绿狐尾藻生态湿地处理污染水体的研究评述

当前,解决我国农业农村日趋严峻的水污染问题是美丽乡村建设重中之重的任务。本文总结了近年来中国科学院亚热带农业生态研究所研发的农业农村水污染生态处理与资源化利用综合技术体系的研究进展。其中,以绿狐尾藻湿地技术为核心,重点介绍了绿狐尾藻的生理生态特征和生态竞争力,从绿狐尾藻的氮磷吸收能力及绿狐尾藻湿地系统中功能微生物群落结构特征等方面阐明了绿狐尾藻湿地中氮磷和有机污染物的主要去除机理;结合绿狐尾藻的营养特征及动物(鸡、鸭、猪等)生长试验,分析了其饲料化技术的可行性,并探讨了其肥料化和能源化等途径的发展前景;最后,对后期的研究工作包括绿狐尾藻和附生微生物的协同作用机理、绿狐尾藻湿地治理技术的集成与优化以及资源化利用设备研发等进行了展望。     

绿狐尾藻生态沟渠在低温状态下对磷的去除

为解决冬季生态沟渠磷去除效率低的问题,设置低、中、高水位下3条绿狐尾藻生态沟渠,研究不同水位下绿狐尾藻生态沟渠在低温条件下的总磷(Total phosphorus,TP)去除表现。结果表明:绿狐尾藻生态沟渠在整个冬季均有较高的除磷效果,平均TP去除率为61.9%～73.7%,且在高水位条件下,相对较高的水温和水下空间利于绿狐尾藻的生长,从而促进了TP的去除;而低水位下较高的溶氧(Dissolved oxygen,DO)浓度和根土界面利于基质对TP的吸附。根据磷质量平衡,植物吸收和沉积物吸附分别占进水TP负荷的30.27%～48.75%和18.38%～24.95%。研究表明,绿狐尾藻是一种适合种植于生态沟渠,用于磷去除的耐寒水生植物。     

绿狐尾藻区域适应性与生态竞争力研究

绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)湿地具有高效去除水体中有机物和氮磷的功能,其生物质产量高并可以作为优质畜禽饲料,是实现农业面源污染治理与氮磷污染物资源化利用有机结合的可靠途径,但对其生长适应性和生态竞争力尚缺乏研究。本研究依托我国亚热带(南方)和温带(华北)地区的11个中国科学院野外试验站开展了系列试验。结果表明:绿狐尾藻在中国亚热带地区可以良好生长并顺利越冬,但在中国北方温带地区则不能自然越冬;风浪、水深、蓝藻爆发以及香蒲(Typha orientalis)、莲(Nelumbo nucifera)、双穗雀稗(Paspalum distichum)、辣蓼(Polygonum hydropiper)、水竹叶(Murdannia triquetra)等本土水生植物竞争等多种因素均会对绿狐尾藻的正常生长产生显著抑制作用;绿狐尾藻存在非专一性天敌,主要包括斜纹夜蛾(Spodoptera litura)、造桥虫(Anomis flava)等食叶性昆虫,其主要爆发期在夏季7—8月的高温阶段。因此,从生长适应性、群落竞争力、天敌危害等方面来看,初步认为绿狐尾藻在我国大陆地区大范围自然扩张的可能性十分有限。     

狐尾藻对养殖废水的减控去污效果

[目的]研究狐尾藻对不同浓度养殖废水的净化效果,为推广新型水生植物品种在处理养殖废弃物中的应用提供参考依据.[方法]将狐尾藻投放于分别经过养殖场1、2、3、4和5级处理的废水中培养,在试验期间测量各级废水氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、固体悬浮物(SS)及化学需氧量(COD)的浓度,绘制其变化曲线,计算污染物的去除率.[结果]经1~5级处理后的养殖废水中NH4+-N、TN、TP、SS及COD浓度均呈试验前期快速下降、后期缓慢降低的变化趋势.至试验结束时,各级废水中NH4+-N的总平均去除率最高,达94.5%;TP的平均去除率相对较低,为74.6%;TN、SS和COD的总平均去除率分别为84.5%、81.3%和79.1%.[结论]狐尾藻能有效去除养殖废水中NH4+-N、TN、TP、SS及COD等污染物,改善水质环境,在治理和修复污染水体方面具有良好的应用前景.     

鲢鳙+绿狐尾藻处理的罗非鱼养殖池塘浮游植物群落特征及水质评价

[目的]了 解鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)和绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides Gaudich)组合处理对主养罗非鱼(GIFT Oreochromis niloticus)池塘浮游植物群落及其水质的影响,为评价罗非鱼...     

绿狐尾藻和空心菜对模拟池塘养殖尾水的净化效果分析

【目的】探究绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides Gaudich）和空心菜（Ipomoea aquatica Forsk）在漂浮环境培养条件下对不同氮磷水平养殖尾水的适应性及对氮磷营养的吸收和去除效果,为促进2种植物在池塘养殖尾水处理中的推广应用提供参考。【方法】以绿狐尾藻和空心菜为供试植物,设总氮（TN）和总磷（TP）浓度分别为5、10、15 mg/L和1、2、3 mg/L的低（A）、中（B）、高（C）3组模拟养殖尾水,比较2种植物在培养42 d时的生物量、氮磷累积量,以及对水体氮磷的去除能力。【结果】绿狐尾藻在A、B、C组持续生长42 d,其42 d净增生物量和氮磷累积量随生长时间延长、水体氮磷浓度增加而增加,最大值出现在C组;空心菜在A、B、C组正常生长28 d,其42 d净增生物量和氮、磷累积量随水体氮磷浓度增加而下降,最大值出现在A组。在42 d的试验期内,绿狐尾藻对水体氨氮（NH₄+-N）、TN、活性磷（SRP）和TP的去除率最高,氮磷去除效果随水体氮磷浓度增加而上升且去除氨氮能力最强,最大值出现在C组;空心菜的氮磷去除效果随水体氮磷浓度增加而降低,且28 d后植株生长和去除能力下降。植物氮磷吸收贡献率结果显示,3组模拟养殖尾水中,绿狐尾藻植物吸收的氮磷贡献率介于33.65%~99.82%,高于空心菜的2.34%~62.21%。绿狐尾藻对低、中、高氮磷水平模拟养殖尾水的适应性优于空心菜;植物吸收是绿狐尾藻去除水体氮磷的主要途径。【结论】绿狐尾藻对水体氮磷的适应范围较广,表现为喜高氮磷,对水体氮磷水平的适应能力、生长和水体净化能力优于空心菜,可用于南方池塘养殖尾水的长期净化,应用潜力优于空心菜。空心菜的生长和对水体氮磷的去除效果随水体氮磷浓度增加而降低,应用于夏秋季池塘养殖尾水处理时宜定期收割以保证净化效果。     

绿狐尾藻、凤眼莲和大薸在罗非鱼混养池塘中的应用效果分析

【目的】通过比较3种水生植物在罗非鱼（GIFT Oreochromis niloticus）混养池塘中的应用效果,探讨绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）在池塘养殖尾水处理中的应用前景,为建立罗非鱼池塘综合养殖模式提供科学依据。【方法】在主养罗非鱼、混养鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）和鳙鱼（Aristichthys nobilis）的池塘中,分别设置占池塘面积10%的绿狐尾藻、凤眼莲（Eichhornia crassipes）和大薸（Pistia stratiotes）3个浮床处理组及无植物对照组。试验初期和末期分别测定鱼类重量、植物体重量和氮磷含量,试验期内每月监测试验水体的总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（COD_Mn）及五日生化需氧量（BOD₅）,计算池塘中植株生长及氮磷移出量、鱼单位净产量、水体氮磷含量及氮磷比（N/P）,以及水体TN、TP、COD_Mn与BOD₅排放达标率和排污量,对比分析3种植物的应用效果。【结果】试验末期绿狐尾藻、凤眼莲和大薸净增生物量分别为1076.4、2278.4和3545.1 kg,单位面积氮磷移出量分别为0.37、0.23和0.35 kg;对应的池塘鱼单位净产量分别为14497.5、12857.5和11274.7 kg/ha。试验期内TN和TP变化范围分别为0.53～2.21和0.108～0.279 mg/L,3个植物浮床组水体N/P值介于4.41～12.11,适合3种试验植物生长;凤眼莲和大薸生长迅速但后期植株出现发黄腐烂现象,后期绿狐尾藻生长优于凤眼莲和大薸。绿狐尾藻、凤眼莲和大薸3个植物浮床组水体营养物质TN、TP、COD_Mn和BOD₅均达到淡水池塘养殖尾水二级排放标准,水体排污量分别为221.32、229.62和229.24 kg/ha。绿狐尾藻组池塘单位面积鱼净产量及植株氮磷移出量最高,水体排污量最小,大薸组居中,凤眼莲组较差。【结论】绿狐尾藻能在池塘环境中漂浮生长且生产和生态效果俱佳,可替代凤眼莲和大薸用于淡水鱼池塘综合养殖模式构建和养殖尾水处理。     

添加葡萄糖对绿狐尾藻与麦麸混合青贮品质的影响

以鲜质量比7∶3的绿狐尾藻和麦麸为原料混合青贮,分别添加0%、2%、4%、6%的葡萄糖,固定添加植物乳杆菌,测定混合青贮饲料的发酵品质、营养品质及有氧稳定性。结果表明：添加葡萄糖能显著(P<0.05)降低混合青贮饲料的pH值和氨态氮与总氮质量分数之比,显著(P<0.05)提高乳酸质量分数,降低丁酸质量分数,改善青贮发酵品质;显著(P<0.05)降低粗蛋白和粗纤维质量分数,且显著(P<0.05)提高相对饲用价值;当葡萄糖添加量为4%时显著(P<0.05)降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维质量分数;添加0%、2%、4%、6%葡萄糖处理的有氧稳定性分别为>360、226、>360、62 h。综合评价结果显示,鲜质量比7∶3的绿狐尾藻和麦麸混合青贮中添加2%葡萄糖,混合青贮有更好的发酵品质和营养品质及有氧稳定性。     

海南省天然橡胶加工废水综合处理及利用技术分析

海南省是我国最大的天然橡胶生产基地,而天然橡胶加工生产所排放的废水已成为污染海南生态环境的主要污染源之一,废水造成的污染严重制约着橡胶产业的发展。对天然橡胶加工废水的来源、性质与特点进行分析,阐述废水的处理现状和运用技术,探讨天然橡胶加工废水的资源化利用的必要性和发展趋势。     

三种秸秆材料处理养猪废水除磷效果及磷形态变化特征研究

利用人工湿地处理养殖场废水具有良好效果和可资源化利用的显著优势,但养殖场废水一般养分浓度过高,湿地植物难以耐受,采用适当措施降低养分浓度是生态治理的重要前提。为此选取麦秸、玉米秆、稻草三种南北方常见的农作物秸秆作为生物基质材料,建立三级生物基质处理系统,开展为期6个月的野外控制试验,以期探明生物基质处理系统对高负荷养殖废水中磷的去除效果及磷形态的变化特征。结果表明,利用秸秆材料可以有效去除高负荷养殖废水中的磷,其中总磷(TP)和溶解态无机磷(DIP)去除率平均可达40.1%和35.9%,出水TP和DIP平均浓度分别可降至54.35～62.35 mg/L和22.68～23.25 mg/L,达到绿狐尾藻生态湿地的耐受范围之内(73 mg/L)。生物基质处理系统对磷的去除主要以颗粒态磷在生物基质处理系统中的物理沉淀为主,平均占磷素总去除量的57.5%;养殖废水中DIP的去除率与水温(T)、pH值呈显著正相关(P 0.05),而与溶解氧(DO)和氧化还原电位(Eh)的相关性不显著(P 0.05)。三种秸秆基质材料对磷素的去除能力有一定差异,当磷素去除率显著下降时需要对秸秆材料进行补充,建议稻草和麦秸的补充周期为90 d,而玉米秆的补充周期为120 d。本试验对于养殖废水污染的生态治理具有重要理论价值和指导意义。     

薯类淀粉废水处理技术及资源化利用研究进展

薯类淀粉加工过程中产生的大量高浓度有机废水不仅严重污染环境,还造成了资源的巨大浪费。对薯类淀粉废水处理及其资源化利用方法进行了综述,介绍了絮凝沉淀法、生物处理法及土地处理法在薯类淀粉废水处理方面的发展和运用,及薯类淀粉废水处理资源化利用的途径。指出回收、利用废水中的有效成分不仅具有一定的经济效益,而且可有效降低废水污染负荷,减轻后续处理的压力。参48     

不同光质条件及NH4+-N、Cu2+浓度对栅藻处理沼液的影响

将筛选所得耐污能力强的栅藻作为研究对象,研究不同光质条件对栅藻处理沼液的影响,并且以实际沼液废水中NH₄⁺-N、Cu²⁺浓度为参照设置不同浓度,分别考察NH₄⁺-N、Cu²⁺对栅藻生长的影响。结果表明：在白光、蓝光、红光3种光质下,栅藻生物产率分别是0.21、0.04、0.03 g ·L^-1·d^-1,白光条件下栅藻生长相对较好。50 mg·L^-1低浓度NH₄⁺-N下栅藻生长较好,其生物产率优于BG 11培养基,分别为0.20、0.18 g·L^-1·d^-1;500、2000 mg·L^-1高浓度NH₄⁺-N下,藻细胞生长缓慢,生物产率仅为0.12、0.11 g·L^-1·d^-1。在Cu²⁺浓度分别为0.5、1.0、2.0 mg·L^-1的培养液中,藻细胞生物产率分别为0.18、0.15、0.13 g·L^-1·d^-1。一定浓度NH₄⁺-N存在下,栅藻能耐受较高的Cu²⁺浓度。