污染水体的生物修复

污染水体的生物修复第一页，共三十九页，编辑于2023年，星期日第2节污染湖泊的生物修复我国80％以上的湖泊受到污染，许多湖泊已达不到III类水质标准，湖水和颜色、气味均有不同程度的恶化，部分湖泊甚至成为纳污水体，导致城市景观质量下降，严重影响居民身心健康。第二页，共三十九页，编辑于2023年，星期日

从技术上，消除湖泊富营养化的关键是消减湖泊水体的氮磷以及底泥有机碳、氮磷的负荷，消除水体中藻类的疯长的基础，达到降低水体藻类生物量，提高水体透明度的目的。修复目的：第三页，共三十九页，编辑于2023年，星期日技术途径：消除点源污染，减少和控制面源污染机械清淤法引水清洗生物修复法：包括微生物修复法，植物修复法，生态修复法第四页，共三十九页，编辑于2023年，星期日1湖泊富营养化的微生物修复与污染河流修复一样，富营养化湖泊的生物修复也分为强化土著微生物功能的曝气修复和添加外来微生物的投菌剂修复第五页，共三十九页，编辑于2023年，星期日1.1深水曝气修复深水曝气（aerationindeepsite）目的：1)在不改变水体分层情况下提高溶解氧浓度2)改善鱼类的生长环境和增加食物供给3）改底泥界面厌氧环境为好氧条件，降低内源性磷的负荷4）降低铵氮、铁锰离子浓度第六页，共三十九页，编辑于2023年，星期日

深水曝气方式：机械搅拌：将底层水抽上，在地面曝气，再灌回深处。不常用。注入纯氧注入空气第七页，共三十九页，编辑于2023年，星期日1.2生物试剂添加曝气投加微生物菌种。筛选各类微生物。颇有争议。也有成功的例子。第八页，共三十九页，编辑于2023年，星期日2湖泊富营养化的植物修复水草茂盛则水质清澈、水产丰盛、湖泊生态稳定；水草缺乏，则水质浑浊、水产贫乏、湖泊生态脆弱。水生植被的恢复是湖泊环境综合治理的一个重要环节。第九页，共三十九页，编辑于2023年，星期日

水生植被的恢复包括：人工强化自然植被修复与人工重建水生植被的自然恢复两条途径。第十页，共三十九页，编辑于2023年，星期日2.1水生植被修复的优化设计问题的提出：在一个湖泊中，应该建立怎样的水生植被？多大的面积比例比较适宜？在湖泊内如何分配？第十一页，共三十九页，编辑于2023年，星期日优化设计的基础1）湖盆形态、底质条件和水文条件决定水生植被类型、面积和分布砾石质湖滩可以栽种芦苇、茭白等挺水植物；砂质沉积物和淤泥适于任何水生植物；浪击带的浅水区、坚硬的湖底不适合植被生存严重的有机污染不适应苦草、水车前等植物湿生植物生长在季节性显露的滩地上；挺水植物必须露水；沉水植物最深10m第十二页，共三十九页，编辑于2023年，星期日优化设计的基础2)水质和湖水透明度是决定水生植物分布深度和面积的重要因素有机污染太重时，在沉水植物叶面形成附着层，影响光合作用，同时还招致微生物大量繁殖，引起沉水植物死亡。湖水透明度低，还限制沉水植物和浮叶植物的分布深度。第十三页，共三十九页，编辑于2023年，星期日优化设计的基础3）湖泊利用方式决定水生植被的类型、面积和分布格局调蓄型湖泊：不宜大规模的发展水生植被；水源性湖泊：应该尽可能扩大水生植被面积，并且以沉水植被为主。沉水植被修复能力最高娱乐型湖泊，不宜用沉水植被，而以挺水植被为好观光游览型：各类都需要第十四页，共三十九页，编辑于2023年，星期日优化设计的基础4）水质保障的营养平衡原则包括磷平衡原则和氮平衡原则：在湖水满足氮磷水质限制标准（CN、CP）的前提下，湖泊生态系统的氮磷输入总量与输出总量必须达到平衡。氮磷的输出：水产品捕捞、水生植物收获、自然净化等第十五页，共三十九页，编辑于2023年，星期日优化设计的基础5）水质保障的生态平衡原则：恢复水生植被必须要达到一定的规模，以保障水质和控制蓝藻水华；同时，又要防止因水生植被过度发展引起沼泽化问题。一般认为，在外源磷负荷不超过0.5g/m2.年的浅水湖泊中，水生植被面积不应超过湖面积的1/3.挺水植物对沼泽化贡献最大；浮叶植物和漂浮植物次之，沉水植物最小。第十六页，共三十九页，编辑于2023年，星期日优化设计1）先锋物种的选择原则：适应性原则：对污染和湖泊条件有很好的适应性本土性原则：优先考虑湖内现有物种强净化能力原则：超强的NP吸收能力可操作原则：易于栽培、管理并具有经济价值第十七页，共三十九页，编辑于2023年，星期日优化设计确定植物种类水葫芦；满见红；水花生；慈姑；芦苇；茭白；菱角；莲苴草；金鱼藻；红线草；微齿眼子菜；黑藻；伊乐藻第十八页，共三十九页，编辑于2023年，星期日优化设计2）群落配置应以湖泊历史上存在过的植物群落结构为模板，适当引进经济价值高，有特殊用途。适应能力强及生态效益好的物种，配置多种、多层、高效、稳定的植物群落。总之，要同时考虑生态学原则和经济学原则。第十九页，共三十九页，编辑于2023年，星期日2.2水生植被修复的技术途径包括修复水生植物基本条件的建立和建立水生植被的方法第二十页，共三十九页，编辑于2023年，星期日修复水生植被基本条件的创建1）蓝藻水化的控制：沿岸带是水生植被的核心区，也是蓝藻水华聚集的场所。由于蓝藻水华引起植被死亡，因此，必须首先要控制蓝藻水华。控制方法：全湖性控制：适合于小型湖泊局部控制：采取围隔技术第二十一页，共三十九页，编辑于2023年，星期日修复水生植被基本条件的创建2）风浪控制：采用水花生做成的“浮毯”，组成阵列，具有很好的效果3）沿岸浅滩创建：退耕还田恢复湖滩湿地利用清淤堆积形成滩地填土堆造浅滩第二十二页，共三十九页，编辑于2023年，星期日修复水生植被基本条件的创建4）污泥的清除对有机污染很重的湖区，特别需要。直接抽吸法；排干后冲洗法；5）水质改造先用水葫芦等植物净化水体，带湖水透明度提高后进行。第二十三页，共三十九页，编辑于2023年，星期日恢复水生植被的技术措施1）挺水植物的恢复：直接种植。一般选择芦苇、茭白、香蒲等宿根性植物。控制最大水深1m。播种和种苗移栽。第二十四页，共三十九页，编辑于2023年，星期日恢复水生植被的技术措施2）浮叶植物的恢复多采用营养体移栽，撒播种子活繁殖芽，插载根状茎。第二十五页，共三十九页，编辑于2023年，星期日恢复水生植被的技术措施3）沉水植物的恢复沉水植物对水深和光照要求高。恢复沉水植物是重点也是难点。第二十六页，共三十九页，编辑于2023年，星期日3湖泊富营养化的生物操纵修复3.1生物操纵（biomanipulation）的基本概念用调整生物群落结构的方法控制水质。主要是调整鱼群结构，保护和发展大型牧食性浮游动物，从而控制藻类的过量生长。第二十七页，共三十九页，编辑于2023年，星期日PhytoplanktonaretinywaterplantsZooplanktonsmallfishlargerfish

Problem?第二十八页，共三十九页，编辑于2023年，星期日

鱼群调整的方法：投放、发展某些鱼种，而抑制或消除另一些鱼种，使整个食物网适合于浮游动物或鱼类自身对藻类的牧食和消耗，从而改善湖泊环境质量。第二十九页，共三十九页，编辑于2023年，星期日3.2生物操纵的途径1）人为去除鱼类先将湖中的鱼类全部捕出或用鱼腾酮（rotenone）杀死后，重新投放以肉食性为主的鱼类群落，控制浮游生物食性鱼类，保护浮游动物，进而控制藻花的发生。第三十页，共三十九页，编辑于2023年，星期日

2）投放肉食性鱼类引入肉食性鱼类促进大型浮游动物发展，借以抑制藻花发展，这是生物操纵的主要途径。引用的肉食性鱼类有河鲈、北方狗鱼、大嘴黑鲈等。第三十一页，共三十九页，编辑于2023年，星期日

3）水生植被的管理采用草鱼控制水草：成年草鱼日食草量达其体重的50－60％。采用草鱼去除水草效果很好。采用草鱼控制水草要注意适度，负责会导致负效应的发生。采用投放植物病原体河昆虫控制水草第三十二页，共三十九页，编辑于2023年，星期日“以鱼养水”生态渔业水利部科学研究院水库渔业研究所刘家寿研究员在面积１７００亩的深圳茜坑水库研究提出：以生物操纵为主的生态渔业“以鱼养水”新模式.这个水库主要为附近部分居民提供生活用水，近年来随着工业废水、生活污水的增加以及经济鱼类的过分养殖导致使水库水质变差。第三十三页，共三十九页，编辑于2023年，星期日“以鱼养水”的过程放养鳜鱼－抑制野杂鱼－增加浮游动物－减少浮游植物－提高水体透明度－增加水库自净化能力。鳜鱼（Sinipercaspp）属鲈形目，鮨科，鳜亚科，鳜属。俗称：鳜花鱼、季花鱼、桂花鱼、桂鱼、鯚鱼。英文名：Chineseperch。席上有鳜鱼，熊掌也可舍第三十四页，共三十九页，编辑于2023年，星期日主要做法首先放养一定数量的食鱼性鱼类如鳜鱼，让它吃掉水库里的野杂鱼；野杂鱼减少，使浮游动物大幅增加，它们又再吃掉水中大量的浮游植物；这样一来，水的透明度就会变好，水中的主要污染成分的氮和磷也会减少。同时，科研人员还将种植漂浮植物“水葫芦”和滤水动物蚌等，采取综合生物手段对水质进行“护理”，最终实现水体的生态平衡，净化水质。第三十五页，共三十九页，编辑于2023年，星期日监测报告结果一年内，茜坑水库的氮含量下降了２０％，磷含量下降了１５％，氧气明显上升，透明度不同程度增加，这表明水质已呈改良趋势。第三十六页，共三十九页，编辑于2023年，星期日4底泥环境疏浚修复1）底泥对湖泊的潜在污染底泥是湖泊污染的潜在来源。湖泊环境发生变化时，