CN102838209A - 一种富营养化水体的生态修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种富营养化水体的生态修复方法，它是利用筛选的水生浮游生物作为生物修复材料，通过放养于富营养化水体后对水体中的藻类、细菌及有机悬浮物进行有效去除，然后利用鱼类或人工将该修复生物进一步转化利用，从而起到净化水体的作用。特别是对水体生物链环节已经破坏，水体生物多样性减少，藻类浮游生物、细菌及有机悬浮物即将或已经大量增加时，本技术可使其受到有效的调控，对增加水体生态环境中生物的多样性，维持水体生态系统的平衡，使NP等营养物质流向人们所需的经济产物(如鱼类、畜禽等)，降低水体中NP的含量有明显的效果。生态修复是对水体富营养化时进行有效控制，提高水体自净功能，修复水生生物链，增加水体生物多样性的一种经济性好，操作性强的重要措施。

Description

一种富营养化水体的生态修复方法
技术领域：本发明属于环境污染的修复工艺，特别是以水生生物为核心修复富营养化水体的方法。
技术背景：水体富营养化是水质极度恶化的重要标志之一，也是当今全世界水污染中的严重问题。随着工农业的发展，人民生活和工农业生产等方面产生的NP等污染物质愈来多愈多地进入水体，使水生浮游生物尤其是藻类大量繁殖，造成严重的富营养化现象并引起一系列的恶性循环，使得一些河流、池塘及水库因富营养化严重而完全丧失利用功能。河流、池塘、水库建成之后水流速度减缓，水体自净能力降低，如果不加重视，将进一步加重水体富营养化的程度，使耗资巨大的水资源难以持续利用。因此，对富营养化水体进行科学有效的修复，对于改善江河、湖泊、水库和堰塘的水质，使之化害为宝，以提高人类的生活质量及生存环境，这是人类所迫切期望的，也是加强水资源保护，保证人类可持续发展的一个重要前提。
治理水体富营养化一直是环境治理中的一个难题，国内外治理富营养化水体的技术大致可以分为两类，一是工程措施，二是生物措施，二者各有长短。工程措施投资大，能耗高，只适宜小规模小范围治理；生物措施则相反，投资少，只要方法和材料选择得当，更有利于大面积进行生态修复。世界富营养化水体在城镇周围和在水产养殖发达的湖库地区面积大、分布广。所以，采用生态措施是富营养化水体修复的更为合理更为有效的重要措施之一。
研究表明，集约化水产养殖和农田面源污是染造成水体富营养化的主要原因。大量的氮磷和有机质进入水体之后，使藻类过度繁殖，有机质增加，溶解氧减少，水体逐步丧失使用功能。在当前，要想彻底地不使用或少使用化肥，彻底地切断农业生产产生的各种面源污染物及工业与生活废水，这对于当前的生产及现有的技术来说是不可能的。重要的是要根据富营养化发生的机理及其表现，进行巧妙、科学的治理，从而形成一个有利于各项事业持续发展的良性循环。针对水体富营养化是由于NP输入过量而引起藻类大量繁殖，有机悬浮物增多，细菌含量过高等导致最后水体水质的恶化这一表现，分析其机理则是由于取食这些物质的高一级食物链生物在富营养化过程中因过度敏感而使种群数量减少和消亡，从而造成初级生产过剩所致。因此治理富营养化的技术核心就是要利用具有优良耐性和繁殖能力及捕食能力较强的水生浮游动物，修复已经被削弱或切断的生物链，重新建立水体生态系统中初级生产者(藻类)—初级消费者(浮游动物)—次级消费者(鱼类)及分解者(细菌)这一关键性食物链的生态平衡，从而使水体中的大量氮磷物质，在太阳光能的作用下，经过藻类的光合转化，通过浮游动物的传递，最终在有效地控制了水体藻类、细菌、有机悬浮物的数量、获得较好的水质的同时，使有害物质NP转化为人类所需的主要经济产品(鱼类及畜禽)。
发明内容：本发明的目的是提供一种以水生生物为核心，对富营养化水体进行有效快速生态修复的同时，增加水体生态系统生物的多样性，并给人类提供大量经济产品，且修复成本低、修复速度快，修复效果持久的方法。
本发明的实施方案是：将经过筛选的水生浮游动物(桡足类、淡水枝角类等)放养于富营养化水体中，让其在0～5周的短时间内迅速增殖，新生的动物取食并消耗水体中的藻类、细菌及有机悬浮物，使水质得到净化。当修复生物达到一定数量(2～500g/L水体)时，放养一定数量调控生物进行自动调控或人工定期取出。对于尚未发生富营养化现象但NP含量较高的水体，可先加入引发生物。
本发明生物修复材料来源广泛，价格便宜，而且工艺简单，只需对修复生物稍加繁殖即可，所建立的方法体系与使用铜制剂治理造成的高成本及二次污染和使用水生植物修复所存在的效果差时间长等已有方法有着本质上的区别。
本发明的实施例：取鲜活的水溞100-5g(鲜重)置于已经富营养化的水体100L中，7天后水溞的数量急剧增加，此时水体中的藻类、细菌及有机悬浮物大大减少，水体透明度提高，当水溞密度达到1～10g/L水时，放入2～5cm长的鲤鱼5条(5～30g)作调控生物，在不断人工加入NP模拟自然NP输入的情况下，整个系统运行2年仍保持稳定，富营养化现象没有发生；化学检测表明，水体NP含量低于富营养化发生的阈值(N、P的浓度基本维持在5mg/L及0.02mgP/L左右波动)，浓度远远低于三类水质的标准。
试验证明：这种生态修复方法对富营养化水体有较强的修复功能，修复效果较好，水中的生物多样性提高，水体水质大大改善，修复后的水体能在较长时间内保持稳定。氮磷是绿藻生长繁殖过程中需要量最大的必需营养元素，根据植物细胞吸收矿质养分的酶动力学原理及实际观察表明，当水中的氮磷浓度超过三类水质的标准时，藻类就可以吸收氮磷元素并大量生长，使水体中的氮磷物质消耗而低于三类水质的标准。藻类的生长为水溞的生长和繁殖提供了丰富的食物和氧气，而水溞的大量繁殖，又为鱼类或畜禽动物提供了优质的高蛋白饲料。因此，本方法用于治理富营养化水体将会产生重大的生态效益、社会效益和经济效益。

Claims (5)

1.一种富营养化水体的生态修复方法，它以水生浮游动物为核心，其特征在于，将经过筛选和训练的水生浮游动物，如桡足类、淡水枝角类作为下浮生物放养于富营养化水体中，让其在1～5周的短时间内迅速增殖，新生的下浮生物大量取食并消耗水体中的藻类、细菌及有机悬浮物，使水质得到净化。当修复生物达到一定数量时，放养一定数量调控生物进行自动调控或人工定期取出。对于尚未发生富营养化现象但NP含量较高的水体，可先加入引发生物进行引发，然后再加入修复生物。
2.根据权利要求1所述的生物修复方法，其特征在于，所用生态组分的搭配为：引发生物—修复生物—调控生物，其质量比为100～2000g∶10～500g∶1～50g。
3.根据权利要求1或2所述的生物修复方法，其特征在于：所说的引发生物优先选取繁殖量大、适应性强、吸收NP效率高的绿藻。
4.根据权利要求1或2所述的生物修复方法，其特征在于：所说的修复生物优先选取适应性好、繁殖量高及捕食能力强的枝角类。
5.根据权利要求1或2所述的生物修复方法，其特征在于：所说的调控生物优先选取淡水鱼类。
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