江灘人工濕地植物對泥沙及污染物的去除機理及應用研究.pdf

1、生態(tài)修復是當今國內外研究的熱點問題，修復退化生態(tài)系統(tǒng)、改善環(huán)境質量的研究與實踐已經逐步得到廣泛重視。針對江灘濕地生態(tài)退化和環(huán)境狀況特點，研究江灘濕地主要環(huán)境因子對濕地植物恢復重建的影響、濕地植物恢復重建后的環(huán)境效應等，為江灘濕地的修復、環(huán)境質量的改善提供依據。論文主要開展了以下幾個方面的研究： (1)通過模擬試驗研究了底質水分含量、水位、泥沙淤積、泥沙附著、水體濁度等對濕地植物生長發(fā)育的影響。結果表明，①濕地植物萌發(fā)與底質水分含

2、量顯著正相關。在無淹水基質上，土壤水分含量越低，菖蒲萌發(fā)率越低，土壤水分含量10％時，萌發(fā)率僅32.5％，幼苗平均高度19.0cm，為飽和水分條件下的1/3。淹水程度對菖蒲萌發(fā)影響顯著，菖蒲在淹水深度120cm時最終萌發(fā)率僅為35％。中度(0.35％TOC)有機質含量可能是沉水植物生長的有利條件。②菹草石芽上淤積的泥沙雖不影響最終萌發(fā)率，但延遲萌發(fā)時間，對單株平均生物量影響較明顯，實驗105天，無淤積菹草單株生物量是淤積厚度5.0cm菹

3、草的2.7倍。③泥沙附著可導致沉水植物衰亡，沉水植物在泥沙附著情況下啟動應急保護機制，如丙二醛(MDA)含量、過氧化物酶(SOD)活性及超氧化物歧化酶(POD)活性增加，以進行自我保護。④水體濁度不影響菹草石芽萌發(fā)，但延遲石芽萌發(fā)速率，同時，高濁度明顯抑制苦草成株的生長及光合產能效率，對苦草光合系統(tǒng)PSII造成較大損傷，最終影響其恢復重建。 (2)在可控條件下構建了由挺水、浮葉及沉水植物組成的鑲嵌組合群落，并初步研究其對水體懸浮

4、泥沙及氮磷的去除與凈化效果。結果表明：濕地植物通過改變水流動力條件，改變水體泥沙運動規(guī)律，同時植物體表還會吸附部分較小粒徑組成的懸浮顆粒物，對水體懸浮泥沙有較好的去除作用。挺水、浮葉和沉水植物對水體懸浮泥沙去除效果挺水植物(36.74％)>浮葉植物(18.38％)>沉水植物(13.16％)。沉水植物對懸浮泥沙的平均去除率差別不明顯，依次為黑藻(14.38％)>苦草(12.80％)>金魚藻(12.33％)。挺水植物對較大粒徑組成(25μm

5、-50μm和10μm)的泥沙具有較好的去除作用。沉水植物對較小粒徑(2.5μm、7μm和10μm)的泥沙具有較強的吸附效果。在冬春季節(jié)，菹草對粒徑組成為10μm～25μm的泥沙顆粒影響顯著。江灘人工濕地在去除水體懸浮泥沙的同時也去除了水體中大量氮磷元素。江灘人工濕地對挾沙水體中總磷的凈化百分率在12小時的停留時間內可達34.8％，比對照28.19％高出6.61％，對水體總氮的去除率為11.9％，比對照組5.3％高出6.6％。菹草對平均泥

6、沙含量83.0 mg/L、平均總磷含量0.053mg/L的水體，在滯留時間24小時條件下，對總磷的凈化百分率可達10.83％。 (3)論文在實驗室通過模擬方法還研究了泥沙與不同形態(tài)氮、磷和COD等的耦合特性，粒徑組成、pH值、泥沙含量、污染程度、溫度、擾動時間等均可影響泥沙對污染物的吸附效果。，隨污染物或泥沙含量增加，吸附效果明顯增強。泥沙粒徑組成越細吸附效果相對越好，單位重量的粒徑組成為44μm～55μm的泥沙吸附量是125μ

7、m～150μm的2倍。酸性條件下吸附效果較堿性條件下明顯，pH=1下吸附量達0.85mg/g，pH=13下釋放量達0.147mg/g，這可能與泥沙表面有機質及金屬離子的組成有關。特定溫度25℃下前2個小時的吸附百分率可達53.14％。 (4)通過示范研究了人工江灘濕地系統(tǒng)對長江水體懸浮泥沙顆粒物及氮、磷等的去除效應。在實驗條件下，挺水植物對平均泥沙含量130.87mg/L的長江水體，去除率達75％，100小時的沉降量達402g/