CN101811782A - 一种利用煤渣的抑草控淤技术 - Google Patents

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崔保山
蓝艳
李夏
王耀平
牛丽霞
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Abstract

本发明的目的在于解决草型湖泊大型维管束植物过度蔓延、生物促淤作用过于强烈的问题，提供了一种改善水生植物生长水质状况、加速底泥分解的抑草控淤技术和方法。煤渣中的铁、铝、钙氧化物能够强烈吸附水体中的磷酸根，其疏松多孔的表面还有利于土著微生物的固定和生长，所形成的生物膜能有效去除水体中的有机物和氨氮，以及加速湖泊底泥的生物分解。将煤渣装于尼龙袋固定于地笼中，以便于回收，防止对湖底造成物理淤积。该发明利用我国农村地区现有资源，就地取材，简便可行，具有较强的可操作性和广泛的应用性，技术的实施不影响湖泊生态系统原有生态功能，对长期维护草型湖泊生态健康具有重要意义。

Description

一种利用煤渣的抑草控淤技术
技术领域
本发明属于环境生态学领域，具体涉及一种使用煤渣的抑草控淤技术与方法，能够经济高效的控制湖泊水生植物蔓延和减缓湖泊沼泽化进程。
背景技术
近50年来，由于自然的淤浅以及人为干扰，我国已减少了约3000个内陆湖泊，且消失的湖泊中绝大多数都是浅水草型湖泊。目前，天然湖泊萎缩退化形势仍然十分严峻，湖泊特有的生态功能不断下降，乌梁素海、东太湖、白洋淀等大型草型湖泊湿地均已进入湖泊演变的快速衰退期，湖底抬高和沼泽化趋势十分明显。人为诱导下的水生植物大量生长而导致的湖泊快速沼泽化被认为是草型湖泊的主要环境问题。在以大型水生植物响应型的草型湖泊内，各种挺水植物和沉水植物过量生长，形成了极大的初级生产力。由于缺乏必要的科学管理，大型维管束植物蔓延连片，扩展速度快，水体流动不畅，加速了沼泽化的进程；同时，植物死亡后残体沉积于湖底，生物填平作用明显，加速了底泥中有机物的累积速度，植被残体分解释放的氮、磷物质也加剧了湖泊的水环境恶化状况，给湖泊内源性营养物负荷的积累造成了严重的负担。这一系列问题直接威胁到湖泊湿地的各项生态功能，严重制约了区域环境与经济的可持续发展，因此，治理沼泽化必须对优势沼泽植被蔓延扩展进行有效的控制。
当前，国内外广泛采用机械收割和人工清淤等技术措施来减缓草型湖泊的生物促淤问题。公开号为201004818Y的新型实用专利公布了一种滚刀式的水草收割机，具有尺寸小，运行灵活，操作方便，收割效率高，无二次污染等特点。公开号为101591131A的发明专利通过向水体中投放复合菌剂对底泥中的污染物进行转移、转化及降解，促进底泥泥层底栖生物种群多元化和丰富化，使湖泊底泥污染物减少和无机化，从而起到对底泥削减的作用，具有节省人力、物力、财力，能够避免二次污染的特点。公开号为1631822A的发明专利提出了一种河道淤泥就地资源化的利用方法，这种方法在清除河道中原有植被后改种一定经济价值的水生植被类型，利用植物系统或植物-水生生物系统转化去除淤泥中的富营养化淤泥成分，通注水生生物的捕捞和水生经济作物的收获带走淤泥中的污染物成分，具有较高的经济价值。公开号为1807339A的发明专利公布了一种将受污染水体的底泥进行无害化、资源化的处理方法，该方法将河道底泥与生物污泥混合、挤压成型，在1100-1300℃条件下烧制为陶粒，具有生产成本低、工艺简单、变废为宝的优点，利于推广应用。
以上技术和方法都是基于水生植物过度蔓延以及底泥大量淤积的治理办法，而未能从根本上解决如何通过预防水生植物的过量生长以减小植物残体淤积的问题。因此，利用我国农村地区现有资源，通过物理、化学、生物联合作用来解决水体污染物浓度过高、植物蔓延过度、植物残体不易分解的生态环境问题，具有较强的可操作性和广泛的应用性。
发明内容
本发明的目的在于公布一种利用煤渣控制草型湖泊水生植物过量生长以及加速植物残体分解的技术和方法。通过改善富营养化水体的局部环境，打破优势沼泽植物连片生长的格局，控制植物的蔓延扩展趋势。我国工业和民用锅炉，以及广大农村地区烧煤取暖，每年都排出大量煤渣，成为国内年排放量和累计堆放量最大的工农业废弃物，将煤渣再利用既能够节约资源和能源，又能够实现废物再利用。该抑草控淤技术，就地取材，简便可行，经济高效，易于在广大农村地区进行推广和普及。
本发明的特征在于：煤渣中的铁、铝、钙氧化物能够吸附水体中的磷酸根离子，降低水体中的磷含量；煤渣由于其疏松多孔的表面特征，能够富集水体中的溶解氧，有利于好氧细菌和兼氧细菌的固定和繁殖，在其表面形成生物膜，有效去除水中的有机物和氨氮，同时加速底泥的生物分解；为防止煤渣沉积于湖底造成物理淤积，同时保证投加的煤渣能够与水体和底泥进行充分接触，筛分出粒径大于2mm的煤渣装于尼龙网中，然后投放于地笼中固定至湖底，便于回收再利用。该抑草控淤技术主要应用于植物生长季节，能够有效控制水生植物连片生长，减缓挺水植物向湖心扩展的趋势。且所用材料均为工农业废物，不影响湖泊原有生态功能，可应用于不同区域的草型湖泊。
本发明与以往的抑草控淤技术相比，其益处在于：着眼于植物生长阶段的控制，调控湖泊生物促淤作用。通过对植物生长环境因子的控制，从根本上解决了草型湖泊中植物过度蔓延的环境问题。同时，发明中使用的材料均为环境友好型的工农业废物，不会对湿地生态系统造成二次污染，为我国环境保护和生态建设提供了一种新的方法。
附图说明
图1为本发明的技术实施示意图
图2为使用本发明的湖泊放置示意图
其中：1、植株  2、水面  3、地笼  4、湖底
      5、内装煤渣的尼龙网袋
具体实施方式
以下详细说明本发明的原理和实施方式：
开展实地调研，在由水体富营养化引起水生植物过度生长的水域应用该技术。考察该区域的水体污染程度、沼泽化程度，同时结合历年植物覆盖面积和蔓延扩展速度，选择投放煤渣的最佳用量，以及固定地笼的最佳位置。
将煤渣装于尼龙网袋中，捆实，以防止煤渣落入湖底增加淤积量。将装有煤渣的网袋固定于废旧地笼中。通过调研，将地笼放置于需重点控制植物蔓延的区域，放置时间应为每年3月水生植物开始生长之前，地笼两端可使用竹竿固定。一方面，由于煤渣具有较大的疏松多孔的结构，有较大的比表面积，还有一定数量的碳粒和金属氧化物存在，能够有效的吸附水中的污染物质，使水质得到改善。另一方面，煤渣粗糙表面易形成生物膜，微生物生长繁殖旺盛，从而提高了微生物氧化分解水体有机物、氨氮的速率，加速了底泥中植物残体的分解。煤渣的吸附功能以及生物膜的降解性能能够在长时间内发挥作用，可对植物生长实现长期有效控制，形成全湖范围内良好的生态恢复效果。
实施例1
针对白洋淀某水域，利用本发明作为抑草控淤技术，对该淀域的水质和水生植物蔓延进行治理。该水域优势水生植物为挺水植物芦苇和香蒲，呈中度沼泽化，水深1.2-1.8m。炉渣粒径为0.2-3cm，每个尼龙网袋中装入煤渣1-2kg，每个地笼放置30个装有煤渣的布袋。于3-11月水面未结冰时使用该技术。其对水质和植物生物量控制情况见下表。
表1白洋淀地区煤渣抑草控淤技术控制效果
Figure GSA00000116571800031
实施例2
针对海河流域某湖泊，利用本发明作为抑草控淤技术，对该湖泊的水质和水生植物蔓延进行治理。该水域优势水生植物为挺水植物芦苇，呈低度沼泽化，水深1.5-2.0m。炉渣粒径为0.2-2cm，每个布袋中装入煤渣1-2kg，每个地笼放置20个装有煤渣的布袋，于3-11月水面未结冰时使用该技术。其对水质和植物生物量控制情况见下表。
表2海河流域某湖泊煤渣抑草控淤技术控制效果
Figure GSA00000116571800032

Claims (4)

1.一种利用煤渣的抑草控淤技术，其特征在于：应用于以大型水生植物过量生长为主要表征的富营养化草型湖泊，利用煤渣的吸附功能和微生物的氧化分解能力改善植物生长的水质条件和加速植物残体的分解，通过物理、化学、生物相结合的方法控制湖泊水生植物的过度蔓延和生物淤积。
2.如权利要求1所述的利用煤渣的抑草控淤技术，其特征在于：筛分出粒径大于2mm的煤渣装于尼龙网中，然后投放于地笼中固定至湖底，以便于回收。
3.如权利要求1所述的利用煤渣的抑草控淤技术，其特征在于：以水域历年的优势水生植物覆盖面积和年扩展蔓延速度为背景值，确定水生植物最低限度维持量，选择合适的煤渣投放位置，将水生植物的生长面积控制在最佳范围内。既要控制水生植物的蔓延生长，又要保证植物资源的持续开发利用。
4.如权利要求1所述的利用煤渣的抑草控淤技术，其特征在于：对控制区域的生态特征参数进行长期监测，维护湖泊生态系统的生态健康，确保系统的功能和稳定性。
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