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  • 城市內河水生植物脫氮除磷效果比較研究

    欄目:行業動態 發布時間:2022-12-01
    建議在河道駁岸采用間歇方式布置凈化浮島,植物主要以圓幣草和聚草為主,同時可輔以其他水生植物來強化凈化效果和景觀效應,如:黃花鳶尾、蘆葦、千屈菜等。

    氣候和水文地質特征,適于生態修復選用。此外,無論春季還是秋季,浮水植物(圓幣草和聚草)均優于挺水植物(黃花鳶尾、花葉蘆竹、蘆葦、水培冬青、千屈菜)的脫氮除磷效果;聚草和圓幣草在春季脫氮除磷效果明顯優于秋季;凈化浮島(圓幣草、聚草)、人工濕地(蘆葦、黃花鳶尾、千屈菜)和浮島式濕地(花葉蘆竹和水培冬青)三種修復技術中,凈化浮島技術的脫氮除磷效果相對較好?;谝陨辖Y論,建議在河道駁岸采用間歇方式布置凈化浮島,植物主要以圓幣草和聚草為主,同時可輔以其他水生植物來強化凈化效果和景觀效應,如:黃花鳶尾、蘆葦、千屈菜等。

    水體富營養化是我國江河、湖泊、水庫等地表水體的重要水環境問題之一,而水體中過高的氮、磷濃度是引起水體富營養化的主要原因。關于氮、磷引起的水體富營養化的生態修復研究有很多,主要有植物凈化技術、人工濕地技術、凈化浮島技術等。

    種植美人蕉輔以空心菜、旱傘草在太湖典型富營養化水域進行試驗,研究表明,通過收割植物去除的氮、磷總量遠遠超過其基礎總量,磷的最高去除量高出近40倍,水質均由原來的劣V類上升到Ⅱ類,透明度從原來的45cm增加到180cm以上。魯敏等[2]對武漢地區7種常見濕地植物(香蒲、美人蕉、燈芯草、蘆葦、菖蒲、茭白和黃花鴦尾)對生活污水的處理效果進行了研究,結果表明,停留時間為1d時,各種植物的人工濕地對CDDcr、TN、TP和濁度有明顯的去除。

    利用浮島無土栽培的方法,把人工水桶作為模擬場所,通過在桶內加入的生活污水,向桶內移植混合水生植物,研究植物對水體中TN、TP、COD等的吸收和吸附作用,結果表明混合型植物人工浮島對TN、TP、COD等污染物的去除效果比單一植物要好,COD的去除率也達到80%,對處理生活污水具有廣闊的應用前景。

    但生態修復法的應用還存在一些問題,比如不同植物對污染物的吸收和水體凈化效果差異較大,而且對于同一種植物來說,在不同的地區去除效果也明顯不同,因此要根據當地的水文地質氣候等特征選取植物。本研究選取江蘇省蘇州市某鄉鎮河道作為研究對象,基于蘇州地區的氣候條件和該河道水體污染現狀的充分認識,通過實驗室模擬實驗,篩選優勢植物及氮磷去除效果較好的修復技術,并且對篩選出的優勢植物進行春秋兩季不同季節的氮磷去除效果比較,以期為生修復工程的選擇提供參考。

    實驗方法

    1.1 水生植物的選擇

    根據植物生長能力、對氮、磷的吸附能力、耐污性,并查閱國內外相關資料,選取人工濕地(蘆葦、黃花鳶尾、千屈菜)、浮島式濕地(花葉蘆竹、水培冬青),凈化浮島(圓幣草、聚草),共計7種修復植物,進行實驗室模擬試驗。水生植物的選擇主要遵循以下幾個原則:

    (1)適應性原則,所選擇的水生植物對蘇州地區的氣候條件,水文地質特征具有較強的適應能力。

    (2)較強凈化能力原則,優先考慮對氮磷污染物去除效果較好吸附能力的。(3)耐污能力、抗蟲能力強。(4)可操作性原則,所選物種繁殖能力強,栽培容易,管理收獲方便,具有美化景觀的功能。

    1.2 修復實驗程序設計

    實驗共分為三組,包括植物篩選、評價降解效果;凈化浮島、浮島濕地、人工濕地凈化效果評價;不同季節去除量的比較。以篩選出不僅能適應蘇州地區氣候及水文地質條件,而且對氮磷污染物去除效果較好的水生植物,為生態修復工程提供實驗參考。具體方法如下:

    1.2.1 植物篩選、降解效果評價

    本實驗從該河道中取回水生植物和水樣,在高為29cm,底徑為23cm,頂面直徑為30.5cm的紅色半透明水桶放入同樣體積的水樣,并將取回的水生植物移入桶中,并用打有孔洞的白色塑料泡沫板固定。實驗設在帶有塑料棚頂的大棚下,相當于露天條件下的光照和溫度,但不會被雨淋。實驗進行30d,前兩天為適應期,第3d(零點)、第5d(初期)、第15d(中期)、第30(后期)d采集水體。 1.2.2 凈化浮島、浮島濕地、人工濕地技術凈化效果評價 從該河道取水樣及三種修復技術的代表性植物:人工濕地(蘆葦、黃花鳶尾、千屈菜)、浮島式濕地(花葉蘆竹和水培冬青)、凈化浮島(圓幣草、聚草)。分別置于長100cm,寬70cm,高80cm的水箱內進行培養,用打有孔洞的白色塑料泡沫板固定。自然光照溫度下模擬靜態實驗(避免雨水)。實驗進行30d,前十天每隔3d采樣,以后每隔5d采集水體樣品。 根據“不同植物的篩選,凈化浮島、浮島濕地、人工濕地技術凈化效果比較的”的結果,選取優勢植物,比較其春季生長旺盛期和秋季穩定期對氮磷的去除效果。

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