污染水體生物浮床修複技術
1、技術、成熟實施案例簡介
我國的水污染問題十分嚴峻,水資源分配不均、水污染加劇成為我國水保護的兩大挑戰。據“水十條”統計,全國地表水國控斷面中,仍有9.2%的斷面喪失水體使用功能(劣Ⅴ類),24.6%的重點湖泊及水庫呈富營養态勢,不少城鎮河流、溝渠黑臭現象嚴重。水環境質量關系到區域未來的生存與發展, 改善區域水環境質量,已成為一項迫在眉睫的重要任務。
88858cc永利官网朱聯東課題組長期從事污染水體生态修複技術的研究工作,已取得多項重要科研成果。團隊掌握的關鍵技術之一人工生物浮島技術是按照自然界自身規律,運用無土栽培原理,采用現代農藝與生态工程措施綜合集成的水面無土植物栽培技術,以人工方式把水生植物或改良的陸生植物無土種植到富營養化水域水面上,通過植物根系的截留、吸收、吸附作用和物種競争相克機理、水生動物的攝食以及根部微生物的降解等作用,削減水體中的氮、磷及有害物質,達到水質淨化的目的,同時營造景觀效果。該技術在滿足受污染水體生态修複的前提下,具有投資少、運行費用低、去除率高、管理簡單方便、容易維護和具有良好抗沖擊能力的特點,具有巨大的經濟效益、生态效益和社會效益。
朱聯東課題組在浮床載體設計、植物遴選、栽培方式等方面進行了大量的試驗,試驗期間對浮床系統進行定期觀測,對生長情況(葉片狀況、根系狀況、分蘖及成活率等)進行系統記錄。經過一段時間的栽培後,通過抽樣調查的方式對栽培植物的生理、生态特征,如株高、根長、生物量等進行靜态觀察與測量,從而比較不同植物在同一水體中的生長特性;通過對植株根、莖、葉内N、P的測定,比較不同植株、不同營養器官吸收N、P的能力。發表了多篇相關的學術論文,其中發表在生态工程領域權威期刊Ecological Engineering的論文被引用119次,具有一定的影響力。在工程應用上,主持并參與完成國家星火計劃資助項目多項,其中洪湖農村生物浮島試驗項目得到了前環保部長周生賢同志及湖北省委常委張昌爾同志的現場指導,産生了較大影響。
2、關鍵技術
人工生物浮島技術是通過植物直接吸收氮、磷等營養元素和重金屬,同時利用植物根系表面的微生物去除水中的有機污染物等,達到污染水體生态修複的效果(表1)。主要原理有:
(1)植物的吸附與吸收功能;
(2)通過根系微生物降解污染物;
(3)對重金屬富集;
(4)通過根系釋放氧氣,提高水溶解氧、促進污染物的快速降解;
(5)通過收割浮床植物和捕獲魚蝦減少水中營養物質,降低水體富營養化程度。
表1 植物對氮磷吸收量及淨化水量
植物 |
氮磷吸收量/g•m-2 |
淨化水量/m3•(m-2浮床) |
||
總氮 |
總磷 |
總氮計 |
總磷計 |
|
水芹 |
2.17 |
0.167 |
4.33 |
1.67 |
滿天星 |
3.92 |
0.247 |
7.84 |
2.47 |
萬年青 |
0.51 |
0.062 |
1.03 |
0.62 |
富貴竹 |
1.72 |
0.078 |
3.44 |
0.78 |
大葉栀子 |
0.61 |
0.075 |
1.22 |
0.75 |
小葉栀子 |
0.64 |
0.071 |
1.27 |
0.71 |
垂柳 |
4.48 |
0.331 |
8.95 |
3.31 |
Ø 實施案例
武漢沙湖生物浮床
湖北洪湖生物浮床
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