水环境治理中沉水植物应用及其研究进展.pdf
《水环境治理中沉水植物应用及其研究进展.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水环境治理中沉水植物应用及其研究进展.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷 增 人民珠江 年 月 :/.:/基金项目:广东省重点领域研发()科技基础资源调查专项()收稿日期:作者简介:何瑞()男工程师主要研究方向为水生态修复 :.通信作者:罗欢()男正高级工程师主要研究方向为水资源保护、水环境治理与水生态修复 :.水环境治理中沉水植物应用及其研究进展何 瑞李 宁孙玲玲王诗华李青峰常 赜罗 欢(.珠江水利委员会珠江水利科学研究院广东 广州.广东省河湖生命健康工程技术研究中心广东 广州)摘要:清洁的水源是人类生活的必须品 然而随着中国人口的不断增长和工业的快速发展许多水源受到污染 沉水植物治理作为生物修复中应用最为广泛的措施之一其不仅可以降解污染物质、抑制藻类生长
2、、美化水体景观还用于增加生物多样性 对沉水植物概念及生态作用、净化机理、品种选择与应用、种植技术、影响因素等最新研究进展进行了阐述基于目前沉水植物在水环境治理方面的研究现状及应用瓶颈提出在应用范围、退出机制以及碳汇等方面加强研究力度以期为沉水植物在水环境治理领域中的发展提供一定参考关键词:水污染沉水植物生态修复水环境治理中图分类号:文献标志码:文章编号:()随着经济水平的不断提高人们对水污染问题关注度越来越高治理水污染问题已经成为国家环境策略的重中之重 水环境污染治理技术可分为物理、化学及生物 类方法每类方法都有各自的优劣势 而随着水污染治理进程的加快物理方法和化学方法使用越来越少 目前而言水
3、污染的治理主要是以生物方法居多如生态治理、微生物治理、生态浮床等 沉水植物重建技术作为生态治理的一个主要措施已广泛应用在人工湿地、潜水型湖泊等富营养化水体的生态修复工程中相对于其他治理措施而言其不仅简单高效、成本较低而且具有环境相容性具有很好的景观效果沉水植物具有广泛的生态作用在水生生态系统结构、功能及提供生态服务中扮演重要角色 鉴于其在水生生态系统中的重要性国内外学者对水生植物开展了广泛研究 滇池、太湖、惠州西湖等部分水域利用以沉水植物为主重建水生态系统技术得到了广泛应用并取得良好效果但同时也有很多瓶颈需要突破 沉水植物应用在水环境治理方面的研究进展虽然已有学者发表 但随着研究的深入以及工程
4、实践的不断总结很多技术和经验仍未全面地体现在其中 本综述总结了国内外关于沉水植物的最新研究成果重点讨论了沉水植物在种植技术、品种选择、影响修复因素等方面的相关问题并对沉水植物应用前景和未来沉水植物在水环境治理方面的研究提出了建议以期为相关研究工作提供参考 沉水植物概念及其作用沉水植物是指由根、根须或叶状体固着在水下基质上其叶片也在水面下生长的大型植物通气组织特别发达有助于在水中缺乏空气的情况下进行气体交换这类植物的叶子大多为带状或丝状正是因为沉水植物完全水生的特点各部分植物体均可吸收水分和养料但同样也使得它们对环境胁迫更为敏感 沉水植物不仅能够吸收水体中大量的营养盐在缺乏空气的水中还能通过发达
5、的通气组织进行气体交换也被人们称为水中的氧气泵沉水植物在水质下降的情况下会影响其对光照的利人民珠江 年增刊 用常作为评价水质优劣的指示性植物沉水植物其它主要生态作用见表 如今沉水植物的生态功能得到普遍研究和应用多种自然或人工培育的沉水植物因其去污能力和耐受性较强被广泛的应用于水体生态修复工程中表 沉水植物生态作用序号生态作用参考文献直接或间接为水生动物提供营养及生存环境在食物链中作为初级生产者为水生生态系统构建起到基础作用通过调节水生生态系统中的物质循环来增加生态位、营造丰富的微生境通过光合作用和呼吸作用来增加水体溶解氧、改变水体 和无机碳的形态及含量稳定水体理化指标通过分泌化感物质、与浮游植
6、物竞争营养物质、生长空间、光照等来抑制浮游植物繁殖通过固定底泥、吸收有害物质、吸附及过滤污染物等一系列物理、化学作用降低水体悬浮物浓度大幅提高其透明度有效降低水动力减少对底泥的影响抑制底泥营养盐向水体释放 沉水植物净化机理沉水植物的富营养化水体的净化机理简而言之就是沉水植物与浮游生物之间对营养物质、生存空间、光照等一系列环境因素的竞争关系通过这种竞争关系来抑制水体内藻类生长保持水体较高的生物多样性及良好的是指环境将水体保持在草型水体模式下 沉水植物对富营养化水体的净化机理见表 表 沉水植物净化机理机理详细描述生长特性根、茎、叶都进化出完整的通气组织和发达的栅栏组织不仅可以保持水分又能增强其耐污
7、能力生化作用由光合作用产生的氧气向根系输送促进氧化分解周围的污染物 同时由于氧气向底泥输送过程中在植株根系周围形成多个好氧、兼氧与厌氧区这为微生物提供了良好的生存环境进而促进了微生物对底泥的降解吸收富集作用沉水植物通过吸收水体、底泥中的营养物质将重金属、农药及其他人工合成有机物以一定比例在体内进行富集再通过收割转移达到去除重金属及有机物的作用 吸附沉降作用沉水植物在可以减少底泥扰动避免底泥沉积物中营养物质的释放提高水体透明度 沉水植物的根系直接深入底泥之中当水流通过植物叶片时水体中的不溶性颗粒物及胶体被沉水植物叶片拦截、吸附并沉降下来从而使一部分有机碎屑沉降至水底 沉水植物衰亡过程中还可以通过
8、沉积作用将自身残体的某些营养物质埋入底泥中化感作用沉水植物在水体中可以通过分泌化感物质来降低“水华”暴发的几率 人民珠江 年增刊 沉水植物种植技术.播种法有研究表明不同种植方式对沉水植物的存活率影响较大不同的种植方式显著影响沉水植物生长初期的高度及生物量但对生长后期的沉水植物影响却并不显著 在实际工程应用中不同沉水植物在不同环境特征下应采取不同的种植技术当应用播种法种植沉水植物种子或者休眠芽时应注意与底泥混匀再抛撒从而避免因水流流失导致成活率低下 播种法与其他种植技术(扦插、移植等)相比其适用于较大的治理区域同时沉水植物幼苗短缺且治理成本有限的治理工程 但在实际工程应用中种子的成活率较低播种结
9、果通常无法达到预期 因此基于播种的沉水植物修复方法在实际工程中必须解决限制性的环境因素为修复效果可控提供技术支撑目前有研究将挺水植物种子与黏土、水和土壤混合制作成种子颗粒(也称种子球、种子炸弹)成功应用于陆地、湿地修复中 但是在沉水植物并未发现此方法美国和澳大利亚都开发了用于种植整株植物和草皮的机械播种机尽管在操作程序方面有些不足但他们具有比手动方式更快、更经济高效的种植更大面积的沉水植物的潜力 因此这是利用沉水植物应用于水环境治理的潜在研究领域需要更多的研究和检验.移植法移植法种植时目前大多采用在根部包裹底泥后再用无纺布或其他材料包裹固定可显著提高植株成活率不仅实际应用价值较高还可以降低对当
10、地水生植物的潜在影响 最近的研究表明将苦草用琼脂凝胶取代黏土或者软泥作为包裹物其成活率达到 对改善水质起到重要作用 德国也有利用底泥和其他可降解的支架包裹沉水植物将沉水植物固定在水体底部 同样也有很多其他基质材料作为替代例如泥炭、稻草秸秆等这些方法均为栽植沉水植物提供了新思路还有直接将植株根部插入底泥的扦插法此成活率虽然较高但应用范围仅局限于水深较浅的区域 此外也有采用水泥涵管覆土种植、捆绑式网床、网箱等其他改良的种植技术均对沉水植物具有良好的效果 品种选择与应用不同的研究人员指出应根据修复水体类型、修复水体中本地物种、修复水体潜在用途、所选物种对种植方式的适宜性等方面来选择沉水植物进行植被修
11、复 此外沉水植物修复还应考虑非生物因素和沉水植物需求之间复杂的相互作用否则难以达到良好的治理效果目前 常 见 沉 水 植 物 有:苦 草()、伊 乐 藻()、金 鱼 藻()、马来眼子菜()、菹草()、黑藻()、狐 尾 藻()等 近年来国内外学者在沉水植物的应用方面做出了大量研究研究结果见表 表 沉水植物净化水体的应用学者沉水植物研究结论参考文献李威狐尾藻、菹草、金鱼藻、黑藻、伊乐藻、苦草苦草、黑藻、狐尾藻和金鱼藻均有较强的抑藻能力其中金鱼藻、黑藻、苦草的综合去污能力最好而黑藻和苦草耐污能力和生长适应性最好各种植物组合的抑藻能力均高于单一植物其中金鱼藻 苦草组合效果最好欧丹玲矮生苦草、金鱼藻、轮
12、叶黑藻对松雅湖全湖治理中金鱼藻 轮叶黑藻系统净化水质能力最强对、平均去除率最高人民珠江 年增刊 续表 沉水植物净化水体的应用学者沉水植物研究结论参考文献胡春阳苦草、轮叶黑藻苦草在黑臭底泥、人造花泥和黄泥上的存活率均为 在沙石、椰棕和陶粒上的存活率分别为、和.苦草在黄泥和黑臭底泥上平均株高较高轮叶黑藻在人造花泥和黑臭底泥上平均株高较高苦草轮叶黑藻在人造花泥和黑臭底泥上生物量较多苦草抗冲刷能力中人造花泥最强轮叶黑藻抗冲刷能力中椰棕最强代蕾苦草、黑藻、竹叶眼子菜在污染程度较重的水体适合用黑藻进行修复修复修复效果优于苦草和竹叶眼子菜 沉水植物系统基质中微生物主要以变形菌门和酸杆菌门为主与氮有关的多为反
13、硝化相关细菌其中硝化菌和反硝化菌居多除磷有关的主要是假单胞菌属王胜楠苦草、菹草、金鱼藻、穗花狐尾藻、黑藻、伊乐藻和粉绿狐尾藻金鱼藻和穗花狐尾藻通过竞争营养盐和分泌溶解性有机物起到对蓝藻的抑制 黑藻和穗花狐尾藻比较适合作为控藻先锋植物 黑藻、穗花狐尾藻最佳种植密度分别为、/在./黑藻和./穗花狐尾藻组合条件下对水华抑制效果最好最大生物量抑制率达到.崔庆飞黑藻、伊乐藻、苦草、轮叶狐尾藻在单一植物类轮叶黑藻对 处理能力最好轮叶狐尾藻对 处理效果最好苦草对氨氮处理能力最好组合类苦草 轮叶黑藻 轮叶狐尾藻组合最好伊乐藻 轮叶黑藻 轮叶狐尾藻组合最好苦草 轮叶黑藻 轮叶狐尾藻组合最好李琳苦草、密刺苦草、黑
14、藻、伊乐藻、金鱼藻、竹叶眼子菜、蓖齿眼子菜、微齿眼子菜密刺苦草对水中、和氨氮去除率高达到.、.和.密刺苦草 黑藻 伊乐藻和密刺苦草 金鱼藻 黑藻 伊乐藻可作为最优植物组合应用于富营养化水体修复张之浩苦草、菹草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻、伊乐藻在这几种沉水植物中苦草对蓝绿藻抑制效果最好主要是有机酸类作用同时其耐污和去污能力也很强 在植物组合处理对浮游植物抑制率都明显比单一沉水植物高其中金鱼藻 苦草效果最好史红玉苦草在做实验的 种基质中底泥 层无纺布 玉米芯 沙 水 苦草和 层无纺布 玉米芯 生物质焦 沙 水 苦草生长状态最好 层无纺布 玉米芯 生物质焦 沙 水 苦草净化速率最快效果最好 综上可知耐污
15、能力较好的沉水植物主要有黑藻和苦草抗冲刷能力中苦草能力比较强而在北方温度较低的地区则宜种植微齿眼子菜和伊乐藻黑藻和穗花狐尾藻比较适合作为控藻先锋植物 在配置沉水植物时应根据项目及环境实际情况来搭配不同沉水植物以达到理想的效果但在选取沉水植物时要注意菹草、轮叶黑藻、苦草、茨藻、杏菜、蓖齿眼子菜和马来眼子菜等均可能过度繁殖从而排挤其他水生生物造成水体生物多样性降低腐烂后还可诱导藻华或湖泛的发生增加水体富营养化程度引发生态灾难 国内外学者在控制沉水植物方面做了大量研究工作主要包括物理法、化学法和生物法 其中生物法由于其成本低、效果持久和安全性高等优点近年来受到研究者人民珠江 年增刊 普遍关注 鱼类中
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水环境 治理 中沉水 植物 应用 及其 研究进展
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。