專利名稱：一種收割水生植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化草型湖泊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)收割水生植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的方法，尤其涉及在草型富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中，收割水生植物修復(fù)水體的方法。
背景技術(shù)：
水體富營(yíng)養(yǎng)化是世界性的重大環(huán)境問(wèn)題。自20世紀(jì)70年代開始，我國(guó)湖泊水體污染問(wèn)題逐漸顯露，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大量排放的生活污水和工業(yè)廢水對(duì)湖泊的污染日益嚴(yán)重，特別是廢污水中含有的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化日益加劇。迄今我國(guó)已經(jīng)或趨于富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊達(dá)90%，對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。如何對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體進(jìn)行有效調(diào)控，是我們所必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。綜合近年來(lái)水體富營(yíng)養(yǎng)化的治理主要有物理方法、化學(xué)方法及生態(tài)一生物方法。 前兩種方法代價(jià)昂貴，易造成二次污染，效果不穩(wěn)定。生態(tài)一生物修復(fù)技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展較快的一種新技術(shù)，技術(shù)成本低、處理效果好，污染物轉(zhuǎn)化后無(wú)二次污染，尤其是其中的水生植物凈化技術(shù)逐漸得到重視。水生植物凈化技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)植物的吸收、吸附作用，降解、轉(zhuǎn)化水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，繼而通過(guò)收獲植物體的形式將過(guò)量營(yíng)養(yǎng)鹽從水域系統(tǒng)中清除，從而使水體中的氮磷含量降低，減輕了水體富營(yíng)養(yǎng)化程度。因此，這種方法常?？梢赃_(dá)到標(biāo)本兼治的效果。利用水生植物凈化技術(shù)修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的工作已開展數(shù)年，國(guó)內(nèi)外已有一些工作取得了較好的效果。W0/1990/000348提出將水生植物培養(yǎng)在一種帶有生物膜的特制裝置中，并將其置于水體，以提高受污染水體的水質(zhì)。CN101164916A提出了一種利用水生漂浮植物一浮萍治理富營(yíng)養(yǎng)化水體的方法，浮萍與其混養(yǎng)的大型水生植物放養(yǎng)面積占水面的70-90%，通過(guò)吸收、吸附及生化作用凈化，去除水體中的氮、磷及其它污染物質(zhì)。 CN10114^92A公開的水上栽培植物治理富營(yíng)養(yǎng)化水體的方法，通過(guò)套種兩種不同季節(jié)的植物，利用植物發(fā)達(dá)的根系大量吸收富營(yíng)養(yǎng)化水體中的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽，通過(guò)收獲植物，將水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽帶出水體，達(dá)到修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的效果。WCV2008/0815M提出在水面上建立浮動(dòng)島嶼，綜合利用水生植物和微生物的修復(fù)功能改善富營(yíng)養(yǎng)化和受污染水體的水質(zhì)。以上利用水生植物修復(fù)技術(shù)治理富營(yíng)養(yǎng)化水體的方法多數(shù)集中于人工濕地中水生植物的選擇以及種植培養(yǎng)方式的研究，方法本身也需要采用一些工程手段來(lái)完成，耗資較大。然而在天然水體中，存在很多不可人為控制的條件，上述選擇和培養(yǎng)特定的水生植物修復(fù)水體技術(shù)的應(yīng)用有一定難度。另外，在天然草型湖泊中，水生植物蒸散發(fā)耗水是水分損失的重要組成部分，因此水生植物覆蓋水體面積的大小會(huì)通過(guò)蒸散發(fā)作用影響草型湖泊的水量，進(jìn)而影響水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的濃度及水質(zhì)狀況，已有的水生植物修復(fù)技術(shù)并沒有考慮到草型湖泊水生植物蒸散發(fā)作用對(duì)水質(zhì)的影響
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用水生植物的生物凈化特點(diǎn)，針對(duì)草型湖泊水生植物蒸散發(fā)耗水量大的特性，提出一種適時(shí)適量收割水生植物治理富營(yíng)養(yǎng)化草型湖泊的方法。一方面， 草型湖泊中固有的水生植物對(duì)水體氮磷的吸收作用可以改善水質(zhì)；另一方面，水生植物通過(guò)蒸散發(fā)耗水產(chǎn)生的濃縮效應(yīng)會(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生不利影響。因此同時(shí)考慮草型湖泊中水生植物對(duì)水質(zhì)影響的兩個(gè)特點(diǎn)，通過(guò)適時(shí)適量地收割水生植物，使草型湖泊水質(zhì)最佳。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，水生植物吸收及吸附水體中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽促進(jìn)自身的生長(zhǎng)，當(dāng)植物莖和葉氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量最大時(shí)收割植物莖葉，可以將水體中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽最大程度的帶出水體，因此，水生植物莖葉營(yíng)養(yǎng)化含量最大的時(shí)間為最佳收割時(shí)間。水生植物覆蓋水面面積大小的不同，其蒸散發(fā)作用對(duì)水質(zhì)影響也不同，觀察水生植物不同覆蓋度 (即水生植物覆蓋面積占水面面積的百分比)的條件下，水體氮磷濃度的變化情況，選擇水體中氮磷濃度最小時(shí)的覆蓋度，即為最適覆蓋度，此時(shí)水體水質(zhì)最佳。具體措施如下通過(guò)調(diào)研確定目標(biāo)區(qū)域植被生態(tài)指標(biāo)、生物量等背景數(shù)據(jù)。以此為基準(zhǔn)，通過(guò)水平收割的作業(yè)方式，調(diào)節(jié)水生植物覆蓋草型湖泊水體的面積比例，使其覆蓋度分別為20%， 40%，60%，80%，100%，其中100%為目標(biāo)區(qū)域水生植物的覆蓋度，即保持原狀。收割時(shí)間根據(jù)水生植物不同生長(zhǎng)期的吸收特征，選擇水生植物莖葉氮磷含量最大的時(shí)期為最佳收割期。根據(jù)水生植物不同覆蓋度的水質(zhì)特征，選擇水體氮磷濃度最小時(shí)水生植物的覆蓋度為最適覆蓋度，則相應(yīng)的收割量為最適合收割量。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明方法投資少，操作簡(jiǎn)單，構(gòu)建和運(yùn)行管理費(fèi)用低，效果明顯，尤其適用于天然草型富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的去除，不會(huì)造成二次污染。收割的水生植物還能在一定程度上進(jìn)行資源化利用，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。利用水生植物不僅可對(duì)污水中的氮、磷等有機(jī)污染物進(jìn)行深度吸收、凈化，同時(shí)分泌化感物質(zhì)，能夠抑制藻類繁殖，實(shí)現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化水體的生物原位修復(fù)。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明收割水生植物修復(fù)草型富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的方法如下在草型富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中，選擇5個(gè)背景條件相同的有水生植物覆蓋的水域單元， 各水域單元間相對(duì)獨(dú)立，有溝壑阻隔，不連通。通過(guò)調(diào)研，確定當(dāng)?shù)厮脖黄骄锪繛?2. 00kg/m2，水生植被平均株數(shù)100株/m2。在5月初水生植物進(jìn)入正式生長(zhǎng)期時(shí)，通過(guò)水平收割作業(yè)，調(diào)整各水域單元內(nèi)水生植物的面積，使收割水生植物的覆蓋度為20%，40%，60%， 80%，100%。此后每月1日采集各水域單元水樣及100%水生植物覆蓋度水域的水生植物樣，并測(cè)定水體及水生植物莖葉總氮，總磷含量，采樣時(shí)間包括水生植物整個(gè)生長(zhǎng)期，持續(xù)到10月1日。此期間各水域單元水生植物莖葉的氮磷含量及水體水質(zhì)情況如下表表1水生植物不同生長(zhǎng)期莖葉的氮磷含量
權(quán)利要求
1.一種收割水生植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化草型湖泊水體的方法，其特征在于利用草型湖泊中水生植物對(duì)水體氮磷的吸收及吸附作用，針對(duì)草型湖泊水生植物蒸散發(fā)耗水量大的特性，通過(guò)適時(shí)適量地收割作業(yè)，有效改善富營(yíng)養(yǎng)化草型湖泊的水質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的收割水生植物凈化富營(yíng)養(yǎng)化草型湖泊水體的方法，其特征在于收割時(shí)間根據(jù)水生植物不同生長(zhǎng)期儲(chǔ)存氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的特點(diǎn)確定在水生植物莖葉氮磷含量最大的時(shí)期，收割面積比例根據(jù)水質(zhì)狀況確定為水體氮磷濃度最小時(shí)水生植物的收割量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種收割水生植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的方法，尤其涉及在草型富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中，收割水生植物凈化水體的方法。利用水生植物的吸收、吸附作用將水體中的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽帶出水體可以改善水質(zhì)，然而草型湖泊中水生植物不同覆蓋度蒸散發(fā)耗水對(duì)水質(zhì)有一定影響。綜合考慮草型湖泊水生植物的水文生態(tài)效應(yīng)，通過(guò)適時(shí)適量的收割植物，以達(dá)到修復(fù)水體的效果。本發(fā)明方法投資少，操作簡(jiǎn)單，效果明顯，不會(huì)造成二次污染。收獲后的水生植物可以資源化利用，是一種技術(shù)可行、易于推廣的凈化草型富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的方法。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102249421SQ201110156588
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者夏星輝, 楊志峰, 王飛, 趙穎 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)