后这些物质再通过植物表层组织释放出来。

3、植物降解

微生物有降解有害物质的功能，植物可以和微生物一样，通过根系、茎和叶子吸收周围环境里的有机污染物，然后再植物体内将这些物质降解。在植物死后，植物吸收的污染物大部分已经被降解。

4、根系过滤

植物的根系集聚了植物本身20%的营养成分，因此，会生长许多微生物，废水中的有机污染物可以被这些微生物降解，达到水体净化的目的。

5，、植物提取

植物通过根吸收水体中的污染物，然后把它们转移到植物的地上部分，据了解，目前世界上有五百种这样的植物[1]。

三、植物修复技术在水体净化中的作用

（一）有毒物质的清除

植物修复技术对水中的氮磷污染物的清除是很有效的，据了解，目前为止，还没有一种简单有效的方法可以把水里的磷干干净净的去除[2]。植物可以通过根、茎和叶子吸收周围环境中的氮磷污染物去除水中一定量的磷，这种方法不仅成本低，而且效率比较高，取得的效果也不错。

（二）对于重金属有很好的吸收效果

此外重金属也能被植物吸收，从而达到净化水质的目的。研究表明，植物的根一般重金属的含量比其他部位的要高，这就表明，植物的根比茎和叶子能更好的吸收重金属，当然对于重金属的吸收，不同的植物有不同的吸收途径。植物能很好地吸收重金属，并且对于水质可以取得很不错的修复效果。

（三）吸收有毒有机物质

多环芳香烃化合物是一大类有毒有机物质。有毒有机污染物也可以被植物清除，其中水葫芦是清除有机污染物的最好的选择。而浮萍对有机污染物最敏感，虽然不可以拿来净化水质，但是可以用来检测水中的有机污染物的含量。

（四）对浮游生物造成一定的影响

根据有关研究表明，运用植物技术治理过得水体中，浮游生物的数量明显比没有治理的水体中含量要多，而且对于浮游植物来说，不仅增加了数量，而且其中细胞数和浮游植物的叶绿素含量有了明显的下降。由此可以得出结论，利用植物修复技术对水体污染进行治理，不仅不会对原有的生态环境造成影响，而且治理过后的水体，还会改善浮游生物的生存环境。

四、植物修复技术仍有不足之处

作为一种新型的净化水体的方法，认识上和技术上自然会存在不足之处。而且由于植物本身的净化能力也是有限的，所以不可避免的会出现不足之处。

（一）净化水体所需时间长

植物的修复技术需要花很长的时间才能看到效果，并不是一把植物放到水里，就能立刻看到植物强大的再净化能力。植物的生长是一个过程，植物修复童谣也是一个过程，在短时间内，植物的修复作用是看不出效果的。只有超过十年以上，植物的修复技术才能产生效果[3]。

（二）有可能造成二次污染

对于有一些植物来说，它们吸收污染物并不是把这些污染物进行降解，只是簡单地固定在植物体内，避免这些有毒物质向周围大范围的扩散。当植物死后，被固定在植物体内的有毒物质，又一次暴露出来，扩散到水里或者是空气中，对环境造成二次污染。

结束语

植物修复技术虽然可以很有效的修复水体污染，并且不会破换生态环境，但是仍然存在固有的弊端，这时由于植物本身的生长习性决定的。虽然植物可以净化水，但是水体的净化并没有想象中那么简单。这是一个长期的艰难的过程，所以，要增强市民的环保意识，认识到水资源的重要性，以及治理水污染的艰巨性，尽量不污染水源。

参考文献：

[1] 董依欣. 德州市农田灌溉对地下水的影响 [J]. 中小企业管理与科技（中旬刊）. 2014（12）

[2] 种云霄，胡洪营，钱易. 大型水生植物在水污染治理中的应用研究进展 [J]. 环境污染治理技术与设备. 2003（02）

水体生态修复技术 篇9

摘要：采用生物激活技术、多功能生态浮岛与磁化抑藻曝气技术集成的多自然生态技术对江苏省太仓市樊泾河进行生态修复的现场试验.结果表明生物激活剂对存在点源污染的感潮河道具有较好的修复效果,NH3-N、TP、CODCr和叶绿素α去除率分别达到61.8%、50.4%、31.3%和75.2%以上.多自然生态技术可以发挥不同技术间的协同作用,进一步改善水质并稳定修复效果,强化对藻类的.控制.明显提高水体的透明度.作 者：陈鸿 陆建林 郭晨华 邢辉 黄光团 CHEN Hong LU Jian-lin GUO Chen-hua XING Hui HUANG Guang-tuan 作者单位：陈鸿,陆建林,CHEN Hong,LU Jian-lin(江苏省太仓市水务局,江苏太仓,215400)

郭晨华,邢辉,GUO Chen-hua,XING Hui(上海帕拉丁环保科技有限公司,上海,33)

黄光团,HUANG Guang-tuan(华东理工大学资源与环境工程学院,上海,200237)

水体生态修复技术 篇10

生态学原理在滇池水体治理中的应用探讨

摘要：经过多年的研究推行,生态学原理已经延伸拓展到多方面.就生态学原理在滇池水体治理中湖滨生态系统修复、水生生态系统恢复及生态农业等方面的应用进行分析,并提出几点思考.生态学原理的应用对于滇池治理非常重要,也可以产生经济效益,对于农村非点源污染治理也有参考意义,但是必须与其他手段相结合才能取得好的治理效果.作 者：潘茉兰  作者单位：榆林学院生命科学学院,陕西,榆林,719000 期 刊：河北农业科学   Journal：JOURNAL OF HEBEI AGRICULTURAL SCIENCES 年，卷(期)：2010, 14(3) 分类号：X524 关键词：滇池    生态修复    植物浮岛技术    非点源污染   

水体生态修复技术 篇11

关键词： 水生植物；富营养化；景观水体；修复；净化能力；氮；磷

中图分类号： X173 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）08-0354-03

景观水体在提高城市环境品质、增强居住舒适感、改善城市微气候方面发挥着重要作用。然而随着经济、社会的发展和城市化水平的提高，景观水体富营养化程度日益加深，对生态环境和人类健康造成的危害越来越大，因而景观水体富营养化的防治正受到越来越多的重视。

常规的水体污染处理技术包括物理化学、化学、生物处理技术等，然而由于景观水体大多为微污染，具有发生期短、流动性差、美学要求高的特点，难以直接采用常规污水处理技术进行污染治理。人工湿地作为一种污水生态处理技术，不仅具有较高的氮、磷去除率，而且具有建设及运行费用低、维护简单、效果好、适用面广、耐负荷冲击能力强、美化环境等优点 [1]，因此适宜用作富营养化景观水体的生态处理系统。植物是人工湿地的重要组成部分之一，能够吸收水体中的污染物质，其根系可以向基质释放氧气、改变水力传导能力、创造生物共生条件，还能够调节微生物和酶的分布。因此，富营养化景观水体生态处理系统中水生植物的构建已经成为环境领域和水生生态学研究的热点问题之一。

不同种类水生植物在污染物吸收能力、根系分布深度、氧气释放量、生物量、抗逆性方面存在差异，因此对水体污染物的净化作用各异。本研究在分析适合北京市现有水体中生长的各种水生植物特点的基础上，以北京市典型富营养化景观水体为研究对象，以水体去除有机物、脱氮、除磷等为目标，通过模型试验研究不同种类的水生植物在水体中的生长情况、污染物净化效率及景观效果，同时考虑植物取材方便等条件，优选出适合富营养化景观水体污染处理的水生植物，并进行优化搭配组合 [2-3]。研究结果可为富营养化景观水体高效修复水生植物的选择和提高系统污水处理效率提供依据。

1 材料与方法

1 1 试验材料

选取北京市广泛分布的3种水生植物美人蕉、黄菖蒲、水葱作为研究对象。供试水生植物均从当地市场上采购，试验前先在试验用水中预培养10 d左右，从中挑选性状统一的健壮植株进行移栽、试验。试验用水取自北京市某景观水体，水质指标如表1所示。

1 2 试验设计

3种水生植物的培养采用150 L的塑料圆桶，水容积均为100 L。供试圆桶水面用有定植孔的塑料泡沫板作为栽培定植板，在定植孔中用海绵固定植物。每桶为1个重复，每种植物设3个重复，并设1组覆有泡沫板无植物的空白对照、无覆盖物无植物的空白对照。每次取样时以原水补充蒸发、蒸腾、采样所耗的水量。

试验于2012年7月至2012年8月在北京建筑大学实验室内进行，持续时间为50 d，室内温度30～35 ℃。

1 3 测定方法

水样的pH值、溶氧量、水温指标每天现场监测1次，化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）、总氮含量、总磷含量指标每3～5 d监测1次，各指标测定方法均参照相应国家标准方法。

采用卷尺测量水生植物在种植前后的株高、根长，计算其生长量。

2 结果与分析

[BT2+ 3]2 1 植物生长情况

在试验过程中，3种植物生长状况均良好，且生长速度快，生物量变化较大。特别是株高和根长较初期有明显增长：植株变高，并产生分蘖；根系上长出大量须根，整个根系在水中宽松展开。除此以外，每株植物也都有新叶长出，叶明显增长、增多。试验过程中各系统植物的生长量变化情况见表2。

由表2可以看出，试验前后美人蕉、黄菖蒲、水葱各系统中植物的平均株高相对增长率分别为140 6%、154 4%、143 0%；最长根长的相对增长率分别为205 4%、333 7%、262 4%。可见各系统植物的生物量变化都较大，尤其以黄菖蒲最为突出，而且3种水生植物的最长根长的相对增长率都比平均株高的相对增长率高。这说明3种水生植物对于富营养化景观水水质有较好的适应能力，可生长出发达的根系，而水生植物根系则为水中污染降解微生物、微型动植物提供了良好的微生态环境 [4-6]。

2 2 总体净化效果

由表3可以看出，在本试验条件下，美人蕉、黄菖蒲、水葱水生植物系统均能有效净化受试水体的水质。相对于空白对照系统，3种植物浮床系统对水体氮、磷污染物均有较好的去除效果，而对COD的去除效果一般。美人蕉、黄菖蒲、水葱水生植物系统对总氮的去除率分别为48 8%、70 0%、30 0%，对NH+4-N的去除率分别81 9%、87 6%、60 0 %，对总磷的去除率分别为72 2%、43 4%、33 3%，对PO 3-4的去除率分别69 0%、42 9%、32 1%，对COD的去除率分别仅为302%、31 7%、29 5%。黄菖蒲水生植物系统对氮（包括总氮、NH+4-N）的去除率高于磷（包括总磷、PO4 3-），而美人蕉水生植物系统对于磷的去除率高于氮，对氮的去除效果稍差。因此在实际应用中，可将美人蕉、黄菖蒲这2种水生植物混合种植于同一系统内，以达到同时去除水体中氮、磷的效果 [7]

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2 3 各水生植物系统对COD的去除效果

由图1可以看出，各水生植物系统中COD均有不同程度的降低。试验初期（前5 d），各水生植物系统主要是通过沉淀作用去除COD，去除效果相当且去除速度较快；随着试验的进行，沉淀作用逐渐减弱，而系统中植物直根、须根不断生长，植物根系对COD的吸附、截留作用及根系附着的微生物对COD降解作用逐渐增强，各水生植物系统对COD去除效果有一定的提高，但COD去除效果提高的幅度与试验之初相比较差，降低趋势相对平缓。各水生植物系统对COD的去除效果相差不大，从大到小依次为黄菖蒲系统>美人蕉系统>水葱系统。

黄菖蒲水生植物系统对COD的去除率最高，浓度由初始的28 1 mg/L下降到19 2 mg/L，对COD的去除率达317%；其次为美人蕉水生植物系统，试验结束时COD浓度为19 6 mg/L，对COD的去除率为30 2%；种植水葱的水生植物系统对COD的去除率稍差，为29 5%。

在相同试验条件下，黄菖蒲水生植物系统对COD的去除效果最好，可能是由于系统植物的生物量较大，沉淀、过滤作用明显，而且根系附着的微生物种群数量较多，对COD的吸附、吸收及生物代谢降解过程较为突出 [8-9]。同时，空白对照系统的COD浓度也有一定程度的降低，去除率呈波动趋势，可能是空白水样系统中的有机污染物在自然状态下受到微生物的作用转化所致。

2 4 各水生植物系统对总氮的去除效果

本研究还比较了美人蕉、黄菖蒲、水葱、空白对照系统对试验水体中总氮的去除效果，结果见图2。由图2可以看出，试验初期，各水生植物系统总氮下降趋势较快； 而后总氮下降趋势变得平缓；试验结束时，各植物浮床系统对总氮的去除效果均优于空白对照系统。3种植物浮床系统中，以黄菖蒲系统的去除效果最佳，总氮浓度由开始17 0 mg/L降至5 1 mg/L， 去除率达到70%，美人蕉、水葱系统的总氮去除率分别为488%、30 0%，空白对照系统的总氮去除率仅为5 3%。因此，各系统对总氮的去除能力从强到弱依次为黄菖蒲>美人蕉>水葱>空白系统。

水生植物系统对总氮的去除主要包括沉淀、吸附、挥发，植物的吸收、截留，以及微生物的降解作用 [10]。在最初阶段，总氮的去除主要依赖于沉淀和植物根系的吸附、截留作用，去除速率较快。随着试验的进行，沉淀作用减弱，根系吸附逐渐达到了饱和，总氮的去除主要依靠植物的吸收和根系微生物的降解作用。首先，将有机氮氧化为NH4+-N；其次，在有氧条件下，经硝化细菌的硝化作用将NH4+-N转化为NO3--N；最后，一部分氮被植物吸收，一部分在植物根部所在的底质周围厌氧条件下，由反硝化细菌将NO3--N反硝化为氮气 [11-12]，这一系列过程较为缓慢，总氮的去除速率降低。

试验条件相同时，黄菖蒲对总氮的去除效果最好，可能是由于黄菖蒲生长速率高，生长过程中对氮素的需求程度高、吸收能力强。

2 5 各水生植物系统对总磷的去除效果

本研究还探讨了美人蕉、黄菖蒲、水葱、空白对照系统对试验水体中总磷的去除效果。由图3可以看出，包括空白对照系统在内的4个系统中，总磷都有不同程度的降低，且各水生植物系统对总磷的去除效果明显优于空白对照系统。除美人蕉水生植物系统外，其他系统水体总磷降低的速率相对较为平缓，且呈现一定的波动。试验结束时，美人蕉系统水体的总磷浓度由0 90 mg/L降至0 25 mg/L，去除率达72 2%，而黄菖蒲、水葱系统内水体的总磷浓度分别由0 90 mg/L降至0 51、0 60 mg/L，去除率分别为43 3%、33 3%，可见美人蕉水生植物系统对总磷的去除效果最好。

水体中总磷包括PO 3-4、酸式水解磷酸盐、可溶有机磷酸盐、单质磷等形态，植物、微生物对各种形态磷的同化、转化、去除途径不同。可溶性有机磷须通过微生物转化为无机磷，然后被植物同化；单质磷通过植物根的吸附和过滤被去除。试验水体中，总磷主要是以PO 3-4形式存在，各水生植物系统通过植物根区对磷的截留、吸附、吸收、生物降解等作用去除PO 3-4。

在相同条件下，美人蕉水生植物系统对于总磷的去除效果较好，可能是因为美人蕉水生植物系统具有生物量大、对总磷的吸收吸附性能好、根区酶活性强，以及聚磷菌数量多等优势 [13-14]。因此，可用美人蕉水生植物系统来净化磷含量较高的景观水体。

根据以上研究结果，从水生植物生物量变化，对COD、氮、磷污染物的去除效果和特性方面综合考虑，美人蕉、黄菖蒲水生植物系统对富营养化景观水体中氮、磷均有较好的去除效果。其中，黄菖蒲水生植物系统对氮的去除率高于磷，更适合于净化氮含量较高的景观水体；美人蕉水生植物系统对于磷的去除率高于氮，对氮的去除效果稍差，更适合净化磷含量较高的景观水体。在实际工程应用中，为同时取得较好的水体氮、磷去除效果，可将美人蕉、黄菖蒲2种水生植物混合种植应用 [15]。

3 结论

通过美人蕉、黄菖蒲、水葱水生植物系统的植物生长量和生长率变化、在水体中的适应性和对水体COD、总氮、总磷净化效果的研究，得出以下结论：（1）美人蕉、黄菖蒲、水葱水生植物系统的相对增长率变化从大到小依次为黄菖蒲>水葱>美人蕉；（2）美人蕉、黄菖蒲、水葱3种水生植物系统对景观水体中氮、磷等污染物有较好的去除效果，其中黄菖蒲系统对氮的去除效果最好，美人蕉系统对磷的去除效果最好；（3）美人蕉、黄菖蒲水生植物系统分别最适合净化磷含量、氮含量较高的景观水体。在实际应用中，为了同时达到较好的富营养化景观水体氮、磷的去除效果，可选择美人蕉与黄菖蒲混种的水生植物系统。

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