生态修复中大型水生植物的运用

生态修复中大型水生植物的运用Page2生态修复中大型水生植物的运用我国水资源概况大型水生植物在生态修复中的运用水生植物的分类水生植物的生态功能对污染物的去除机理水生植物在实际生活中的运用水生植物生态修复应用优缺点总结和展望参考文献Page3《2009中国环境状况公报》26个国控重点湖(库)中，满足Ⅱ类水质的1个；Ⅲ类的5个；Ⅳ类的6个；Ⅴ类的5个；劣Ⅴ类的9个。主要污染指标为总氮和总磷。在监测的26个湖(库)中，重度富营养的1个，占3.8%中度富营养的2个，占7.7%；轻度富营养的8个，占30.8%；其他均为中营养，占57.7%。[1]Page4创新的治理技术路线AddYourText生物—生态修复技术植物培养接种的微生物水生动物转移、转化及降解藻类大型水生植物细菌水蚤和螺蚌鱼Page5水生维管束植物高等藻类大型水生植物大型水生植物的分类大型水生植物是一个生态学范畴上的类群，是不同分类群植物通过长期适应水环境而形成的趋同性适应类型。有发达的机械组织植物个体比较高大光合作用利用水中微生物分解有机物产生的CO2和NH4+、PO43-等营养物质，并释放出O2Page6大型水生植物的四种生活型[2]生活型生长特点代表种类挺水植物根茎生于底泥中,植物体上部挺出水面芦苇、香蒲漂浮植物植物体完全漂浮于水面,具有特化的适应漂浮生活的组织结构凤眼莲、浮萍浮叶植物根茎生于底泥,叶漂浮于水面睡莲、荇菜沉水植物植物体完全沉于水气界面以下,根扎于底泥或漂浮于水中狐尾藻、金鱼藻Page7大型水生植物的生态功能净化所需的能源由光合作用提供具有美学价值，能改善景观生态环境植物可被收割和利用，创造新的价值能固定土壤或底泥中的水分，防止污染源进一步扩散为降解微生物提供了良好的栖息场所Page8污染物的去除机制去除机制植物吸收微生物降解物理化学作用富集吸附沉降Page9植物吸收环境中的重金属和一些有机物并非是植物生长所需要的，并且达到一定程度后具有毒害作用。对于此类化合物，一些植物也演化出了特定的生理机制使其脱毒。植物通常是通过螯合和区室化等作用，来耐受并吸收富集环境中的重金属，这种机制也存在于许多水生植物中。下面将列举些研究和应用较为普遍的几种大型水生植物[3]。Page10植物吸收芦苇污染物去除功能：去除BOD、氮生长特点：根系非常发达，生长速度快Page11凤眼莲生长特点：根系发达，生长速度快，分泌克藻物质富集镉、铬、铅、汞、砷、硒、铜、镍等；吸收降解酚、氰；抑制藻类生长物质。污染物去除功能：植物吸收Page12浮萍生长特点：生长速度快，分泌克藻物质污染物去除功能：富集镉、铬、铜、硒;抑制藻类生长植物吸收Page13狐尾藻生长特点：生长速度快污染物去除功能：吸收TNT、DNT等结构相近化合植物吸收Page14微生物降解微生物是净化污水的主要“执行者”，它们把有机质作为丰富的能源，将其转化为营养物质和能量。水生植物的根系常形成一个网络状的结构，并在植物根系附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境，为各种不同微生物的吸附和代谢提供了良好的生存环境，也为人工湿地污水处理系统提供了足够的分解者。植物的根系还可分泌一些有机物从而促进微生物的代谢,这样就为好氧微生物群落提供了一个适宜的生长环境,而根区以外则适于厌氧微生物群落的生存。物理化学作用富集：水生植物根系发达，能吸收富集N、P、重金属及其他污染物质，从而将这些污染物质固定在体内或土壤中，减少水体中污染物的量。Page15吸附：漂浮植物发达的根系与水体接触面积很大，能形成一道密集的过滤层，吸附水中颗粒较大的杂质。沉降：附着于根系的细菌体在进入内源生长阶段后会发生凝聚形成菌胶团，把悬浮有机物和新陈代谢产物沉降下来。Page16水生植物修复技术通过实验，国内外的研究人员已相继筛选出了一大批能够高效地去除水中各种污染物的植物，结合各种生态环境，构成不同的生态处理系统。其中，有些成熟的技术已成功地应用在许多湖泊、河流的生态修复、生态整治工程中。国内外应用较多的水生植物修复技术生态浮床技术氧化塘技术人工湿地处理技术Page17定义：按照自然规律，运用无土栽培技术，以高分子材料为载体和基质，用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。采用该技术可将原来只能在陆地种植的草本陆生植物种植到自然水域水面,并能取得与陆地种植相仿甚至更高的收获量与景观效果。原理：利用植物根系吸收水体中污染物质，同时植物根系附着的微生物降解水体中污染物，从而有效进行水体修复的技术。生态浮床技术[4]18Page19生态浮床技术典型的湿式有框浮床组成包括4个部分：浮床框体、浮床床体、浮床基质、浮床植物。1、浮床框体2、浮床床体3、浮床基质4、浮床植物Page20生态浮床技术的特点不仅产生经济效益，而且美化景观4扩大了水面植物可种植范围1采用废弃塑料泡沫板作为浮体的载体2实现污水资源化利用3生态浮床技术Page21稳定性从浮床选材和结构组合方面考虑,能抵抗一定的风浪、水流的冲击而不至于被冲坏。耐久性正确选择浮床材质，保证浮床能历经多年而不会腐烂，能重复使用。便利性设计过程中要考虑施工、运行、维护的便利性。浮床技术设计原则:生态浮床技术Page22生态浮床技术展望1、生态浮床和削减波浪设备的组合：在风浪较大的区域，如广阔的湖面，可以结合削减波浪的技术如消浪栅、消浪排等，营造局部平静的环境，缓解水流、风浪对浮床的冲击，保证浮床的稳定性。2、生态浮床和填料、曝气等技术的组合：微生物逐渐在填料上形成数量可观的生物膜，可以明显提高水体污染的去除率。浮床增加曝气过程，能提高水体溶解氧的含量，降解水体中耗氧物质。氧化塘技术氧化塘是利用塘库等水生生态系统对水体的净化作用，进行污水原位处理的工程措施。通过在池塘内种植对重金属、有机物有富集和吸收作用的植物，如水葫芦、水芹菜、香蒲等，然后定期收割，达到净化水质的目的。Page23Page24人工湿地技术[5]具有独特而复杂的净化机理,它能够利用基质-微生物-植物这个复合的生态系统,综合物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水中有害物质的去除,同时通过营养物质和水分的循环,实现废水的资源化和无害化。浮生植物系统挺水植物系统沉水植物系统湿地是介于陆地和水生环境之间的过渡带。Page25潜流人工湿地构造图Page26水生植物生态修复优缺点优点：成本低，对环境扰动小较高的环境美化价值经济效益，可获得生物和植物能源操作简单，投资少Page27水生植物生态修复优缺点植物枯枝败叶易造成营养释放，应及时收割冬季植物容易枯死，净化效果降低植物净化系统一般占地面积大水生植物会在水面屏蔽，压迫环境难以科学的筛选出抗性大的植物缺点：Page28总结与展望大型水生植物为主的污水处理系统,主要由太阳能来驱动,并且在对污水进行深度处理的同时,还可以回收资源和固定能源,加之处理过程基本不使用化学品,也不会产生有害副产物,是一种非常有潜力的“绿色”处理技术。因此,随着研究的深入和技术的不断完善,以大型水生植物为主的污水处理与水体修复技术,将会得到越来越广泛应用。Page29参考文献[1]国家环保总局.2009中国环境状况公报[R].北京:国家环保总局,2010:5.[2]种云霄,胡洪英,钱易.大型水生植物在水污染治理中的应用研究进展[J].环境污染治理技术与设备,2003,4(2):36-40.[3]颜素珠.中国水生高等植物图说.北京:科学出版社,1983[4]陈荷生，宋祥甫，邹国燕.利用生态浮床技术治理污染水体[J].中国水利，2005，（5）：50-53.[5]吴晓磊.人工湿地废水处理机理.环境科学,1995,16(3):83—8[6]严国安，李益健，唐赢中．水生植物系统对污水处理及其设计探讨[J]．环境工程，1993，11(2)：l6—24[7]宋旭,蔡继杰,丁学锋,等.富营养化水体的物理-生态修复技术发展综述[J].农业环境科学学报