沉水植物對(duì)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(huì)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(huì)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(duì)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(xiàng)“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(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，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(jì)的沉床進(jìn)行了為期3個(gè)月的圍隔試驗(yàn)，考察了不同種類沉水植物的生長情況及其對(duì)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(jī)制。主要結(jié)論如下：
　　1.圍隔試驗(yàn)環(huán)境條件適合狐尾藻和篦齒眼子菜的生長，試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)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(yàn)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(gè)重要途徑，通過收割沉水植物從系統(tǒng)中脫除。
　　2.試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，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(jìn)微生物繁殖，沉積物中有機(jī)氮經(jīng)過氨化作用變成無機(jī)氮，從而增加弱酸可浸取態(tài)氮的濃度，生長旺盛期植物會(huì)快速吸收利用弱酸可浸取態(tài)氮。植物根系也會(huì)