沉水植物對河道圍隔水質(zhì)的原位凈化作用.pdf

1、近年來，河流湖泊水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象日益嚴(yán)重。一旦水體生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，河流湖泊就會喪失生態(tài)穩(wěn)定性和生物多樣性，自凈能力下降，水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境便會惡化。沉水植物作為河流湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對水-沉積物界面氮磷的遷移轉(zhuǎn)化起到了調(diào)控作用。其中，沉水植物種類是影響調(diào)控作用的關(guān)鍵因素。本課題依托于國家重大水專項“海河干流水環(huán)境質(zhì)量改善關(guān)鍵技術(shù)與綜合示范”課題。以天津城建大學(xué)海泰南北河道作為中試試驗現(xiàn)場，選取了適合天津本地環(huán)境生長的金魚藻、狐尾

2、藻和篦齒眼子菜，利用自行設(shè)計的沉床進行了為期3個月的圍隔試驗，考察了不同種類沉水植物的生長情況及其對圍隔沉積物中不同形態(tài)氮磷含量的影響。在此基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建多介質(zhì)（包括大氣、水、植物和沉積物）氮遷移模型，分析了狐尾藻凈化水中氮素的作用機制。主要結(jié)論如下：
　　1.圍隔試驗環(huán)境條件適合狐尾藻和篦齒眼子菜的生長，試驗開始和結(jié)束時生物量增幅分別為170％和253%，而金魚藻受到營養(yǎng)濃度的限制，試驗15天后便快速死亡。生長期間，狐尾藻和篦

3、齒眼子菜的日平均累積固氮量變化區(qū)間分別為23.3～42.1mg/(m2·d)和17.2～33.2mg/(m2·d)，日平均累積固磷量變化區(qū)間分別為4.3～5.0mg/(m2·d)和3.2～9.9mg/(m2·d)。沉水植物自身的固氮固磷量作用可作為是水體氮磷去除的一個重要途徑，通過收割沉水植物從系統(tǒng)中脫除。
　　2.試驗結(jié)束時，沉積物的總氮和總磷濃度都有所升高。沉積物、金魚藻、狐尾藻和篦齒眼子菜圍隔中沉積物的總氮濃度分別升高了10

4、.8%、15.1%、31.3%和18.0%，總磷濃度分別升高了5.3%、6.0%、15.4%和11.5%。植物圍隔沉積物中氮磷濃度要高于沉積物圍隔，并且狐尾藻圍隔的增幅最大，說明沉水植物有利于氮磷元素從水相向沉積相的轉(zhuǎn)移。
　　3.植物組圍隔沉積物中離子交換態(tài)氮最容易被利用。植物根系生長初期能促進微生物繁殖，沉積物中有機氮經(jīng)過氨化作用變成無機氮，從而增加弱酸可浸取態(tài)氮的濃度，生長旺盛期植物會快速吸收利用弱酸可浸取態(tài)氮。植物根系也會