上海市典型富营养化农村河道里塘河生态修复技术研究

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 10次 | 上传用户:yanwuhui
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本文在总结前人研究成果的基础上,针对上海市农村河道富营养化程度的特点,研究了可调式沉水植物网床以及沉水植物分别与食藻虫和滤食性贝类三角帆蚌相结合在治理上海市富营养化农村河道中的应用模式以及净化效果。通过大量的室内试验和现场工程试验,得出以下结论:(1)2009年7月至2010年5月对上海市农村河道进行调查,所有被调查的河道均已经达到富营养化状态,16条农村河道的4项主要水质指标中几乎无I类水。其秋冬季超过90%的河道的总氮含量处于劣Ⅴ类水水质状态,夏季也有83.33%处在这个水平;总磷含量呈现劣Ⅴ类水的河道也在冬季明显较多,达到81.25%,夏季次之为58.33%,而秋季大约有56.25%的河道的总磷含量处在Ⅲ类水状态;氨氮含量在春冬分别有56.25%和62.5%的河道处在劣Ⅴ类状态,但夏季有75%的河道的氨氮处在三类或Ⅱ类状态;这些河道的高锰酸盐指数全年基本处于Ⅳ类水状态。调查还发现同一河道在一年中的盐度也是有变化的,冬季河水的盐度相对较高,最高能达到1.6。科学的分析水体污染状况,采取相应措施加强对农村河道的管理,控制水体的进一步恶化已经到了刻不容缓的地步。(2)沉水植物狐尾藻和伊乐藻与三角帆蚌的室内试验和室外围隔试验发现,沉水植物狐尾藻和伊乐藻都有较好的去除氮磷的效果,围隔试验和室内试验的结果总趋势相同,但是结果不完全相同。狐尾藻的栽培密度不宜过高,过高会使得植株体腐烂,反而会释放富营养化物质,使得水体水质比原先更加差,在流动性差的水体中狐尾藻密度200g/㎡比较适宜。伊乐藻比较轻,在生态修复上应用比较方便,而且易于成活。围隔试验表明,沉水植物的多少与水体中氮磷的去除有正相关性;因受围隔大小的限制,随着时间的推移沉水植物的生长速率呈降低的趋势;三角帆蚌能够较好的去除水体中浮游植物和叶绿素。(3)2010年3月用食藻虫引导沉水植物生态修复工程技术对上海市临港新城果园镇里塘河道富营养化水体进行了工程治理和生态修复,选取河段500m,河宽20m,水深平均3.5m。为了保持食藻虫在治理河段水体中的密度,在河道两端采用筛绢网帘拦截,治理河段共投入4kg食藻虫,立即采用抛秧法在治理河段近岸3m处种植400kg,其密度为135g/m2;南岸采用扦插法栽培苦草四行约30,000株,其密度为100株/m2。结果表面:在生态修复工程2-3个月后,苦草伊乐藻逐步形成水下植被,覆盖率高达40%。每月水质跟踪检测结果表明:化学需氧量(CODMn)、总氮(TN)和总磷(TP)在最低时分别比1月份下降了60.67%、85.36%和88.74%;修复过程中11月份水质最好:氨氮平均为0.088mg/L,亚硝态氮平均0.024mg/L,叶绿素a平均5.31mg/m3。试验期间,修复区水体TN、TP、NO2-N、NH4-N和CODMn显著低于对照区,水体透明度(SD)平均在150~180cm,水质达到国家Ⅱ~Ⅲ类地表水水质标准。因此,食藻虫与苦草和伊乐藻结合的生态修复方法是河道治理的一条有效途径,该修复工程的成功实施也为其他生态修复工程提供了技术支持。(4)水生植物作为水生态系统的主要初级生产者之一,通过调节网床深度或者通过水花生等耐浊植物拦截泥沙来使水体中沉水植物成活可有效降低成本,提高水体中溶氧,逐步形成水下植被,恢复水生态平衡。可调式沉水植物网床技术对河道水质有明显的改善作用。试验前期水体氮磷含量出现陡然下降态势;中期氮磷含量下降较为平缓,去除速率相对较低;末期氮磷含量不再呈现下降趋势,呈现新的稳定态势。从去除速率和去除量可以看出,氮的去除速率和水体中本身含有的氮含量有关,水体自身含氮磷量越高,其反应速率越快,去除速率越高。水花生对于泥沙等悬浮物的拦截有良好的作用,水花生拦截和沉水植物网床相结合的技术对于高泥沙高悬浮物的污染河道修复有良好的效果。
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