組合生態(tài)浮床對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的凈化效果及機(jī)理研究.pdf

1、水生植物浮床是富營(yíng)養(yǎng)化水體水質(zhì)凈化的重要生態(tài)工程技術(shù)之一，具有直接充分利用水面而無(wú)需占用土地、造價(jià)低廉且運(yùn)行管理容易等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到了較為廣泛的研究與應(yīng)用。但普通生物浮床僅種植水生植物，生物要素單一，有限的生物量也制約了水質(zhì)凈化效能的進(jìn)一步提高。為提高植物浮床的水質(zhì)凈化功能，本研究構(gòu)建了一種由水生植物單元、水生動(dòng)物單元及人工介質(zhì)單元（微生物單元）組成的組合生態(tài)浮床，通過(guò)健全浮床生態(tài)系統(tǒng)，強(qiáng)化生物間協(xié)同作用，以期達(dá)到提高其水質(zhì)凈化效果的目

2、的。本研究以富營(yíng)養(yǎng)化湖泊水體為研究對(duì)象，考察組合生態(tài)浮床對(duì)水質(zhì)改善效果，并研究了組合生態(tài)浮床中3種生物單元對(duì)水質(zhì)的凈化效能和協(xié)同作用，探討組合生態(tài)浮床水質(zhì)凈化機(jī)制。通過(guò)試驗(yàn)得到了以下的結(jié)論：
　　 研究了夏秋季節(jié)兩個(gè)試驗(yàn)階段，在水體交換時(shí)間分別為5d、7d的條件下植物浮床和組合生態(tài)浮床（水生植物+水生動(dòng)物+人工介質(zhì)）對(duì)水質(zhì)的凈化效果。研究結(jié)果表明，組合型生態(tài)浮床在夏、秋季節(jié)對(duì)TN、NH4+-N、TP、CODMn、Chl-α口的去

3、除效率均明顯高于植物浮床，合理的浮床生物配置可顯著提高浮床水質(zhì)凈化效果；秋季階段兩浮床系統(tǒng)對(duì)污染物的去除效率較夏季階段呈降低趨勢(shì)，秋季水體交換時(shí)間的延長(zhǎng)不能彌補(bǔ)溫度的降低對(duì)浮床去除效果的影響，但組合生態(tài)浮床對(duì)氮、磷等污染物的去除率仍明顯高于植物浮床，組合生態(tài)浮床在一定程度上可改善植物浮床秋季污染物去除率降低的缺點(diǎn)。
　　 研究了4種不同生物配置的組合浮床（浮床A：水生植物+水生動(dòng)物，浮床B：水生植物+人工介質(zhì)，浮床C：水生動(dòng)物+

4、人工介質(zhì)，浮床D：水生植物+水生動(dòng)物+人工介質(zhì)）的氮、磷、有機(jī)物及藻類的去除效果，定量分析了組合生態(tài)浮床中水生植物單元、水生動(dòng)物單元及人工介質(zhì)單元（微生物單元）對(duì)污染物的去除率和機(jī)制，特別是對(duì)氮、磷的凈化機(jī)理。結(jié)果表明：人工介質(zhì)單元對(duì)TN、NH4+-N、TP去除的貢獻(xiàn)率分別為48.5％、55.1％和46.7％，是組合生態(tài)浮床氮、磷凈化的主體；水生植物單元對(duì)TN、TP的去除貢獻(xiàn)率為22.2％和29.7％，其中空心菜吸收作用占水生植物單元對(duì)

5、氮、磷去除量的58.5％和86.3％，可見(jiàn)，在組合型生態(tài)浮床中水生植物的吸收作用是水生植物單元去除氮、磷的重要途徑。水生動(dòng)物單元對(duì)TN、TP的去除貢獻(xiàn)率為29.0％和23.6％，其中三角帆蚌的吸收作用占水生動(dòng)物單元對(duì)氮、磷去除量的32.6％和14.1％，表明同化吸收作用并非是水生動(dòng)物單元對(duì)TN、TP的主要去處途徑。水生動(dòng)物對(duì)氮、磷的吸收量小于水生植物，然而水生動(dòng)物單元對(duì)TN的去除率（8.6％）高于水生植物單元（6.5％），對(duì)TP的去除率

6、（9.2％）和水生植物單元（11.7％）相差不多，且水生動(dòng)物單元對(duì)顆粒性氮（PN）和Chl-α的去除貢獻(xiàn)率分別為44.1％和79.1％，表明水生動(dòng)物單元三角帆蚌對(duì)氮的去除作用是通過(guò)濾食藻類等顆粒性氮、磷產(chǎn)生的，此外，水生動(dòng)物單元對(duì)組合生態(tài)浮床氮、磷去除的促進(jìn)作用主要表現(xiàn)在通過(guò)三角帆蚌的濾食、代謝作用提高了有機(jī)氮磷的無(wú)機(jī)化水平從而促進(jìn)了微生物的硝化與反硝化作用及植物對(duì)氮、磷的吸收，強(qiáng)化了組合生態(tài)浮床對(duì)氮、磷的去除。
　　 考察浮床

7、B、C、D中人工介質(zhì)上微生物富集特性，結(jié)果表明生物配置對(duì)介質(zhì)上生物量和總細(xì)菌密度影響不大；水生動(dòng)物對(duì)微生物TIC-脫氫酶活性和硝化細(xì)菌富集的影響較水生植物大，濾食性貝類三角帆蚌通過(guò)對(duì)藻類等顆粒性氮、磷的濾食及消化作用促進(jìn)了有機(jī)物、氮磷的可溶化及無(wú)機(jī)化，提高了人工介質(zhì)上微生物TTC-脫氫酶活性，促進(jìn)了人工介質(zhì)硝化細(xì)菌的增長(zhǎng)，強(qiáng)化生態(tài)浮床中人工介質(zhì)對(duì)污染物的凈化效果。
　　 綜上所述，通過(guò)在植物浮床中引入水生動(dòng)物和人工介質(zhì)（微生物）