田螺和水培蔬菜组合协同净化富营养化水体的研究.doc

田螺和蔬菜组合协同净化富营养化水体的研究报告 学生：张彤彤 指导老师：邢浩春 焦云红 1 研究背景和意义 1.1 富营养化水体的净化和修复方法 水体污染主要有有有机好氧性污染、化学毒物污染、石油污染、化学毒物污染、富营养化污染、放射性污染、治病微生物污染6种类型。而我国水体污染主要表现为“富营养化”[8]。故针对水体富营养化，我们提出了以下净化方法，包括物理净化方法、化学净化方法和生物技术净化方法。 物理方法：主要包括水动力循环循环、疏浚底泥、外源控制等[9]。通过这些方法可以减弱藻类的繁殖条件或使藻类沉淀于水体。水动力循环循环是指通过水体循环，增加水中溶解氧，使污染物质氧化速度加快，以达到净化目的。疏浚底泥是从湖岸返回湖内的水用明矾处理，去除其中的氮磷，以控制有害藻类的生长，并加深水深深度来控制其他水生植物的生长。但此法会对水底生态系统造成一定破坏，使用此法后需对底部生态系统进行修复，方法费用相对较高。外源控制是指通过严格控制工业废水和生活污水的排放，严格控制化肥农药使用量和使用时间等，来控制外源性污染，但此法不能从根本上治理污染问题[10]。 化学方法净化水体主要是通过同价化学灭藻剂来杀死藻类。但由于水中会出现耐药的藻类，因此灭藻剂的品种需频繁更替，这样对环境的污染也会不断增加，故方法有很大的弊端，不适宜长期采用[11]。 生态修复技术就是在水域中人为地建立起一个完整的生态系统，无需外在干预，整个生态系统能适应外界环境，处在原始的生态平衡状态，实现自身物质循环，保持水体的良好状态[11]。是一种投资少、效益高，发展潜力大的新兴技术。 1.2动植物及组合浮床净化水体的应用研究 生物浮床技术将水生植物或部分陆生植物固定在浮床上，通过植物根部分泌氧气和对水中氮、磷及颗粒物质的吸附过滤等机理，来净化水质和控制水体富营养化的一种新型生态修复技术[12]。传统的浮床技术只涉及植物对水体的净化和修复效果，其效果单一，而动植物组合浮床技术则增加了水生动物单元，提高了其对污染物的去除效果，具有广泛的应用前景。 研究表明，植物有助于浮床系统形成良好的溶解氧浓度梯度分布、使系统的水流流态更接近于反应器的理想推流流态以及通过根系的过滤沉积作用去污等，所以植物是浮床发挥净化作用的关键[13]。梁淑轩等[14]通过对香蒲和芦苇的试验，证明了高密度的香蒲对水质净化有更明显的净化效果。冯燕等[15]采用了香根草对富营养化水体进行试验，研究表明，单独采用浮床香根草可以去除富营养化水体氮磷，并且如果香根草与光合细菌组合后对水质净化会有更好的效果。此外杨涓等[16]的研究表明，多种植物组合能更好地对水体进行净化，因为每种水生植物各有其特点，使用生态组合能使它们互相取长补短，使之保持较为稳定的净化效果。 水生植物净化机理有3点：（1）水生植物根系发达，可吸收水中氮、磷，当水生植物被运送出水生生态系统时，被吸收的营养物质随之从水体中输出，从而净化水体[17][18]。（2）水生植物通过植株枝条的气体传输，将光合作用产生的氧气输送至根系。一部分供植物呼吸作用，一部分通过根系向根区释放扩散到周围缺氧环境中。（3）水生植物可为微生物提供栖息场所，而微生物能加速截留在根系周围的有机胶体或悬浮物的分解矿化，并且水生植物根部能够分泌促进噬磷、氮细菌生长的物质，从而间接提高净化率。 卢晓明等[19]的研究表明，河蚌、螺蛳对富营养化水体中的COD、氮、磷等有一定的去除效果。背角无齿蚌以水中的有机颗粒和浮游藻类为食物来源，且易于收集，存活率高，因此常常被运用于富营养化水体的治理中[20]。冯燕等的研究表明，鱼类与香根草的组合浮床较无鱼类的组合浮床对氮磷有更好的去除效果。国内外的实践也证明，适当养经过选择的鱼类，可以有效地控制藻类和其他水生植物繁殖[21]。李雪娟、和树庄等[22]通过对螺、蚌的研究发现，放养螺、蚌对水体中的TP、NH3-N及COD的净化效果明显，对水体生态的修复有一定的改善作用。 底栖动物净化机理有2点：（1）底栖动物可摄食绿藻、裸藻，并由此消除污染水体中的藻类、有机碎屑等污染物。（2）有学者认为贝类的存在促进了沉积物营养盐物质的矿化等化学反应进程，生物沉积作用可以减少养殖区的有机负荷和营养负荷，在一定程度上阻断了营养盐物质的循环，抑制水体的富营养化，从而起到改善和净化水质的作用[23]。 水生植物能吸收水体中的营养物质来满足植物体本身的生长发育需要，其吸收同化速率与植物的生长速度、水体营养物的质量浓度呈正相关[24]。传统的生物浮床技术主要依靠水生植物吸收氮、磷等营养物和有机物质，其作用单一。刘海洪等[25]的研究发现，在夏秋两季，三角帆蚌和空心菜组合生态浮床比普通植物浮床对NH4+-N、TN、CODMn的平均去除率有大幅度的提高李伟等[26]也在普通生物浮床的