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水體生態修復技術范文1
中圖分類號:X52 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)06-0380-01
1 緒論
1.1 選題的理論意義與實際意義
近年來,我國江河湖泊的水體污染和富營養化問題日趨嚴重,因此對受污染的江河湖庫水體進行治理是社會經濟發展及生態環境建設的迫切需要。
景觀水體是社會人居環境中的重要組成部分,但由于多數為靜止或流動性差的緩流水體,水體的自凈能力弱,容易成為居民生活污水、雨水和垃圾的受納體,導致不同程度的污染和富營養化,致使水體中藻類大量繁殖,水體變黑變臭,有些水體甚至成為死水潭、臭水池,嚴重影響周圍的自然環境和居民的生活環境。因此,治理乃至修復被污染的景觀水體已經到了刻不容緩的地步。
1.2 論文綜述
景觀水體生態修復技術(Ecological Restoration Technology)是國內外近20年開發,并已成功地應用于治理被污染土壤、地表景觀水體及近海洋面的一種新技術。
近10年來,環境生物技術發展迅速,研究領域不斷擴大,工程實踐表明其已成為解決復雜環境污染問題的有效手段之一。由于用生物方法處理污染物的最終產物為無毒無害、穩定的物質,如二氧化碳、水、氮氣和甲烷等。且可一步到位,避免了污染物的多次轉移,因此生物技術又是一種消除污染安全而徹底的手段。
2 生態修復技術的研究
2.1 人工濕地技術
2.1.1 人工濕地
人工濕地技術是為處理污水而人為地在有一定長寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如礫石等)混合組成填料床,使污水在床體的填料縫隙中流動或在床體表面流動,并在床體表面種植具有性能好,成活率高,抗水性強,生長周期長,美觀及具有經濟價值的水生植物(如蘆葦,蒲草等)形成一個獨特的動植物生態體系。
2.2 生物浮島技術
2.2.1 生物浮島概述
生物浮島技術是模擬適合水生植物和微生物生長的環境,在被污染水體中利用人工的栽培設施種植水生植物,構建適合微生物生長的棲息地,利用植物吸收、微生物分解等多重作用凈化水質的技術。生物浮島一般由浮島載體、基質和植物3部分組成。
生物浮島的技術發展至今經歷過三次技術革新,人們已逐步找到了既經濟又環保的取代品。即園藝凈水生物浮島(挺水植物)、圈養式生物浮床(浮水植物)和組合式生物浮島(分載體和植物的組合)。它們各有優缺點,都有著廣泛的應用空間。
2.2.2 園藝凈水生物浮島(挺水植物)
園藝凈水生物浮島具有獨特的通氣孔,提高水體的表面復氧作用,時臺階式種植杯具有富氧段,即使在缺氧的黑臭水體中,水生植物仍然能正常生長。
2.2.3 圈養式生物浮床(浮水植物)
圈養式浮床(浮水植物)將傳統生物浮島的功能進一步拓展,研究表明浮水植物(鳳眼蓮、金錢草、大漂、杉葉藻等)生長及繁殖能力極強,比如鳳眼蓮聚集生物量的能力是花葉美人蕉的8倍,吸收氮的能力是花葉美人蕉的6倍。但由于浮水植物由于繁殖失控很容易造成二次污染,被誤解為“公害”植物,最近這些理解逐漸被正名了。太湖正在實施的萬畝鳳眼蓮工程,滇池的大規模圍養經驗,證明浮水植物是生態凈水的最佳選擇之一。
3 生態修復技術的應用
3.1 微生物制劑技術
3.1.1 微生物制劑概述
微生物制劑技術,其核心是將治理對象水體的“土著微生物”,通過實驗室篩選,馴化并擴大培養,組成數量巨大、種類齊全、“粗生”的微生物種群,重新投入水體中,加強水體內凈化水質的細菌種類和數量,投入的優勢菌群相互協同作用,形成一條消除底泥、凈化水質的生態反應鏈,達到快速消除底泥,凈化水質的目的。
選育高效菌株經過人工干預制成微生物復合制劑處理污染水體。其過程以酶促反應為基礎,通過生物體內產生的具有催化功能的特殊蛋白質作為催化劑,凈化污水、分解淤泥、消除惡臭。
3.1.2 微生物制劑技術的特點
1.針對性強,標本兼治
造成河涌黑臭的污染源是底泥,只有除泥才能治本。
2.除泥速度快
通過投放的優勢菌和補充碳源,在特制的曝氣機作用下,使優勢菌和碳源能夠充分進入底泥中,發揮優勢菌的硝化反硝化作用,在2個月內使底泥快速減少,底泥厚度為處理前的20%左右。
3.河涌水質明顯好轉,水體透明度高
4.維持時間長
在取得除泥的效果后,通過繼續投放優勢菌群和必要曝氣等措施,對河涌持續保養,及時消除每天在累積的污泥,做到長時間維持除泥成果。打破了傳統的“清淤-污泥沉積-清淤”怪圈,徹底解決了河涌污泥和水體反復黑臭難題。
3.2 景觀水體生態系統的恢復
3.2.1 景觀水體生態系統的概況
景^生態系統指景觀水體的生態系統。屬靜水生態系統的一種。景觀水體生態系統的水流動性小或不流動,底部沉積物較多,水溫、溶解氧、二氧化碳、營養鹽類等分層現象明顯;湖泊生物群落比較豐富多樣,分層與分帶明顯。水生植物有挺水、漂浮、沉水植物;植物物上生活各種水生昆蟲及螺類等;淺水層中生活各種浮游生物及魚類等;深水層有大量異養動物和嫌氣性細菌;水體的各部分廣泛分布各種微生物。各類水生生物群落之間及其與水環境之間維持著特定的物質循環和能量流動,構成一個完整的生態單元。
3.2.2 景觀水體生態系統恢復概述
景觀水體生物多樣性的恢復與生態系統的重新建立是水體修復的關鍵。人工濕地、生態浮床、優勢菌種的應用和水下生態系統的重新構建等都是近年來在國內外采用的用于水體生態修復的方法;利用微生物和水生動植物組合,進行污染水環境治理具有工藝簡單,對污染位點的干擾、破壞小、見效快、降解徹底、不易造成二次污染等優勢,也被認為是一項很有前景的水污染治理技術。
生態修復技術是指對生態系統停止人為干擾,以減輕負荷壓力,依靠生態系統的自我調節能力與自組織能力使其向有序的方向進行演化,或者利用生態系統的這種自我恢復能力,輔以人工措施,使遭到破壞的生態系統逐步恢復或使生態系統向良性循環方向發展。主要指致力于那些在自然突變和人類活動影響下受到破壞的自然生態系統的恢復與重建工作。
4 結論
在人類社會發展的同時,被污染水體的治理也勢在必行。采用工業和工程措施進行修復具有速度快、治理效果明顯等優勢,但同時高耗能,高投入與二次污染制約著工業工程手段的利用。
采用生物修復技術,雖然在速度上和短期效益上與工業工程手段存在差異,但由于無二次污染,治理的徹底性注定了生物修復的長期可行性。在生物修復過程中,一定要注意引入生物的安全性,從生態安全的各個方面進行考慮,避免造成生物入侵。同時,針對不同地區不同類型的湖泊污染水體,應根據當地自然與生物狀況,選擇合理的修復方案。
景觀水體生物多樣性的恢復與生態系統的重新建立是水體修復的核心。
參考文獻
[1] 王建華,潘偉斌,城區富營養化景觀水體的生物修復技術[J]四川環境,2005,24(5).
[2] 武琳慧,吳林林,黃民生等,人工浮床及其在污染水體治理中應用進展[J].凈水技術.
水體生態修復技術范文2
關鍵詞:水生植物;人工濕地公園;生態修復
中圖分類號:X52 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20150932024
1 人工濕地景觀水體的污染及治理概述
1.1 人工濕地景觀水體的污染現狀和原因
人工濕地景觀水體是指對天然的水體進行改造,或者是完全人工施工的封閉或者半封閉的水體,景觀水體的主要功能是觀賞、娛樂以及美化環境。例如,重慶璧山觀音塘濕地公園、重慶彩云湖國家濕地公園、重慶涪江國家濕地公園等。
旅游區、風景名勝區、城市公園、私人庭院、校園、高檔小區以及各類廠礦企業等為人工濕地景觀水體存在的主要地方,這些人工濕地景觀水體大多肩負著美觀和生態兩種功能。但是,景觀水體本身的特征以及外界環境、人為因素等的影響,大多數的景觀水體都受到了不同程度的污染,部分景觀水體更是污染了周圍的環境,給周邊的游客、居民帶來了負面影響,對周邊的生態環境造成了污染。根據我國相關統計數據得知,我國有超過90%的公園水體受到了不同程度的污染,水體臟亂發黑、發臭,水體富營養化嚴重。目前城市公園中的水體水質的調查結果都顯示,水質存在富營養化的特征,且水體中的磷鹽和氮鹽含量較高。我國湖泊中的水體水質富營養化程度不斷加深,大多數的湖泊水質都為四類、劣四類甚至是劣五類。湖泊通過清淤、換水等方法緩解水質,但即使是處理過后的水體,水質仍然屬于富營養化。
人工濕地景觀水體不僅要具備景觀的特質,還要具備調節生態環境的功能,但是受到整體環境、人為因素等原因的影響,水質不斷惡化。目前,水體污染的原因主要包括3個方面:人工濕地景觀水體大多為封閉或者半封閉的狀態,水體流動緩慢,甚至有的是靜止的水體。水體的面積較小,自身的凈化能力較弱,需要人工處理。即使部分面積較大的景觀水體,如重慶璧山觀音塘濕地公園、重慶彩云湖國家濕地公園等,由于這些湖泊是淺水性湖泊,湖底容易沉積各類污染物,治理的難度較大;人工濕地景觀水體作為人工建造或者是人工改造的水體,水體的形狀、駁岸、岸邊的坡度以及池底的形式在設計中會存在各種問題,影響了景觀水體的蓄水能力和流動能力,導致水體的流動緩慢、甚至呈現出死水的問題;人工濕地景觀水體周邊人類的活動頻繁,因此外在污染源較多,人為因素給水體帶來了污染,例如,生活垃圾、污水以及工業污水等,都是破壞水體生態平衡的重要因素。
1.2 人工濕地景觀水體污染治理方法
人工濕地景觀水體的污染治理要研究水體受污染的程度以及造成污染的原因,從而針對性的進行治理修復,實現治理的最優化。目前,全球對景觀水體的治理和修復方法主要分為3種,分別是物理修復、化學修復以及生物-生態修復,以上3種修復方法都涉及多種技術手段,同時各有優劣。
另外,根據景觀水體需要修復位置的不同,水體的修復方法包括原位修復技術和異位修復技術,而人工濕地景觀水體的修復大多采用異位修復技術。不管是采取何種修復方法,都存在一定的弊端。因此,在治理修復人工濕地景觀水體時,要充分調研水體的污染源以及污染的程度,結合多種修復手段,結合人工濕地景觀水體的景觀和生態功能,制定出短期和長期的治理修復目標,對設計的修復方案進行優化和調整。同時,人工濕地景觀水體的治理要注重提高水體自身的凈化能力,從而促進水體的生態平衡,保持持續性的穩定狀態。
2 種植水生植物對水體水質的影響
2.1 吸收水體中的污染物
水體中的水生植物能夠直接吸收并且利用污水中的各類營養物質,污水中的有機氮被微生物分解并轉化,無機氮是水生植物生長中重要的營養物質,植物吸收無機氮后,合成蛋白質、有機氮,而收割水生植物可將有機氮、無機氮從人工濕地水體中除去。污水中的無機磷也是水生植物生長中的營養物質,植物吸收、同化無機磷,轉化成植物的有機成分,最終可通過收割植物除去無機磷。生根的植物除去砂土中的氮磷物質,浮水植物能夠去除水中的營養物質。大型挺水植物的莖和葉、浮水植物能夠過濾沉淀砂石和有機微粒。
2.2 微生物的降解作用
微生物能夠將人工濕地景觀水體中的有機物質轉化成營養物質,而人工濕地水體中的微生物的種類和數量非常龐大。由于人工濕地景觀水體中的植物根系形成了網絡狀,植物根系周圍形成了厭氧、缺氧和好氧三種環境,不同類型的微生物能夠分別進行吸附和代謝的工作,從而更好的分解水中的營養物質,促進人工濕地景觀水體形成良好的污水處理系統。
2.3 吸附、沉降作用
人工濕地景觀水體中的植物還能夠吸附有毒有害物質,包括重金屬等,且沉水植物的吸附和沉降能力高于漂浮植物和挺水植物,植物的不同部位的吸附沉降能力也具有較大的差別。景觀水體中的植物能夠較好的吸收、吸附污染物,水體的凈化能力得到提高。另外,水生植物能夠通過生化作用分解消除水底的沉降污染物,利用光合作用分解污染物,而植物的根系部位為微生物提供降解環境,促進污染物的排除。
2.4 對藻類生長的抑制作用
水生植物與浮游藻類之間進行光照、營養物質以及生長空間的競爭,減緩浮游藻類的生長。浮葉植物以及漂浮植物遮擋了浮游藻類生長需要的光照,同時有些水生植物能夠分泌出導致浮游藻類死亡的物質,最終減少水體中的浮游藻類,促進水體的凈化功能。
2.5 水生植物景觀設計
人工濕地景觀具備觀賞和生態兩種功能,水生植物的設計也要考慮到觀賞和生態兩種功能,因此要進行合理的設計。在設計水生植物時,要充分結合湖床的形狀設計,根據水位由淺到深的原則,分別種植挺水植物、浮葉植物以及沉水植物和漂浮植物。例如,種植荷花時,要做好控制管理,防止荷花蔓延,要留出一定的空間種植睡蓮等,保證空間的層次化。在景觀水體的邊沿要種植挺水植物,美化湖岸的線條。沉水植物種植時需要設置圍欄,防止占據太大空間,同時要注意收割,既能夠保持植物的生長,保證美觀,同時提升景觀水體的生態平衡。
2.6 人工濕地對水體生態的影響
人工濕地能夠凈化水質且調節生態,我國各地的氣候條件千差萬別,部分地區干燥雨少,湖中常常出現水少的現象,不利于水生植物的生長以及當地生態環境的平衡,人工濕地能夠改善并且緩解水平衡。建造人工濕地系統,能夠在冬季少水的情況下,為公園供水提供保障,促進水體生態環境的平衡。
2.7 水體生態的多樣性變化
由于我國對生態環境的重視,目前我國大多數的人工濕地景觀水體都基本保持平衡狀態,以往的臟亂得到了改善,一年四季不僅水質好,同時水生植物的存在,更具備了觀賞的價值,且魚蝦等水生動物也有了更好的生存環境,部分湖中還出現了底棲生物,形成了完整的生態系統。水生植物提升了水質,形成了良好的生態環境,而好的生態環境則孕育了水生植物和動物,促進了生態環境的可持續發展。
3 應用水生植物進行生態修復時需注意的問題
3.1 季節性明顯
水生植物修復景觀水體時體現了較強的季節性特征,夏季修復效果最佳,冬季修復較差。主要是由于冬季品種較少,冬季植物對水體的污染凈化效果較差,觀賞價值也次于夏季。在種植水生植物時,要充分考慮到冬季和夏季的區別,可結合常綠植物或者是耐水濕能力的常綠品種,保持冬季的水體修復功能。
3.2 綜合考慮各種因素,確保生態修復效果
使用水生植物修復人工濕地景觀水體時,要根據景觀水體的污染程度、污染源以及當地水生植物的生長特點、氣候、水紋和岸邊植物設計水生植物。不同的水生植物具有對不同污染物的吸收能力,不同植物之間也存在相生相克,因此要綜合考慮不同植物之間的合理搭配,形成生態與觀賞兼具的植物景觀系統。
3.3 加強養護管理,謹防二次污染
水生植物多數能夠大面積繁衍,一旦疏于養護管理,會出現瘋長、蔓延的情況,例如水芹菜、水花生、野茭白等都會對水體造成不同程度的侵害。因此,必須要對水生植物進行定期收割、處理,冬季可以對部分水生植物進行剪除,防止蚊蠅的泛濫以及水體發黑發臭等。
4 水生植物生態修復技術的應用實例
4.1 重慶市彩云湖國家濕地公園概況
重慶市重慶彩云湖國家濕地公園占地107hm2,位于科技城中心,具有生態保護、防洪減災、休閑娛樂、科普教育以及園林景觀等多重功能。該人工濕地公園的重要風格為立體濕地,溪流、梯田以及池塘的搭配突出了彩云湖的立體特點。而梯田不僅具有田園風光特點,同時還起到了清水、凈化的作用。濕地公園的凈水系統包括塘床生態系統、厭氧沉淀池以及水生植物生態圈等。出于生態和觀賞的需要,桃花溪、彩云湖和梯田形成了完整的生態圈,水生植物沉淀、吸附、分解水體中的污染物,改善水質,保持生態的平衡。
4.2 濕地公園中水生植物的種類組成
彩云湖國家濕地公園中的水生植物主要有6種,分別屬于5科,包括3種漂浮類水生植物、1種浮水類水生植物和2種沉水類水生植物。選擇的水生植物以香蒲、蘆葦、水菖蒲、荷花、睡蓮等常見植物為主。這些常見植物既能夠較好的生長,適應當地的環境氣候,同時由于人們熟知這些植物,具備較好的觀賞價值。
4.3 濕地公園植物床中水生植物的生態功能
彩云湖國家濕地公園種的水生植物主要蘆葦、傘草以及香蒲、荷花、茭白等植物。蘆葦擁有較強的輸氧能力,茭白能夠吸收氮磷等物質。兩者的結合能夠較好的處理污染物。同時,蘆葦還能夠分解水中的污染物,處理好富營養化的水體,克制浮游藻類的生長。荷花、睡蓮等植物則能夠較好的分解、除去氮磷物質,還能夠凈化水質,使水更為清澈。香蒲能夠凈化富營養水體,去除水中的重金屬污染物。傘草的根系發達,管理較為容易,具有較好的觀賞價值。該濕地公園種植多品種的植物,既能夠起到凈化水質的作用,同時還能夠達到觀賞的目的。
5 結語
人工濕地景觀水體大多肩負著美觀和生態兩種功能。但是,景觀水體本身的特征以及外界環境、人為因素等的影響,大多數的景觀水體都受到了不同程度的污染,對周邊的生態環境造成了污染。濕地景觀水體處理種,水生植物的成本較低,后期的養護管理也相對容易,同時水生植物能夠達到保持水體生態長期穩定的目的。在水生植物設計中,要充分結合濕地景觀的氣候、形狀、具體地理環境等,綜合性的考慮,實現生態與觀賞功能一體化。人工濕地景觀水生植物種植后,要定期維護管理,避免水生植物的瘋長、肆虐,保持水體生態環境的可持續發展。
參考文獻
[1] 元穎,王娟.水生植物在園林植物中的應用[J].中國高新技術企業,2010(15)
[2] 陳麗娟.園林景觀中水生植物的應用[J].價值工程,2010(12)
水體生態修復技術范文3
關鍵詞:黑臭河道治理生物-生態修復技術
中圖分類號: TV85 文獻標識碼: A 文章編號:
引言:河道是包括河堤、河床、護坡、水體和生物等的復雜生態系統,既是防洪排澇和引水抗旱的通道,又是生態、景觀、休閑和旅游的重要場所。隨著人口及社會經濟的迅速發展,人類對河道生態的影響越來越大,河道的生態環境狀況越來越差,越來越多的城市河道變得黑臭,給河道景觀和居民身體健康帶來了嚴重危害。同時還加劇了水資源的短缺,直接威脅著飲用水的安全和人民的健康。水污染的防治已經成為國民經濟可持續發展的關鍵保障。
一、上海地區河道黑臭的成因:
上海地區的河道黑臭的一般原因都是因為河道所接納的污染負荷已經遠遠超過了它自身的凈化能力。主要是由于水體缺氧、有機物腐敗而造成的一種有機物污染的極限現象。具體的成因主要是以下幾點:
1、河道接納了大量的工藝廢水、生活垃圾廢水、農田化學廢水、牲畜的糞便廢棄物及各種重金屬廢棄物。大量的污染造成河道內溶解氧幾乎沒有了,才使的河道的水質變黑發臭。
2、上海地區的潮汐特點是每天兩潮水,河道較密對污水的排出較不利,容易發酵產生變質,造成反復污染,同時上海處于長江和黃浦江的下游,上游下來的各種污染經常在這里沉淀造成污染。
3、上海是高度發展的城市,城市建設、市政建設有許多不完善的地方,造成地下水、河道、管網的水系不能完全暢通,河道水系結構復雜治理困難。長期以來上海地下水的雨水管線也被用來做污水管,使的污水沒有辦法排除形成污染發臭。
4、由于污染的嚴重,環境的惡化,造成水體食物鏈中最重要、最基礎一環(底端腐蝕群落食物鏈)嚴重缺失,造成水體自身的凈化能力消失殆盡,造成水體的有機污染物無法得到及時分解,加劇了水質的惡化。
另外一個現象值得我們警惕,現在上海地區的農村河道治理改造工程,一般都是簡單的采取河道兩邊打樁在插上預制的水泥板。這樣外觀是好看了,但卻是阻礙了水體與岸灘間的養份交換,大大減少了河水的自凈能力。
二、河道黑臭的治理辦法
治理本地區河道黑臭的方法還是比較多的,概況起來一般有以下幾個辦法。
1、物理方法
主要是引水換水和底淤疏浚;
2、化學方法
化學絮凝處理技術是一種通過投加化學藥劑去除水層污染物以達到改善水質的污水處理技術。
3、生物方法(生物加生態修復技術)
提高微生物的活性和繁殖能力,達到一種微生態平衡。這類技術主要是利用微生物、植物等生物的生命活動,對水中污染物進行轉移、轉化及降解作用,從而使水體得到凈化,創造適宜多種生物生息繁衍的環境,重建并恢復水生生態系統。
4、曝氣復氧法
曝氣復氧對消除水體黑臭的良好效果已被國內一些實驗室試驗及河流曝氣中試所證實。
三、上海黑臭河道適宜的治理方法及原因
比較下來我個人認為生物-生態技術最適合也最科學。這是因為上海地區的地理環境和歷史問題決定的。
上海地處黃浦江的下游入長江口,常年水流喘急應該比較適合采用引水換水作業,但由于一些歷史遺留下來的問題,造成了許多內陸河道成斷頭河,影響了河水的流動。要想改造難度較大,時間很長。特別是上海的河道富營養嚴重要想通過換水來治理必然造成水資源的大量浪費,費用高昂。
底淤疏??蓽p少積存湖內的大量有機碳、氮、磷等營養物質,增大湖的蓄水量,是減少內源性污染、減輕水體黑臭的有效途徑和措施。但是大規模清淤,可能會破壞湖泊原有的生物種群結構和生境,削弱其自凈功能,對生態修復帶來負面影響。
采用化學方法主要是化學絮凝處理技術,這是一種通過投加化學藥劑去除水層污染物以達到改善水質的污水處理技術。近年來,化學絮凝處理技術在強化城市污水一級處理的效果方面得到了越來越廣泛的研究與應用,而隨著水體污染形勢的日趨嚴峻,對嚴重污染的水體如黑臭水體的治理,可減少積存湖內的大量有機碳、氮、磷等營養物質,增大湖的蓄水量,是減少內源性污染、減輕水體黑臭的有效途徑和措施??蓽p少積存湖內的大量有機碳、氮、磷等營養物質,增大湖的蓄水量,是減少內源性污染、減輕水體黑臭的有效途徑和措施。但是大規模清淤,可能會破壞湖泊原有的生物種群結構和生境,削弱其自凈功能,對生態修復帶來負面影響。
曝氣復氧法對消除水體黑臭的良好效果已被國內一些實驗室試驗及河流曝氣中試所證實。其原理是進入水體的溶解氧與黑臭物質(H2S,FeS等還原物質)之間發生了氧化還原反應。對于長期處于缺氧狀態的黑臭河流,要使水生態系統恢復到正常狀態一般需要一個長期的過程,水體曝氣復氧有助于加快這一過程。由于河道曝氣復氧具有效果好、投資與運行費用相對較低的特點,已成為一些發達國家如美國、德國、法國及中等發達國家與地區如韓國、香港等在中小型污染河流污染治理經常采用的方法。對于污染情況嚴重,污染長期排入的水體需配合生物方法及生態措施,因此,可做為輔助生物―生態修復的方法之一。
曝氣復氧法在上海推廣還是有局限性的。上海是一個經濟高度發達的城市,河道中含有較多的工業廢水,封閉的純氧曝氣池內可燃氣濃度較高時,有產生爆炸的可能,純氧曝氣池周圍要設為防火區,對區域要求高。其次,自控儀表多,維護保養工作較多,且對運行管理人員的技術能力要求較高。封閉的純氧曝氣池內熱量不易損失,而且沒有有效散熱的手段,因此夏季進水溫度較高時,一旦混合液的溫度升高,無法采取有效手段進行控制。最后受氧源限制,如果沒有專業的空氣分離廠制造和供應足量氧氣、而是依靠污水處理場自身制備氧氣,會導致純氧曝氣法的運行成本上升、增加管理難度。
生物、生態修復技術,顧名思義就是在生物治理的同時進行生態修復。生物治理就是生物復合酶能刺激加速微生物的反應,同時它能促進水中的大分子化合物分解成小分子化合物,同時釋放出結合氧,增強水體復氧功能,這些簡單化合物又很容易被微生物所利用,在有機物被降解的同時,又有利于微生物的多樣性,提高微生物的活性和繁殖能力,達到一種微生態平衡。生物復合酶可有效地刺激和加速自然的生物反應,激發土著微生物的活性,加速微生物的生長和繁殖,同時對浮游生物和環境無害。從而可以快速有效地促進受污染水體向良性生態系統演替,使得水體中的復氧得以恢復,污染指標迅速下降,水體的黑臭異味現象得以快速消除。它有以下一些特點。
特點1、是能高效消除黑臭恢復生態系統;以微生物實施水體生態修復,重建底端生物鏈,為上行生物鏈的梯次恢復奠定基礎,為底棲生物著床創造底質條件;提高水體透明度,為水生動物的放養創造水質條件。通過人工控制生態環境,使水生動植物與水環境達到動態平衡。
特點2、標本兼治
生物技術治理河道污染,不僅治理水體,而且治理河湖底泥。生物修復治理不僅僅是水質的達標,最終是要通過階段性治理完全恢復河湖底泥的活性,使河湖恢復自凈能力,達到生態平衡。
特點3、施工簡便,投資小
采用生物法治理河湖過程中使用的設備簡單,不需要挖掘機等大型設備,所以施工方便,操作簡單,投資規模小并且不會產生噪音,不影響周圍居民的正常生活;在施工過程中不需轉移底泥,即消除了污染物的轉移,同時杜絕了對環境造成的二次污染,而且在原有底泥的基礎上進行治理,刺激原有土著微生物迅速生長繁殖,形成種群優勢,恢復底泥的活性,達到水體長期自凈的效果。經過生物修復的底泥恢復了活性,不但不需要疏浚,而且活性底泥可以大大提高河道的自凈能力。
在生物治理的同時生態的修復也同時進行,這就是近年來發展起來的一種新型環境生物技術。這類技術主要是利用微生物、植物等生物的生命活動,對水中污染物進行轉移、轉化及降解作用,從而使水體得到凈化,創造適宜多種生物生息繁衍的環境,重建并恢復水生生態系統。由于這類技術具有處理效果好、工程造價相對較低、不需耗能或低耗能、運行成本低廉等優點。同時不向水體投放藥劑,不會形成二次污染,還可以與綠化環境及景觀改善相結合,創造人與自然相融合的優美環境,因此已成為水體污染及富營養化治理的主要發展方向。
生態―生物修復技術包括:微生態系統修復技術、人工濕地技術、浮島技術、植物操控技術,生態護堤技術,生態復氧技術、生態清淤技術、水生動物恢復和重建技術等。在實際工程應用中,可按照水體污染程度,水環境現狀給水體功能等考慮選用不同的技術組合,以呈現生態效益和經濟效益雙贏。
由于內河治理的最終目的是河道生態系統功能與結構的恢復,并促使系統的自我維護和自我發展。因此,生物―生態修復技術被認為是21世紀我國生態環境保護領域最有價值和最具生命力的生物處理技術。
水體生態修復技術范文4
“沒有修復以前,湖水就是一鍋‘渾湯’,沒有多少游客。”負責創業公園修復工作的廣州市太和水生態科技有限公司(以下簡稱“太和水”)總經理吳勁華說,太和水運用“食藻蟲引導的水下生態修復”技術,通過采用“食藻蟲+沉水植物+水生動物”為主體的純生態解決方案,構建了以“水森林+水生動物+微生物”為形式的、結構完整、功能完善的水生態系統,使得湖水自凈能力得到大幅提升,“幾個月時間就讓水體變清,生態得到修復,今年2月櫻花盛開的季節,這里游人如織。平日里,附近群眾經常過來散步,修復后的創業公園儼然成為一個新的旅游景點?!?/p>
利用食藻蟲構建穩定生態系統
水是生命之源,水同時也是有生命的個體?!白匀唤缰械乃?,不是單純的H2O,它是與其他水生植物、水生動物和其他訪客(昆蟲、鳥類)以及我們不易察覺的水生浮游植物、浮游動物和看不見的微生物等共同組成的‘生命體’?!碑斔w中藻類或者其他污染物過多,剝奪了其他物種的生存權,失去生態平衡的水體就會失去生機,進而導致發黑發臭。
“我們研發的這套水生態生物修復技術,主要通過四個方面的技術措施――控源減污、基礎生境改善、生態修復和重建、優化群落結構,在改善城市水體水質的同時營建清水景觀?!眳莿湃A表示,該技術利用食藻蟲、沉水植物等生物的生命活動,對水中污染物進行轉移、轉化及降解,從而使水體得到凈化,創造適宜多種生物生息繁衍的環境,重建并恢復水生生態系統。
“食藻蟲技術是這套修復系統的一個核心?!眳莿湃A介紹,食藻蟲是一種經馴化改良的可控藍藻的大型枝角浮游動物?!斑@種物質取自自然界,不存在外來物質入侵風險。而且經過人工馴化,凈化能力比原生態的要提高很多?!笔吃逑x可以吞食數十倍于自身體積的藻類和有機顆粒,能夠迅速提高水體透明度,為沉水植物的生長創造條件,而且食藻蟲攜帶大量的有益微生物,可顯著提高沉水植物在種植初期的成活率,促進沉水植物群落的構建。食藻蟲本身還是魚類最好的天然餌料,其把水體中的藻類、有機顆粒等轉化為動物蛋白,同時又被魚、蝦等攝食,可以快速形成良性生態鏈,促進修復系統的穩定。
“修復之初,我們一般會在水體中灑入食藻蟲,對污染物進行削減?!眳莿湃A表示,采用食藻蟲技術,根據具體情況,可以大大減少水體治理時的清淤工程量,甚至無需進行清淤的環節。
投放食藻蟲之外,另一個重要的工作就是構建水中的生態系統?!拔覀兎N植的水生植物,都是經過我們公司培育改良的耐寒型、耐污型、耐鹽型、耐溫型、四季常綠型等沉水植物種類,適用于我國各種水體和氣候?!碧退こ處熇罹办咸岬?,水中植物種類多樣化,“這些水草不開花、不結籽,四季常綠,水下生存能力極強。不同的季節水草的優勢種群也不盡相同,但都能發揮沉水治污植物的光合作用,其產氧能力是陸生植物的5~14倍,高效吸收、轉化氮磷等水中污染物?!?/p>
李景煜還告訴記者,生態鏈的構建過程中,對魚蝦螺貝的投入也很有講究,“尤其是魚類,以景觀魚和肉食性魚類為主。景觀魚是為了提高景觀功能,肉食性魚類則是控制野雜魚,防止其危害水草,讓生態系統保持在一個比較穩定的狀態。未來湖水進一步改善后,還可以進行生態養殖?!?/p>
“這套技術是純生態技術,不使用化學藥劑,無二次污染?!眳莿湃A提到:“更加難得的是,該技術具有工程造價相對較低、不需耗能或低耗能、運行成本低廉等優點。”黃埔區水務局相關負責人表示,采用該項技術,施工期短,施工過程影響小,特別是后續維護簡單,大大節約了成本,且治理成效穩定,具有比較好的推廣價值。
水清岸綠環境大變樣
荔灣湖,地處廣州荔灣老城區,由于水體交換不夠,周邊食肆林立,水體一度惡化?!半m然有珠江西航道補水,但是西航道水質不佳,位于黃沙附近監測點的珠江水質為劣V類。”業內人士表示:“珠江水引入荔灣湖后,不用一個星期肯定發黑變臭,因為湖泊水是靜止的,加上自然沉降的污染,水質更差。”
不過,自去年以來,不少市民驚喜的發現,湖水不像原來那樣渾濁,而且完全不會聞到腥臭味。湖水在陽光下波光粼粼,能見度很高;低頭就能看到水底長著形態各異的水草,仔細觀察還會發現有小魚、大魚在水草間游來游去。正在湖邊休息的陳伯還告訴記者:“以前湖水太臭大家都不愿意來,現在水變清了,連蚊子都少了,來公園鍛煉心情都靚了,人氣比以前旺多了。”
在廣州市黃埔區坑田村,村中兩口魚塘水體清澈,一眼就可以看到底,水中長滿綠色的水草,小魚、福壽螺等零星散布期間,老人在魚塘邊鍛煉,小孩子則歡快的嬉戲?!耙郧案骷腋鲬舻奈鬯寂诺教晾?,塘水又黑又臭,蚊蠅滋生,大家都繞著走,去年搞這個工程后,水也清了,環境好了,真是民生工程??!”在魚塘邊鍛煉的大媽說,魚塘水體修復工程見效明顯。
“截污之后,通過投放食藻蟲,加上沉水植物的種植,魚蝦螺貝、浮游生物等的合理搭配,構建起一個完善的生態鏈,水質在兩到三個月內就能夠出現明顯的改善?!眳莿湃A表示,食藻蟲修復時間快,而且效果穩定,“修復好的水體,水體透明度能夠常年保持在1.5米或以上,水質主要富營養指標(氨氮,總磷,總氮等)達到或優于地表三類水及景觀A類水標準,水底植物覆蓋率達60%或以上,四季常綠,終年無需換水,無需采用機械設備,不耗電,不需要水域以外的占地,關鍵是恢復了水體自凈能力?!?/p>
廣州海珠國家濕地公園一期、廣州曉港公園、佛山梁園、南寧清秀山公園、上海聞道園、成都塔子山公園、昆明西華公園等,基本都是屬于封閉或半封閉水系,水體處于五類或劣五類,通過采用太和水生態修復技術后,大大改善了水生態環境,水中主要污染物都得到大幅度削減,修復后水體清澈見底,并且至今都運行了一年以上,效果穩定。
萬科成都五龍山公園景觀湖、花樣年?桂林麓湖國際社區、恒大啟東上海威尼斯水城展示區等商業景觀水項目,通過太和水進行水生態修復,讓原先富營養化的水體得到明顯改善,構建了層次豐富的水下景觀,創建了清新健康的環境,為社區居民提供了親水、戲水的平臺。此外,上海段浦河、湖南長沙圭塘河、廣西來賓市桂中水城市政渠等,開展修復之后,水清岸綠,原先的臭河涌變成了城市新景觀,百姓贊不絕口。
低成本投入高效益回報
“修復成本主要看工程的難度,如果是工程簡單的,一平方大約是150元左右,如果是污染程度較高,需要復雜的輔助設施的,根據實際情況價格會高一些?!眳莿湃A表示,技術的經濟優勢表現在維護成本低,“水生態構建后,依靠系統自身形成的凈化體系,即可實現凈化水質、提升景觀的目標,偶爾打撈垃圾、對生態種群做些優化,基本沒有其他的維護成本?!?/p>
構建水體生態凈化系統,使得水體水質長遠性保持良好狀態,并且終年不需換水或人工特意調水,夏季通過雨水補給,冬季只需向湖體中添加日常綠化消耗、蒸發流失水量相等的灰水,即可全年實現景觀水體的整體水位保持,而無需進行自來水換水,大量節約人工湖的補水成本。
完善的生態系統還能夠實現正常的物質循環和能量流動功能,水中富營養物質經食物鏈轉化后可產生生物資源,如各類有機魚、蝦、螺、貝動物蛋白和水草等植物蛋白等,通^適當捕撈可獲得一定量的經濟產出。
“如今,環境成為稀缺資源,水生態修復帶來的間接經濟效益更加可觀”。吳勁華提到,構建水生態系統,提高水系景觀,改善區域綜合環境質量,使得周圍氛圍煥然一新,有利于吸引更多的發展商與投資者,促進項目水體周邊商業繁榮及經濟發展。
水體生態修復技術范文5
Abstract: To conduct comprehensive treatment to aquaculture water of heavenly farm through ecological restoration projects, such as water quality pretreatment, aquatic plant repair, microbial purification, oxygen and water, artificial floating green island, artificial wetland and sewage treatment etc., so as to make main water quality indexes after treatment, such as TN,TP,NH3-N,COD etc., achieve even better than the requirements of the national surface water Ⅴ class water, and water quality, water landscape and the breeding benefit in farm were greatly improved. The comprehensive ecological restoration project provides a referrible technology for ecological restoration of aquaculture water of leisure farm.
關鍵詞: 養殖水體;生態修復;綜合治理
Key words: aquaculture water;ecological restoration;comprehensive treatment
中圖分類號:X52 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)33-0060-03
0 引言
隨著城市居民收入的增加,閑暇時間的增多,加快的生活節奏及日益激烈的競爭,促使越來越多的城市居民到休閑農莊放松身心。在顯著帶來經濟效益的同時,大型休閑農莊內的水生態系統遭到了嚴重的破壞,特別是以水產品養殖和垂釣為特色的休閑農莊,養殖水體富營養化現象加劇。本研究于2010年10月到2012年5月針對南通世外桃源休閑農莊的養殖水體污染問題,采用多項生態修復工程進行綜合治理,通過1年6個月的修復,各項水質指標的監測結果顯示,養殖水體的水質得到了改善。這次的綜合生態修復工程,可為其它農莊的養殖水體的生態修復提供參考和借鑒。
1 農莊養殖水體概況
試驗地選擇南通世外桃源休閑農莊養殖水域,該農莊位于南通市南郊、長江邊上,集漁業、旅游、觀光、休閑為一體,與南通著名的濠河風景區、狼山風景區構成一條具有南方水鄉特色的旅游熱線。農莊占地58hm2,水產養殖面積為16hm2,其中4hm2用于特種水產養殖,主要是養殖河豚、南美白對蝦、七星鱸、湘云鯽等,垂釣水面為12hm2,其中13hm2用于普釣水面,養4萬千克鯽魚;高釣區1.3 hm2,養4萬千克鯽魚、彩虹鯛;其中3.3hm2為特色垂釣區,養6萬千克的鱸魚、草魚、青魚、鯽魚等。這樣就可以將農莊的養殖、種植與餐飲垂釣、銷售形成一個完整的體系。
該農莊緊鄰長江,農莊水體和長江水通過閘門相通,水系為淡水湖水系。屬北亞熱帶濕潤性氣候,季風影響明顯,四季分明,氣候溫和,光照充足,雨水充沛,無霜期長。年平均氣溫在15℃左右,年平均降水量1000~1100毫米,夏季雨量約占全年雨量的40~50%。
南通位于長江下游,水質比較差。加上該農莊處于南通經濟開發區,企業較多,工業廢水、農莊的生活污水的長期排入,以及養殖水域養殖產品的高密度導致水體為劣Ⅳ類到Ⅴ類水之間,影響了農莊的景觀和水產品的質量。
2 污染源分析
2.1 生活污水 農莊現有員工100多人,加上每天的游客,每天幾百人的生活污水未經處理直接進入養殖區域,加劇了水體水質惡化。
2.2 面源污染 農莊現有大面的果園和蔬菜園,長期使用有機化肥,剩余營養物質經將于地表流入水體中,導致水體富營養化不同氮磷比條件下浮游藻類群落變化。農莊現養殖大量的天鵝,天鵝的排泄物也對水體造成了污染。水體四周種植的一些水生植物到了冬季由于未及時收割,腐爛的植物也對水體形成了污染。
2.3 養殖過程污染 養殖過程中,為了增加經濟效益,養殖的產品比較密集,加上投餌量難以確定,投入餌料不能被充分利用,形成殘留堆積在水體底部。資料表明,即使是管理最好的養殖場,也仍會有多大30%的餌料未被攝食。以餌料和育苗形式輸入養殖系統中的N只有27%~28%通過魚的收獲而回收,有23%積累于沉積物中中國海水養殖環境質量及其生態修復技術研究進展。
2.4 水體相對靜止 農莊現有的養殖池之間是相通的,而且和長江水有閘門相通,但是水域水深平均有2米以上,深水區有4~5米。即使利用長江水來換水,仍會有很多局部區域形成“死角”。而且整個農莊水域面積較大,用長江水來換水,成本太高,每年也就在清底水體的時候和長江相通的閘門是打開的,但是換水的同時對長江水造成了污染。
3 生態修復工程及其綜合利用
生態修復是指利用生態工程學或生態平衡、物質循環的原理和技術方法或手段,對受污染或受破壞、受脅迫環境下的生物生存和發展狀態的改善、改良或恢復、重現(萬金保等,2006)。生態修復工程是一項復雜的人工措施,目的是依靠自然的自我修復能力,并輔以適當的人工措施,加速被破壞的生態系統的功能恢復。
縱觀美國、日本等發達國家最近幾年養殖水體治理的狀況,他們主要是運用生物氧化塘、人工濕地和土地處理系統等進行綜合治理。具體來講,應用的比較普遍的是生態、生物方法,用這種方法進行水生態系統的修復效果是比較好的,它其實是強化了水體自凈能力,運用了生態系統自身規律,而在具體實施時,其實是綜合運用了多種技術。
本文針對世外桃源休閑農莊的地理位置、水文特點、污染源類型和分布,結合農莊整體規劃和景觀需求,比較了各種工程方法的利弊和效果,以水體的生態修復治理為主線,同時控制污染源,使水質得到改善的同時將長期試驗的研究結果及時地轉化為生產力,增產增效。
3.1預處理工程 根據農莊水域環境的特點,將長江水在引入養殖水域之前,對江水進行預處理。
取水:根據緊鄰水域的長江水歷年水體變化規律,環境狀況與分析,以及該水域的發展趨勢,與社會經濟發展相協調,與國家相關部門計劃、規劃相協調,將國外先進的輸水工程技術與長江水域特點相結合,以技術和經濟為基礎,依靠科學技術,設計取水工程措施,保證水源持續充足、水質優良、穩定。為保持整體規劃的一致性,避免傳統的具有大型水泥架上下移動的大閘門,采用新穎美觀的設計,進行左右移動和垂直隱蔽型電動閘門和,不影響景區景觀。
預處理:由于長江水水質也有一定的污染,并有潮汐變化,必須予以預處理后再引入水域。規劃利用現有的水溝和集水池進行水質的預處理,預處理主要工藝流程:江水潛流小濕地格柵集水過濾凈化池收集引入養殖水域。
3.2 水生植物修復工程 水生植物的種殖主要是通過調整水體水生生物群落結構從而抑制水體富營養化的進程。20世紀80年代末至90年代初期南京地理研究所等單位在江蘇澄湖放養水花生、水葫蘆,使遭受蘇州市城市廢水污染的澄湖水質有了好轉。1998年南京玄武湖通過種植菹草、伊樂藻、狐尾草及輪葉黑藻等大型沉水植物,成功地恢復了沉水植物,使玄武湖從藻型湖泊變為草型湖泊,水生植物凈化水質效果顯著。
根據國家“八五”科技攻關環境保護項目—湖泊富營養化綜合治理技術的研究推薦選用的水生植物物種及其主要特性見表1。
本研究根據農莊的規劃和景觀特征,在水域周邊種植蘆葦、菱草和荷花,在水深>0.8米的水域,種植馬來眼子菜、苦草、黑藻等沉水植物為主體的水生植物群落。
3.3 微生物凈化工程 微生物凈化是在有氧或無氧的條件下,利用微生物將有機物或其它污染物吸收、分解和轉化,成為無毒害、無機化的本質。
本次采用定期向水中投放光合細菌來凈化水質。利用投菌法降解水中污染物的實驗結果表明:有機物與葉綠素的去除率分別達到60%和90%,含氮化合物的去除率達到50%以上,而且投入微生物可使水體DO值由1mg/L增加到7mg/L;施用生物激活劑對水體COD、BOD5、TP、濁度等均有顯著的去除效果,并可顯著提升水體溶解氧。
3.4 增氧和提水工程 為了加強整個農莊養殖水體的循環流動,增加水體的溶氧量,使水體的自凈能力增強,使水循環起來,在養殖池和濕地之間架設風力水車來進行提水,提水進入濕地經過凈化重新流回養殖池。南通地區緊靠長江和黃海,風力較大,可以選用合適的多葉片風車來進行提水。凈化水質的同時也美化了景觀、節省了能源消耗。
本研究架設了3臺大型風力水車在養殖池和濕地之間,經過風車輸送的水在進入養殖池之前要經過1臺7.5KW懸浮式曝氣增氧機,以增加水體含氧量。另外在每相鄰的養殖池之間也架設小型風力水車以增加水體的循環流動。
3.5 人工浮動綠島工程 浮動綠島是運用無土栽培技術原理,運用高分子材料,采用現代農藝和生態工程措施綜合集成的水面無土種植植物技術。在治理和修復污染水體的作用上主要是直接吸收利用植物對N、P等營養物質和促降有機污染物;植物根系、浮床和基質不僅能夠吸附懸浮物,使微生物和其它水生生物具備良好的棲息、繁衍場所,還能達到美化水域景觀的目的。
本研究根據前期對植物的凈化能力強、抗逆性相仿、管理難易、綜合利用價值和美化景觀等5項方面綜合評價比選,確定了鳶尾草、美人蕉、水竹、睡蓮、花葉蘆葦、梭魚草、菖蒲等9個品種的水生植物作為浮島植物。本次研究共建設了50個浮動綠島,總面積達到了1500m2。
3.6 人工濕地建設工程 在長江和農莊的閘門入口處,設立了一個5500m2的人工濕地,種植了包括美人蕉、荷花、蘆葦、菖蒲、梭魚草等共8個品種12個類型挺水植物。該技術綜合了濕地自然生態系統中的物理、化學和生物的協同作用,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、吸收和微生物分解來實現對污水的凈化。人工濕地設置及迷宮濕地有機結合,有效的提高利用現有水生植物對水體凈化效率。
3.7 生活污水處理工程 據不完全統計,我國城鎮居民綜合生活污水排放量255L/人·d,農莊的員工加上游客每天排放的生活污水每天接近5噸,這些生活污水如果不經處理直接進入養殖水域會造成嚴重的水體污染。
本次研究對農莊進行了排污、排水官網的建設,在餐廳等產生產生生活污水比較集中的地方,將可控制的生活污水大部分引入人工濕地進行深度凈化處理,部分引入沼氣池,這樣既發展了新型能源,又節省了開支。其次對養殖池周邊的建筑物及一些比較分散的建筑物,其生活污水可通過簡便的生活污水裝置處理后直接排入水體中,這樣可減少管系的布置和規劃,節省了成本。
4 結果與分析
2010年12月至2012年5月,對世外桃源休閑農莊的3個養殖池的水質(TN、TP、NH3-N、COD)監測結果見表2。通過1年6個月的綜合修復工程,從監測的數據可以看出,主要水質指標TN、TP、NH3-N、COD和PH均接近Ⅴ類水標準,甚至個別的水質指標優于Ⅴ類水。TN和TP下降了超過30%和20%。截止到今年5月份,1年6個月的生態修復工程的運行,農莊養殖水域的水質指標達到甚至優于Ⅳ類水標準,恢復了水體自凈功能。
5 結論
通過水質預處理、水生植物修復、微生物凈化、增氧和提水、人工浮動綠島、人工濕地和生活污水等各項生態修復工程對世外桃源休閑農莊的養殖水域進行綜合治理,使治理后的TN、TP、NH3-N、COD等各項主要水質指標均達到甚至優于國家地表水Ⅳ類水要求,農莊的水質、水體景觀和養殖效益得到了大大的提升。
我國目前休閑農莊旅游業方興未艾,但是農莊的水環境卻存在著不同程度的污染。本次的研究利用多項生態修復工程對養殖水域進行治理,從水域修復的效果來看,改善明顯??梢詫⑵渚C合生態修復工程應用于其它的一些農莊。
參考文獻:
[1]王世巖,周懷東.水污染與環境修復[J].化學工業出版社,2005.
水體生態修復技術范文6
鄧慧夫① DENG Hui-fu;楊明慧② YANG Ming-hui;劉德海① LIU De-hai
(①南寧市南湖公園,南寧 530021;②廣西南寧市新技術中心,南寧 530000)
摘要: 通過對實施生態修復的圍隔水體內的浮游動物的跟蹤監測分析,試驗前期原生動物有6種,輪蟲有10種,枝角類1種,橈足類3種,浮游動物密度1736個/L,生物總量1.75mg/L。試驗后期:原生動物有3種,輪蟲7種,枝角類有5種,橈足類1種,浮游動物密度100個/L,生物總量0.418mg/L。原生動物、輪蟲、橈足類種類下降,枝角類種類上升。浮游動物的密度下降了94.2%,生物下降了76.1%。試驗水體從中營養型水體轉變為貧營養型水體。
關鍵詞 : 生態修復;浮游動物;演變;生物學評價
中圖分類號:X173 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2015)03-0304-02
基金項目:南寧市科技攻關項目(編號20133145)。
作者簡介:陳宗永(1965-),男,廣西南寧人,高級工程師,主要從事湖泊生態的管理和監測工作。
0 引言
生態修復技術是目前水體富營養化防治的有效手段。在生態修復過程中水體的化學、物理和生物學指標將會發生一系列的變化,浮游動物的變化是其中之一。浮游動物終生生活在水環境中,水環境的任何變化都將直接對其產生影響,分析浮游動物的群落結構等的變動情況可評價水質的狀況。使用生物指標評價水環境,可獲得較為客觀的水質評價結果。我們從2013年9月開始,至2014年2月在南寧市南湖局部采用圍隔的方法實施了生態修復試驗,在試驗過程中對圍隔的浮游動物每月進行連續采樣監測,并對試驗的結果進行生物學分析,現將結果進行報告。
1 材料與方法
1.1 采樣點的設置
試驗區建在距湖岸6m的區域,由腳手架及帆布搭建成33.5m×20m×3.5m長方形圍隔。采樣點在圍隔試驗區的中心,每個月進行一次采樣進行分析。
1.2 浮游動物的采集和鑒定
浮游動物的定性樣品用13號定性網,在水下0.5米處做“∞”字型拖曳3min,加福爾馬林固定后保存于100mL標本瓶中,定量樣品采水10L置于25號浮游生物網中過濾,濃縮至20mL,加福爾馬林固定后保存于100mL標本瓶中,測定豐度時,將樣品稀釋至100mL搖勻并吸1ml置于計數框中分類計數全部浮游動物數量,然后換算為水樣密度。進行生物量計算時,以《內陸水域漁業自然資源調查手冊》(張覺民、何志輝)所列出的主要浮游動物的平均濕重測算數據為參考。數據處理采用Excel2003進行處理分析。
1.3 水質生物學評價方法
根據李明德提出的浮游動物生物量年均值表示法n:<1mg/L為貧營養型;1.1~3.4mg/L為中營養型;3.5~8.0mg/L為富營養型;>8.0mg/L為超富營養型。水體依照上述評價標準進行評價。
2 結果與分析
2.1 浮游動物種類的變化
從2013年9月到2014年2月,在整個試驗期間共觀測到浮游動物42種,其中輪蟲19種(屬),枝角類8種(屬),橈足類4種(屬)(見表1)。
根據表1,可以看出試驗實施前(2013年9月):原生動物有6種,占30%;輪蟲有10種,占50%;枝角類1種,占5%;橈足類3種,占15%。試驗后期(2014年2月):原生動物有3種,占18.7%;輪蟲7種,占43.7%;枝角類有5種,占31.3%;橈足類1種,占6.3%。原生動物、輪蟲、橈足類種類下降,枝角類種類上升。
2.2 浮游動物數量的變化
試驗實施后,浮游動物不但在種類上發生了變化,而且在密度和生物量上同時也發生了變化,表2是浮游動物密度及生物量的統計情況。
浮游動物的密度從試驗開始時的1736個/L,逐步下降到試驗后期的100個/L,下降了94.2%。浮游動物的生物總量由1.75㎎/L,下降至試驗后的0.418㎎/L,下降了76.1%。
2.3 浮游動物各種類的生物量變化
試驗區內總生物量發生由大向小變化,但是浮游動物內原生動物、輪蟲、枝角類、橈足類的生物量變化各有不同,圖1是各種浮游動物的生物量變化曲線圖。
根據圖1,可以看出原生動物、輪蟲、橈足類的生物量在試驗期間呈現下降趨勢,但是變化幅度不大,但是枝角類的變化比較大,出現跳躍式波動,低時0.1mg/L,最高時達到17.2mg/L,最高時生物量占了浮游動物總量的97.3%。
3 結論
通過對生態修復技術實施過程浮游動物的監測數據分析表明,生態修復技術的實施直接影響浮游動物的組成,并影響水體的水質狀況。
3.1 生態修復技術是水體富營養化防治的有效方法,對水質具有很好的改善作用。根據李明德提出的判斷標準:生物量>1mg/L屬于中營養型水體,<1mg/L屬于貧營養型水體。生態修復前浮游動物生物量為1.75mg/L,大于1mg/L,屬于中營養型水體;生態修復實施后水體浮游動物生物量0.418mg/L,屬于貧營養型水體。也就是說,實施生態修復技術可以將水體從中營養型的水體提升至貧營養型水體。
3.2 在水體修復的過程中浮游動物的優勢種由輪蟲類變為枝角類。在水體處在中富營養狀態時由以輪蟲為主,優勢種為裂足輪蟲;水質改善成為貧營養狀態后,優勢種為枝角類的象鼻溞。
3.3 枝角類和橈足類生物量的多少在水質的轉型和提升,特別是在透明度變化中扮演著重要角色。這兩類動物在生物量中占浮游動物總量的27.5%透明度比較差,69%時透明度開始增加,生物量達到浮游動物總量的88.7%以上時,水質達到最佳,水體可以清澈見底。
參考文獻:
[1]張覺民,何志輝主編.內陸水域漁業自然資源調查手冊[M].北京:農業出版社,1991.
[2]大連水產學院主編.淡水生物學(上、下冊)[M].北京:農業出版社,1982.