CN115504631A - 一种入侵植物的清理方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种入侵植物的清理方法及应用，清理方法包括人工挖除、微生物处理、微气泡发生，本发明各个步骤协同作用，能有效降解总有机碳、净化总磷和溶解性磷，利用微气泡磁化水通过电子传输抑制入侵植物细胞的活性，通过调节不同磁场参数，水体中传导电流能力明显下降，使用复合微生物菌剂并调节各菌种的比例，抑制入侵植物细胞繁殖生长，达到较好的清理效果。

Description

一种入侵植物的清理方法及应用
技术领域
本发明涉及水环境治理领域，特别涉及一种入侵植物的清理方法及应用。
背景技术
外来入侵植物不仅对生物多样性造成很大的影响，而且对生态平衡产生很多危害，如水葫芦、黄顶菊、空心莲子草、薇甘菊等，入侵植物对农林、水域造成严重的破坏，改变当地水体生态系统物理、化学环境，进而影响水体生态系统的生物多样性，并且使水体出现富营养化现象，出现藻类大量繁殖，形成水华，即淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象。富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡，尸体腐烂又造成二次污染，使水体中生物耗氧量和化学耗氧量升高，水生态平衡遭到破坏，给养殖户带来巨大经济损失。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种入侵植物的清理方法及应用，解决上述问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种入侵植物的清理方法：包括以下步骤：
S1、人工挖除：先将待治理区域中的植物打捞，再使用捞网打捞过滤，去除水体中大体积颗粒物；先通过人工打捞，物理防除入侵植物；
S2、微生物处理：再投入复合微生物菌剂，投入量为3-8mg/m3。
S3、微气泡发生：在区域水底垂直面设置潜水式微气泡发生器，潜水式微气泡发生器为CAF涡凹曝气机，微气泡发生器四周设有多极永磁式磁铁进行磁化，将待治理区域水体进行微气泡发生，微气泡直径为10-100nm，对磁化后的水体进行曝气充氧，使水体的溶解氧浓度维持在18-22mg/L；设置多级永磁式磁铁在一定强度的磁场中把水高速旋转使得水中金属元素电分离，同时把空气和水混合粉碎成微气泡磁化水，通过磁化水产生的生物磁效应抑制入侵植物细胞的活性，阻止入侵植物的生长、代谢和繁殖，从而抑制水体中的浮游植物数量；同时也能抑制细菌的繁殖，降低入侵植物二次爆发的机会；另外，曝气充氧能使得水体处于好氧环境，在好氧环境下为入侵植物细胞的降解提供氧气，避免腐败造成水体亏氧。
进一步的，所述捞网的网眼对角拉直2.3-2.8cm。
进一步的，所述S2中的复合微生物菌剂为质量比1～3:1～2:5的芽孢杆菌、解磷菌、反硝化细菌；使用复合微生物菌剂并调节各菌种的比例，在治理水域中投放复合微生物菌剂作为优势菌种，能够综合利用水体中营养物质，减少水体富营养化，掠夺营养物质，抑制有害菌生长，从而也能使得水体达到净化的作用；
进一步的，所述芽孢杆菌的活菌量为1～5×105cfu/mL，解磷菌的活菌量为 8～10×105cfu/mL，反硝化细菌的活菌量为2～6×105cfu/mL。
进一步的，所述芽孢杆菌为蜡样芽孢杆菌，所述解磷菌为丁香假单胞菌或硅酸盐细菌，反硝化细菌为萤气极毛杆菌。
进一步的，所述S3的进行三次微气泡发生，每级间隔时间12-20h。
进一步的，所述三次微气泡发生中第一次的磁场强度为450-550mT，磁化时间20-30min；第二次磁化磁场强度为500-800mT，磁化时间为38-50min；第三次磁化磁场强度为900-1200mT，磁化时间为15-20min。
进一步的，入侵植物的清理方法在治理水体中水葫芦、黄顶菊、空心莲子草、薇甘菊的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明各个步骤协同作用，能有效降解总有机碳、净化总磷和溶解性磷，水体中传导电流能力明显下降，抑制入侵植物细胞繁殖生长，达到较好的清理效果；使用复合微生物菌剂并调节各菌种的比例，在治理水域中投放复合微生物菌剂作为优势菌种，能够综合利用水体中营养物质，减少水体富营养化，掠夺营养物质，抑制有害菌生长，从而也能使得水体达到净化的作用；设置多级永磁式磁铁在一定强度的磁场中把水高速旋转使得水中金属元素电分离，利用微气泡磁化水通过电子传输抑制入侵植物细胞的活性，通过调节不同磁场参数，可直接影响入侵植物光合作用系统，导致藻细胞活性下降，同时磁化水会对入侵植物细胞分裂产生抑制作用，降低入侵植物二次爆发的机会，以达到水体中入侵植物的清除效果。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种入侵植物的清理方法：包括以下步骤：
S1、人工挖除：先将待治理区域中的植物打捞，再使用捞网打捞过滤，捞网的网眼对角拉直2.3-2.8cm，去除水体中大体积颗粒物；先通过人工打捞，物理防除入侵植物；
S2、微生物处理：再投入复合微生物菌剂，复合微生物菌剂为质量比1:1:5 的蜡样芽孢杆菌、丁香假单胞菌、萤气极毛杆菌，投入量为3mg/m3，限定蜡样芽孢杆菌的活菌量为1×105cfu/mL，丁香假单胞菌的活菌量为8×105cfu/mL，萤气极毛杆菌的活菌量为2×105cfu/mL；
S3、微气泡发生：在区域水底垂直面设置潜水式微气泡发生器，潜水式微气泡发生器为CAF涡凹曝气机，微气泡发生器四周设有多极永磁式磁铁进行磁化，将待治理区域水体进行三次微气泡发生，每级间隔时间12h，微气泡直径为 10nm，三次微气泡发生中第一次的磁场强度为450mT，磁化时间20min；第二次磁化磁场强度为500mT，磁化时间为38min；第三次磁化磁场强度为900mT，磁化时间为15min，对磁化后的水体进行曝气充氧，使水体的溶解氧浓度维持在 18mg/L。
实施例2
一种入侵植物的清理方法：包括以下步骤：
S1、人工挖除：先将待治理区域中的植物打捞，再使用捞网打捞过滤，捞网的网眼对角拉直2.3-2.8cm，去除水体中大体积颗粒物；先通过人工打捞，物理防除入侵植物；
S2、微生物处理：再投入复合微生物菌剂，复合微生物菌剂为质量比3:2:5 的蜡样芽孢杆菌、丁香假单胞菌、萤气极毛杆菌，投入量为3-8mg/m3，限定蜡样芽孢杆菌的活菌量为5×105cfu/mL，丁香假单胞菌的活菌量为10×105cfu/mL，萤气极毛杆菌的活菌量为6×105cfu/mL；
S3、微气泡发生：在区域水底垂直面设置潜水式微气泡发生器，潜水式微气泡发生器为CAF涡凹曝气机，微气泡发生器四周设有多极永磁式磁铁进行磁化，将待治理区域水体进行三次微气泡发生，每级间隔时间20h，微气泡直径为 100nm，三次微气泡发生中第一次的磁场强度为550mT，磁化时间30min；第二次磁化磁场强度为800mT，磁化时间为50min；第三次磁化磁场强度为1200mT，磁化时间为20min，对磁化后的水体进行曝气充氧，使水体的溶解氧浓度维持在 22mg/L。
实施例3
一种入侵植物的清理方法：包括以下步骤：
S1、人工挖除：先将待治理区域中的植物打捞，再使用捞网打捞过滤，捞网的网眼对角拉直2.3-2.8cm，去除水体中大体积颗粒物；先通过人工打捞，物理防除入侵植物；
S2、微生物处理：再投入复合微生物菌剂，复合微生物菌剂为质量比2:1.5:5 的蜡样芽孢杆菌、丁香假单胞菌、萤气极毛杆菌，投入量为5mg/m3，限定蜡样芽孢杆菌的活菌量为3×105cfu/mL，丁香假单胞菌的活菌量为9×105cfu/mL，萤气极毛杆菌的活菌量为4×105cfu/mL；
S3、微气泡发生：在区域水底垂直面设置潜水式微气泡发生器，潜水式微气泡发生器为CAF涡凹曝气机，微气泡发生器四周设有多极永磁式磁铁进行磁化，将待治理区域水体进行三次微气泡发生，每级间隔时间16h，微气泡直径为50nm，三次微气泡发生中第一次的磁场强度为500mT，磁化时间25min；第二次磁化磁场强度为700mT，磁化时间为42min；第三次磁化磁场强度为1000mT，磁化时间为17min，对磁化后的水体进行曝气充氧，使水体的溶解氧浓度维持在 20mg/L。
实施例4
本实施例与实施例3的区别在于，复合微生物菌剂为质量比1:3:1的蜡样芽孢杆菌、丁香假单胞菌、萤气极毛杆菌，具体为一种入侵植物的清理方法：包括以下步骤：
S1、人工挖除：先将待治理区域中的植物打捞，再使用捞网打捞过滤，捞网的网眼对角拉直2.3-2.8cm，去除水体中大体积颗粒物；先通过人工打捞，物理防除入侵植物；
S2、微生物处理：再投入复合微生物菌剂，复合微生物菌剂为质量比1:3:1 的蜡样芽孢杆菌、丁香假单胞菌、萤气极毛杆菌，投入量为5mg/m3，限定蜡样芽孢杆菌的活菌量为3×105cfu/mL，丁香假单胞菌的活菌量为9×105cfu/mL，萤气极毛杆菌的活菌量为4×105cfu/mL；
S3、微气泡发生：在区域水底垂直面设置潜水式微气泡发生器，潜水式微气泡发生器为CAF涡凹曝气机，微气泡发生器四周设有多极永磁式磁铁进行磁化，将待治理区域水体进行三次微气泡发生，每级间隔时间16h，微气泡直径为 50nm，三次微气泡发生中第一次的磁场强度为450-550mT，磁化时间25min；第二次磁化磁场强度为700mT，磁化时间为42min；第三次磁化磁场强度为 1000mT，磁化时间为17min，对磁化后的水体进行曝气充氧，使水体的溶解氧浓度维持在20mg/L。
实施例5
本实施例与实施例3的区别在于，微气泡发生经一次处理，具体为一种入侵植物的清理方法：包括以下步骤：
S1、人工挖除：先将待治理区域中的植物打捞，再使用捞网打捞过滤，捞网的网眼对角拉直2.3-2.8cm，去除水体中大体积颗粒物；先通过人工打捞，物理防除入侵植物；
S2、微生物处理：再投入复合微生物菌剂，复合微生物菌剂为质量比2:1.5:5 的蜡样芽孢杆菌、丁香假单胞菌、萤气极毛杆菌，投入量为5mg/m3，限定蜡样芽孢杆菌的活菌量为3×105cfu/mL，丁香假单胞菌的活菌量为9×105cfu/mL，萤气极毛杆菌的活菌量为4×105cfu/mL。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于，未进行微气泡发生，具体为一种入侵植物的清理方法：包括以下步骤：
S1、人工挖除：先将待治理区域中的植物打捞，再使用捞网打捞过滤，捞网的网眼对角拉直2.3-2.8cm，去除水体中大体积颗粒物；先通过人工打捞，物理防除入侵植物；
S2、微生物处理：再投入复合微生物菌剂，复合微生物菌剂为质量比2:1.5:5 的蜡样芽孢杆菌、丁香假单胞菌、萤气极毛杆菌，投入量为5mg/m3，限定蜡样芽孢杆菌的活菌量为3×105cfu/mL，丁香假单胞菌的活菌量为9×105cfu/mL，萤气极毛杆菌的活菌量为4×105cfu/mL；
S3、微气泡发生：在区域水底垂直面设置潜水式微气泡发生器，潜水式微气泡发生器为CAF涡凹曝气机，微气泡发生器四周设有多极永磁式磁铁进行磁化，将待治理区域水体进行三次微气泡发生，每级间隔时间16h，微气泡直径为 50nm，三次微气泡发生中第一次的磁场强度为500mT，磁化时间25min；第二次磁化磁场强度为700mT，磁化时间为42min；第三次磁化磁场强度为1000mT，磁化时间为17min，对磁化后的水体进行曝气充氧，使水体的溶解氧浓度维持在 20mg/L。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于，微气泡发生器四周未设有多极永磁式磁铁进行磁化，具体为一种入侵植物的清理方法：包括以下步骤：
S1、人工挖除：先将待治理区域中的植物打捞，再使用捞网打捞过滤，捞网的网眼对角拉直2.3-2.8cm，去除水体中大体积颗粒物；先通过人工打捞，物理防除入侵植物；
S2、微生物处理：再投入复合微生物菌剂，复合微生物菌剂为质量比2:1.5:5 的蜡样芽孢杆菌、丁香假单胞菌、萤气极毛杆菌，投入量为5mg/m3，限定蜡样芽孢杆菌的活菌量为3×105cfu/mL，丁香假单胞菌的活菌量为9×105cfu/mL，萤气极毛杆菌的活菌量为4×105cfu/mL；
S3、微气泡发生：在区域水底垂直面设置潜水式微气泡发生器，潜水式微气泡发生器为CAF涡凹曝气机，将待治理区域水体进行三次微气泡发生，每级间隔时间16h，微气泡直径为50nm，对处理后的水体进行曝气充氧，使水体的溶解氧浓度维持在20mg/L。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于，复合微生物菌剂为质量比2:1.5:5的芽孢杆菌、乳酸菌、光合细菌；具体为一种入侵植物的清理方法：包括以下步骤：
S1、人工挖除：先将待治理区域中的植物打捞，再使用捞网打捞过滤，捞网的网眼对角拉直2.3-2.8cm，去除水体中大体积颗粒物；先通过人工打捞，物理防除入侵植物；
S2、微生物处理：再投入复合微生物菌剂，复合微生物菌剂为质量比2:1.5:5 的芽孢杆菌、乳酸菌、光合细菌，投入量为5mg/m3，限定芽孢杆菌的活菌量为 3×105cfu/mL，乳酸菌的活菌量为9×105cfu/mL，光合细菌的活菌量为 4×105cfu/mL；
S3、微气泡发生：在区域水底垂直面设置潜水式微气泡发生器，潜水式微气泡发生器为CAF涡凹曝气机，微气泡发生器四周设有多极永磁式磁铁进行磁化，将待治理区域水体进行三次微气泡发生，每级间隔时间16h，微气泡直径为 50nm，三次微气泡发生中第一次的磁场强度为500mT，磁化时间25min；第二次磁化磁场强度为700mT，磁化时间为42min；第三次磁化磁场强度为1000mT，磁化时间为17min，对磁化后的水体进行曝气充氧，使水体的溶解氧浓度维持在 20mg/L。
一、试验方法
采取上述实施例1～5和对比例1～3的方法对富有入侵植物(水葫芦、黄顶菊、空心莲子草、薇甘菊)的水域进行测试，分割为8块试验水域，一个月后测定其水域中入侵植物的清理效果，观察水体浊度情况，测定项目为水样中总有机碳(TOC)、总磷(TP)、溶解性磷(DP)的指标净化效果，比较电导率 (COND)、藻密度、叶绿素a(Chla)的变化趋势，按照《水和废水检测分析方法》中的方法测定，其中使用分光光度计、总有机碳分析仪、水质测量仪。
试验地点：海南省海口市秀英区，
试验时间：2022年6月15日-2022年7月15日，
试验气温：30-38℃，适于水体植物生长；
试验水域清理前测定其水体ρ(TOC)为45.82mg/L、ρ(TP)为1.58mg/L、ρ(DP)为20.12mg/L、藻密度为1.8×106cells/L、叶绿素a为18μg/L、电导率 335μs/cm，测定结果如下表：
Figure BDA0003888847930000081
由上述测定结果可知，本发明各个步骤协同作用，能有效降解总有机碳、净化总磷和溶解性磷，水体中传导电流能力明显下降，抑制入侵植物细胞繁殖生长，达到较好的清理效果；
实施例1-5和对比例1比较，进行微气泡发生处理能够把空气和水混合粉碎成微气泡磁化水，抑制入侵植物细胞的活性，减少入侵植物生长繁衍从而使水体中小分子有机物被微生物的好氧分解，有效降解总有机碳、总磷、溶解性磷的含量；
实施例1-5和对比例2比较，说明在微气泡发生装置中设置磁铁将空气和水制成的微气泡磁化水对各富营养化物质降解速率较快，且对藻类有较好的抑制作用；
实施例1-5和对比例3比较可知对通过复合微生物菌剂中各菌种的活性对其吸收、吸附、截留的方式去除总有机碳、总磷、溶解性磷，能够维持水体生态平衡，使入侵植物繁殖量少于死亡量，藻密度下降，叶绿素a减少，死亡的植物经分解将营养物质释放回水体，再经粉碎成微气泡磁化水进行分解；
实施例1-3和实施例4比较，复合微生物在特定的比例下能较好的改变水体细菌的多样性，促进入侵植物的清理；
实施例1-3和实施例5比较，经三次微气泡发生，能较好的使水体在磁场的作用下发生改变，通过调节不同磁场参数，可直接影响入侵植物光合作用系统，导致藻细胞活性下降，同时磁化水会对入侵植物细胞分裂产生抑制作用，从而抑制藻类生长。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种入侵植物的清理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、人工挖除：先将待治理区域中的植物打捞，再使用捞网打捞过滤，去除水体中大体积颗粒物；
S2、微生物处理：再投入复合微生物菌剂，投入量为3-8mg/m3。
S3、微气泡发生：在区域水底垂直面设置潜水式微气泡发生器，微气泡发生器四周设有多极永磁式磁铁进行磁化，将待治理区域水体进行微气泡发生，微气泡直径为10-100nm，对磁化后的水体进行曝气充氧，使水体的溶解氧浓度维持在18-22mg/L。
2.如权利要求1所述的一种入侵植物的清理方法，其特征在于：所述捞网的网眼对角拉直2.3-2.8cm。
3.如权利要求1所述的一种入侵植物的清理方法，其特征在于：所述S2中的复合微生物菌剂为质量比1～3:1～2:5的芽孢杆菌、解磷菌、反硝化细菌。
4.如权利要求3所述的一种入侵植物的清理方法，其特征在于：所述芽孢杆菌的活菌量为1～5×105cfu/mL，解磷菌的活菌量为8～10×105cfu/mL，反硝化细菌的活菌量为2～6×105cfu/mL。
5.如权利要求3或4所述的一种入侵植物的清理方法，其特征在于：所述芽孢杆菌为蜡样芽孢杆菌，所述解磷菌为丁香假单胞菌或硅酸盐细菌，反硝化细菌为萤气极毛杆菌。
6.如权利要求1所述的一种入侵植物的清理方法，其特征在于：所述S3的进行三次微气泡发生，每级间隔时间12-20h。
7.如权利要求6所述的一种入侵植物的清理方法，其特征在于：所述三次微气泡发生中第一次的磁场强度为450-550mT，磁化时间20-30min；第二次磁化磁场强度为500-800mT，磁化时间为38-50min；第三次磁化磁场强度为900-1200mT，磁化时间为15-20min。
8.一种如权利要求1、2、3、4、6、7和8中任一项所述入侵植物的清理方法在治理水体中水葫芦、黄顶菊、空心莲子草、薇甘菊的应用。
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