CN106630164A - 一种富营养化水体的水生植物原位修复方法 - Google Patents

一种富营养化水体的水生植物原位修复方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106630164A
CN106630164A CN201611218179.3A CN201611218179A CN106630164A CN 106630164 A CN106630164 A CN 106630164A CN 201611218179 A CN201611218179 A CN 201611218179A CN 106630164 A CN106630164 A CN 106630164A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
plant
eutrophication
water body
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611218179.3A
Other languages
English (en)
Inventor
龚久平
杨晓霞
张伟
李必全
柴勇
刘剑飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Academy of Agricultural Sciences
Original Assignee
Chongqing Academy of Agricultural Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Academy of Agricultural Sciences filed Critical Chongqing Academy of Agricultural Sciences
Priority to CN201611218179.3A priority Critical patent/CN106630164A/zh
Publication of CN106630164A publication Critical patent/CN106630164A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C02F3/327—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae characterised by animals and plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/007—Contaminated open waterways, rivers, lakes or ponds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/22—O2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/10—Temperature conditions for biological treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/20—Prevention of biofouling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/22—Improving land use; Improving water use or availability; Controlling erosion

Abstract

本发明公开了一种富营养化水体的水生植物原位修复方法，在亚热带季风性湿润气候地区，当环境温度超过10℃时，将修复植物大薸放到在富营养化水体中进行漂浮种植，依靠水体的河岸或现有堤坝，采用竹竿围栏以防止其随意扩散，大薸在生长过程中富集水体中的氮磷，通过定期打捞大薸，间接去除水体中的氮磷富营养化物质，并将打捞获取的大薸植株资源化利用。本发明氮磷去除效果显著，打捞出的大薸植株可资源化利用，作为沼气发酵的生物质能材料、沤制农家肥的原材料和畜禽养殖饲料的原材料。

Description

一种富营养化水体的水生植物原位修复方法
技术领域
本发明涉及富营养化水体治理技术领域，具体涉及一种富营养化水体的水生植物原位修复方法。
技术背景
水体富营养化是因水体中营养物质增加，引起藻类植物等过量生长和整个水体生态平衡的改变，从而造成水体污染。水体富营养化已成为近百年来国内外水污染治理的一个难题。目前判断水体富营养化的一般标准为：氮含量超过0.2mg/L，磷含量大于0.01mg/L。
农业面源，如养殖废弃物的无组织排放、生活污水的无组织排放、农田喷洒的农药化肥等，是我国水体富营养化的主要原因。长江流域是我国淡水湖泊最集中的区域，(绝大多数为浅水湖泊)，这些地区山清水秀，是著名的鱼米之乡。然而随着近30年的经济发展，农业面源污染等因素致使广大水库湖泊不同程度的水体富营养化，水质性缺水己经严重制约了局部地方经济的可持续发展，很多村民连基本的饮水安全都得不到保障。
目前国内外针对水体富营养化的控制修复技术主要分为3大类：(1)传统的控制措施：营养盐控制，如外源性污染采取截污、污水改道等；内源性污染采取清淤挖泥、营养盐钝化、底层曝气、稀释冲刷等措施。(2)直接除藻：采用:机械打捞等方法控制藻类生长，还可采用杀草剂杀死藻类。(3)生物调控和生态恢复：以浮游动物、鱼类控制浮游植物，以水生高等植物控制水体营养盐，同时结合环境工程和生态工程，以恢复受损的生态系统。前两类主要为物理和化学方法，化学方法具有速度快、效果明显等特点，但容易造成二次污染，而物理方法往往治标不治本。第三类为生态学方法，是目前公认的未来发展潜力最为有效的方法之一。该方法通过强化自然界生物间的相互作用关系或水体本身的自净能力，最终达到恢复水质的目的。发达国家在治理水体富营养化时也多采取“高强度治污—自然生态恢复”的技术路线，即采取控制外源氮磷污染负荷并配合生态恢复的措施。
生态恢复主要是生物修复。对于富营养化水体修复而言，主要是水生植物修复。富营养化水体的水生植物修复技术相比其他修复技术具有以下优点：能有效地将水体底部不溶有机物降解为可溶有机物，尤其是含氮有机物；能抑制蓝藻及其他耗氧强的菌类与藻类的生长与繁殖，增加水中的溶氧量，提高水生生物的成活率；不向水体投放药剂，不会形成二次污染；修复成本与养护管理成本较低，不耗能或低耗能，并易创造人与自然相融合的优美环境。中国目前共有水生(含湿生)维管束植物61科，155属，共430多种，但在富营养化水体修复经常被研究的不足50种。现在普遍认可的淡水水生修复植物有凤眼莲(Eichhorniacrassipes)、多花黑麦草(Loliumperennel)、水蕹菜(又名空心菜,Ipo-moea aquaticaForsskal)、水芹(Oenanthe stolonifera Roxb.wall)、水葱(Scirpus tabernaemontani)等。但实际应用中，利用水生植物修复富营养化水体也存在以下问题：修复起效时间长，因而普及度不高；水生植物利用价值往往较低，且若不及时采收易于在水体中腐烂而导致二次污染；类似凤眼莲等水生修复植物，具有强大的氮磷富集修复能力，但因其强大的生命力且没有天敌，其在水体中过度繁殖，加上植株冬季易于越冬而难于控制，易导致生态灾难。
大薸，俗名水白菜，水莲花或大叶莲，天南星科大薸属的唯一物种，多年生浮漂性的水生草本植物，植株根系发达，生长、繁殖迅速。大薸在温度不低于10℃的地方，可以全年放养，而在冬季有霜的地方就需要保护越冬，并在春季气温升到15℃以上时拿到露天放养。因此，大薸在珠江流域可以全年放养，四季常青。长江流域则可以放养7–8个月，其余时间要保护越冬。目前有文献研究报道种植于人工模拟富营养化水体中大薸的氮磷吸收能力，但尚无利用大薸原位修复实际富营养化水体的技术案例。另外，由于大薸繁殖迅速，已经被列入我国100种最危险的入侵物种名单。因此，在应用大薸原位修复富营养化水体时，如何使其能够最大程度吸收水中营养元素，又避免成为水中侵略物种，兼顾生态安全和方便推广是目前富营养化水体修复技术的关键。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供富一种富营养化水体的水生植物原位修复方法，该方法能高效、高生态安全性地对富营养化水体进行原位修复，并取得资源高利用率。
为实现上述目的，本发明具体提供了如下的技术方案：
一种富营养化水体的水生植物原位修复方法，其特征在于，在亚热带季风性湿润气候地区，当环境温度超过10℃时，将修复植物大薸放到在富营养化水体中进行漂浮种植，依靠水体的河岸或现有堤坝，采用围栏加以固定以防止其随意扩散，大薸在生长过程中富集水体中的氮磷，通过定期打捞大薸，去除水体中的氮磷富营养化物质，并将打捞获取的大薸植株资源化利用。
进一步，所述亚热带季风性湿润气候地区的年平均气温在18℃左右，冬季最低气温平均在6-8℃。
进一步，通过分株繁殖获得大薸苗株之后进行漂浮种植。
进一步，打捞频率为水体温度>20℃时，每3天打捞1次，水体温度大于15℃小于20℃时，每5天打捞1次，打捞原有生长量的1/2到3/5。
进一步，所述资源化利用包括作为沼气发酵的生物质能材料、沤制农家肥的原材料和畜禽养殖饲料的原材料。
进一步，大薸能够富集去除氮、磷含量分别达50.05～600.89g/m2、10.10～120.32g/m2。
进一步，所述富营养化水体中总氮和总磷含量分别为1.78mg/L～16.7mg/L和0.15mg/L～12.30mg/L。
进一步，所述围栏为竹竿围栏或其他耐腐蚀材料围栏。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过利用大薸独特的生物学特性，获得富营养化水体的一种高效原位修复及其资源化利用的方法。经长期的试验研究得知，在15-35℃温度范围内，大薸的氮磷临界营养点低，其正常生长要求的氮磷浓度远低于富营养化水体中氮磷浓度，因此在富营养化水体中大薸生长势强。
(2)大薸根须发达，氮磷富集能力强，适宜于各营养级水体中生长，同时较易受到水体温度的限制：当环境温度在28℃左右时其繁殖最快，约在2～3天内其数量即增加1倍；当环境温度低于10℃时停止生长，5℃时则死亡，因此具有生态安全性的特点，值得在亚热带季风性湿润气候区大力推广应用。
(3)在养殖期内，仅利用水体边缘或堤坝与竹竿围栏漂浮种植大薸，采用竹耙定期打捞：夏季(水体温度>20℃)每3天打捞1次，秋季(水体温度大于15℃小于20℃)每5天打捞1次，可以极大地取走水体中的氮磷等污染，降低水体中的氮磷等营养盐的含量，改善水体水质，进而达到修复富营养化水体的目的，同时还能增加水体中的溶解氧有明显效果，且能有效抑制藻类生长，水质净化能力强。
(4)本发明方法管理简单，不采用浮床工艺，直接进行漂浮放养，仅利用水体边缘或堤坝简单加以围栏固定。
(5)多年种植的历史表明，无性繁殖大薸植株必须在有保护设施的环境中才能越冬保存，因此在冬季气温持续低于10℃的地区限制种植利用，不会造成外来物种入侵，其生态安全性好。
(6)采收的大薸可以作为饲料、肥料和能源的原材料，资源化利用前景广阔；美化河道、库泊等水体，兼具生态景观效果。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述。
实施例1 大薸原位修复富营养化水库
实验地点：重庆市巴南区成功桥水库：小二型水库，面积59336m2，库容32万m3，总氮和总磷主要营养盐指标含量分别为1.78mg/L和0.15mg/L，属富营养化水体。
在亚热带季风性湿润气候地区(具体特征如下：年平均气候在18℃左右，冬季最低气温平均在6-8℃)，当环境温度超过10℃时，将通过分株繁殖获得的大薸苗株，具体做法如下：将母株连根从越冬养殖水池拔出，用剪刀分割成若干小株，每一小株再次放到富营养化水体中，依靠水体的河岸或现有堤坝，采用竹竿围栏，单个修复面积小于500m2，以防止其随意扩散。
之后进行漂浮种植。在种植过程中，大薸可利用富营养化水体中的营养元素自然生长。由于植株分株生长迅速，分株量增大，易造成植株的拥挤，因此在大薸即将溢出围栏前，进行定期打捞：夏季(水体温度>20℃)每3天打捞1次，秋季(水体温度大于15℃小于20℃)每5天打捞1次，打捞工具为普通竹耙，打捞原有生长量的1/2到3/5，以防止过多的植株死亡、腐败造成二次污染。打捞出来的大薸晾晒后可资源化利用。
当水体温度低于10℃，大薸将发生烂根烂叶；低于5℃时，将自然枯萎死亡。因此，为了保存翌年的种株，可将健壮的植株移到到温度为15℃洁净水体中，进行越冬栽培。
打捞所得的大薸进晾晒后可以作为原材料投放进沼气池中，进行生物质能的资源化利用，也可以将大薸植株配以适当的清粪水和过钙进行堆肥的沤制，沤制好的堆肥作为农家肥，还可以将大薸配合添加适量的麦麸和玉米粉等其他原材料，作为畜禽养殖的饲料。
按照上述的方法，实验时间从6月上旬持续到11月末，大薸种植面积2000m2，大薸鲜样产量超过22.49kg/m2，实验结束后大薸富集去除总氮、磷分别达50.05g/m2、10.10g/m2，(计算公式如下所示)，去除效果显著。
m去除＝m大薸*A*B
m去除为每平方米大薸干样中氮或磷的质量，即大薸直接去除总氮或磷的质量，单位为g/m2
m大薸为每平方米大薸鲜重，单位为kg/m2
A为干重系数
B为实测大薸干样中总氮或磷的浓度，单位为g/kg
注：本公式中，大薸在移植到富营养化水体前，由于生物量小，其体内总氮或磷含量可忽略不计。
实施例2 大薸原位修复养鸭场废水
实验地点：巴南区界石镇某小型养鸭场废水池。该养殖场每年养鸭规模为2000-3000只，由于附近无配套的污水处理设施，养殖场场主将废水排到自家自留地挖掘的一块面积约500m2，深度约0.3m的池子里。池子中废水的总氮为16.7mg/L，总磷为12.30mg/L，溶解氧为0，该废水为严重富营养化水体。
修复时间从6月末持续到11月末，将整个废水池种满大薸。实验结束后，发现大薸产量超过114.60kg/m2。按照实施例1中计算公式，大薸直接去除总氮、磷分别约600.89g/m2、120.32g/m2。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种富营养化水体的水生植物原位修复方法，其特征在于，在亚热带季风性湿润气候地区，当环境温度超过10℃时，将修复植物大薸放到富营养化水体中进行漂浮种植，依靠水体的河岸或现有堤坝，采用围栏加以固定以防止其随意扩散，大薸在生长过程中富集水体中的氮、磷，通过定期打捞大薸去除水体中的氮、磷，并将打捞获取的大薸植株资源化利用。
2.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的水生植物原位修复方法，其特征在于，所述亚热带季风性湿润气候地区的年平均气温在18℃左右，冬季最低气温平均在6-8℃。
3.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的水生植物原位修复方法，其特征在于，通过分株繁殖获得大薸苗株之后进行漂浮种植。
4.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的水生植物原位修复方法，其特征在于，打捞频率为水体温度>20℃时，每3天打捞1次，水体温度大于15℃小于20℃时，每5天打捞1次，打捞原有生长量的1/2到3/5。
5.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的水生植物原位修复方法，其特征在于，所述资源化利用包括作为沼气发酵的生物质能材料、沤制农家肥的原材料和畜禽养殖饲料的原材料。
6.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的水生植物原位修复方法，其特征在于，大薸能够富集去除氮、磷含量分别达50.05～600.89g/m2、10.10～120.32g/m2。
7.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的水生植物原位修复方法，其特征在于，所述富营养化水体中总氮和总磷含量分别为1.78mg/L～16.7mg/L和0.15mg/L～12.30mg/L。
8.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的水生植物原位修复方法，其特征在于，所述围栏为竹竿围栏或其他耐腐蚀材料围栏。
CN201611218179.3A 2016-12-26 2016-12-26 一种富营养化水体的水生植物原位修复方法 Pending CN106630164A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611218179.3A CN106630164A (zh) 2016-12-26 2016-12-26 一种富营养化水体的水生植物原位修复方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611218179.3A CN106630164A (zh) 2016-12-26 2016-12-26 一种富营养化水体的水生植物原位修复方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106630164A true CN106630164A (zh) 2017-05-10

Family

ID=58826773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611218179.3A Pending CN106630164A (zh) 2016-12-26 2016-12-26 一种富营养化水体的水生植物原位修复方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106630164A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108178317A (zh) * 2017-12-31 2018-06-19 邱学尧 蓝藻爆发池
WO2021007639A1 (pt) * 2019-07-16 2021-01-21 De Souza Fonseca Marcus Cesar Processo de produção de farelo de macrófitas aquáticas para alimentação animal e farelo de macrófitas aquáticas obtido

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU925876A1 (ru) * 1980-10-15 1982-05-07 Институт Микробиологии Ан Узсср Способ биологической очистки сточных вод
CN102531183A (zh) * 2012-01-04 2012-07-04 上海海洋大学 一种用漂浮植物治理淡水网箱养鱼区富营养化的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU925876A1 (ru) * 1980-10-15 1982-05-07 Институт Микробиологии Ан Узсср Способ биологической очистки сточных вод
CN102531183A (zh) * 2012-01-04 2012-07-04 上海海洋大学 一种用漂浮植物治理淡水网箱养鱼区富营养化的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108178317A (zh) * 2017-12-31 2018-06-19 邱学尧 蓝藻爆发池
WO2021007639A1 (pt) * 2019-07-16 2021-01-21 De Souza Fonseca Marcus Cesar Processo de produção de farelo de macrófitas aquáticas para alimentação animal e farelo de macrófitas aquáticas obtido

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102227987B (zh) 红树植物的淡水种植方法
CN109879447A (zh) 景观湖水生态系统的构建方法
Gengmao et al. Use of saline aquaculture wastewater to irrigate salt-tolerant Jerusalem artichoke and sunflower in semiarid coastal zones of China
CN103828509B (zh) 一种土壤改良方法
CN108455787A (zh) 一种基于生态沟渠塘农业湿地的污水处理方法
CN109892232A (zh) 复合种养殖系统及其在规模化畜禽养殖粪污处理中的应用
CN104743675A (zh) 水深调节控制沉水植物生长治理湖泊富营养化的方法
CN107052041A (zh) 一种利用人工生态系统高效修复受污染湿地的方法
CN107265646A (zh) 一种控制城市景观水体蓝藻水华爆发的方法
CN101525201A (zh) 用西洋菜净化养猪废水的方法
CN101156562A (zh) 中国林蛙室内高效人工越冬养殖方法
CN107243504A (zh) 一种闭环式垃圾消纳修复盐碱地沙化地及垃圾场同位修复的方法
CN107651754B (zh) 一种修复富营养水体的复合生态系统构建方法及人工礁石
CN104386896B (zh) 一种养殖污水净化处理方法
CN106630164A (zh) 一种富营养化水体的水生植物原位修复方法
CN104550219B (zh) 一种粉垄暗沟系统设置修复被污染土壤方法
Jahantigh et al. Utilization of contour furrow and pitting techniques on desert rangelands: Evaluation of runoff, sediment, soil water content and vegetation cover
CN109430120B (zh) 红树林区利用海水养殖废水养殖大弹涂鱼方法
CN103262732B (zh) 一种采用风干污泥提高草坪草植物保护酶活性的方法
CN105272480A (zh) 一种湿地植物有机肥及其制备方法
CN105254429A (zh) 一种枧木专用肥及其制备方法
CN102515901B (zh) 利用城市污水处理厂污泥作为林业土壤基质的方法
CN105461068B (zh) 一种生物浮岛及带有生物浮岛的湿地水体修复系统
CN104261973A (zh) 蚬木扦插苗快速生长的培育基质及其制备方法
CN108124802B (zh) 一种盐沼湿地ⅲ期仔蟹生态培育成1龄蟹种的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170510