專利名稱：一種利用水質(zhì)改善間隙進(jìn)行沉水植被快速修復(fù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用水質(zhì)改善間隙進(jìn)行沉水植被快速修復(fù)的方法。屬 于富營(yíng)養(yǎng)化湖泊生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
湖泊富營(yíng)養(yǎng)化已經(jīng)成為一個(gè)全球性重大水環(huán)境問題，2007年中國(guó)更是 暴發(fā)了一場(chǎng)湖泊水華災(zāi)害。藻華暴發(fā)惡化水質(zhì)，破壞生態(tài)，藻毒素的釋放 更是間接或直接威脅到人類的健康和安全。生態(tài)修復(fù)是目前治理富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的主要手段之一?，F(xiàn)已公開的關(guān)于 富營(yíng)養(yǎng)化水體的植物修復(fù)方法中，有關(guān)于水生植被的選擇組合方法(CN 1602657A,CN 1590319A)，有關(guān)于水生植物的種植方法(CN1480411),有 引入可改善富營(yíng)養(yǎng)化水體透明度先鋒植物的方法(CN 1530336A)，有以濕 生和挺水植物輔以浮葉和漂浮植物建立生物籬笆，用來改善富營(yíng)養(yǎng)化水體 局部環(huán)境的方法(CN 1426966A),有向水體投加氧化殺藻殺魚劑改善水質(zhì) 環(huán)境的方法(CN 1623935A)，有采用大型浮游動(dòng)物提高透明度的方法(CN 1597568A)，有利用鳳眼蓮治理富營(yíng)養(yǎng)化水體中的藍(lán)藻(CN1406880)，有 采用苦草治理富營(yíng)養(yǎng)化的方法(CN1590319)，有采用菱治理富營(yíng)養(yǎng)化水體 的方法(CN1602657)，有采用大茨藻來修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊生態(tài)系統(tǒng)的方法 (CN1623935)，還有采用漂浮植物-鵝-魚系統(tǒng)來凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體的方法 (CN1683258)，也有利用黑麥草吸收水體中氮磷的方法(CN1762855)。這 些傳統(tǒng)的水生植物修復(fù)方法大都采用水生植物直接吸收水體中氮磷等污染 物，降低氮磷含量并最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)的目的，這種方法不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力和 耗資巨大(一般需數(shù)月至數(shù)年，而且一般只能用人工操作)，由于沒有同時(shí) 大面積改善水質(zhì)配套技術(shù)，只利用水生植物本身吸收、清除污染物，無法 在重度水華的水體中恢復(fù)沉水植物。所以研究具有大面積水質(zhì)改善配套技 術(shù)的水生植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)是目前富營(yíng)養(yǎng)化湖泊治理的研究方向。近年來，在淡水湖泊水華治理方面，本發(fā)明人(潘綱)提出了一系列新的方法(英國(guó)專利，GB2337749; CN1417136; CN1418825)，將黏土除藻技術(shù)成功的應(yīng)用的淡水水華的治理中，并通過高分子聚合物的改 性使當(dāng)?shù)赝寥乐卫懋?dāng)?shù)厮w成為可能，實(shí)現(xiàn)原料的本土化，降低了成本 (Pan,G..etal., Environmental Pollution, 2006,連續(xù)三篇系列論文)。為了解 決沉降藻細(xì)胞的腐爛分解耗氧和底泥污染物釋放問題，潘綱等相繼提 出了增氧固磷技術(shù)(CN200310113305.5， CN200510063410.1 )，有效的 改善了水底厭氧環(huán)境，并降低了沉積物磷釋放量。2005年潘綱等將改 性當(dāng)?shù)赝寥莱寮夹g(shù)同生態(tài)方法相結(jié)合，提出了可快速清除水華并將 藻華在水底轉(zhuǎn)化為沉水植被的方法(CN1769198A)，并申請(qǐng)了國(guó)際專 利，這種方法不但解決了除藻后藻細(xì)胞的泛起和底泥的二次污染，而 且利用改性當(dāng)?shù)赝寥莱逄峁┑纳硹l件，達(dá)到了恢復(fù)沉水植被的目 的。2006年潘綱等發(fā)明了一種完成上述淡水湖泊水華治理方法的藻華 清除和生態(tài)修復(fù)的車/船載多功能播撒裝置(CN1821100A)，進(jìn)而使 這些方法能應(yīng)用于大面積的水華治理和生態(tài)恢復(fù)中。上述一系列專利 的申請(qǐng)逐步使黏土凝聚除藻成為一種天然、無毒能夠標(biāo)本兼治的、能 夠在大面積水域中實(shí)施的富營(yíng)養(yǎng)化綜合治理技術(shù)。利用改性當(dāng)?shù)赝寥莱寮夹g(shù)與生態(tài)恢復(fù)技術(shù)相結(jié)合，改性當(dāng)?shù)赝寥莱?藻技術(shù)可快速去除水華、降低水體氮磷濃度、提高水體透明度，提高水體 生境條件，因此在這個(gè)復(fù)合技術(shù)中，水生植物恢復(fù)的成功率大大提高。但 改性當(dāng)?shù)赝寥莱寮夹g(shù)實(shí)施后，水質(zhì)改善是有時(shí)間效應(yīng)的，即在一段時(shí)間 內(nèi)水質(zhì)得到改善，之后由于沉降藻細(xì)胞腐爛分解，造成營(yíng)養(yǎng)鹽釋放，水體 營(yíng)養(yǎng)鹽含量的提高會(huì)導(dǎo)致大量附著生物生長(zhǎng)，進(jìn)而影響水生植物的光合作 用，抑制其生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致水生植物的死亡。因此如何在改性當(dāng)?shù)赝?壤除藻水質(zhì)改善間隙，根據(jù)各種水生植物對(duì)水體環(huán)境的適應(yīng)能力，通過人 工調(diào)控技術(shù)快速恢復(fù)水生植物，使其在水體中占據(jù)主體，并能抵抗水體環(huán) 境的變化，最終達(dá)到恢復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊沉水植被的目的是本發(fā)明的主要解決的問題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種利用水質(zhì)改善間隙進(jìn)行沉水植被快速修復(fù)的方法。具 體地說，就是利用改性當(dāng)?shù)赝寥兰夹g(shù)快速去除水華、降低水體氮磷濃度、 提高水體透明，使富營(yíng)養(yǎng)化湖泊水質(zhì)在短期內(nèi)得以改善、產(chǎn)生水質(zhì)改善間 隙，根據(jù)水質(zhì)改善的不同程度，選擇不同種類的水生植物種子或經(jīng)過不同 方法處理過的種子及其產(chǎn)物，沉水植物在水質(zhì)改善間隙能快速生長(zhǎng)，最終 達(dá)到恢復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊沉水植被的目的。本發(fā)明是通過改性當(dāng)?shù)赝寥赖男跄两翟寮?xì)胞，達(dá)到快速去除水華、 降低水體氮磷濃度，提高水體透明度，產(chǎn)生水質(zhì)改善間隙。本發(fā)明播種的水生植物種子及其產(chǎn)物是經(jīng)過曬種、浸種和培育獲得的 處于不同生長(zhǎng)階段的水生植物的種子、根塊、芽植體或苗，每一種水生植 物都具有處于不同生長(zhǎng)階段的種子或根塊或芽植體、幼苗、苗、成熟的植 株，以用于不同的水體環(huán)境。本發(fā)明提供的水生植物恢復(fù)方法就是利用改性當(dāng)?shù)赝寥莱瀹a(chǎn)生的水 質(zhì)改善間隙，播種經(jīng)過上述處理方法處理過的水生植物的種子、根快、芽 植體或處于不同生長(zhǎng)階段的水生植物的苗，利用水質(zhì)改善間隙，使水生植 物快速生長(zhǎng)，在水體中占據(jù)主體，進(jìn)而能夠抵抗由于藻細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放 等造成的水體環(huán)境的變化。本發(fā)明采用的水生植物可以為苦草、狐尾藻、菹草、大茨藻，馬來眼 子菜、竹葉眼子菜、微齒眼子菜、伊樂藻、金魚藻、黒藻、水毛莨等中的 一種或幾種，通過播種不同生態(tài)位水生植物，使水體全年都有水生植物生 長(zhǎng)。春季可播種苦草、大茨藻、馬來眼子菜、竹葉眼子菜、微齒眼子菜、 黒藻、金魚藻、水毛莨、狐尾藻等中一種或幾種，秋季播種菹草、伊樂藻 等。本發(fā)明播種的沉水植被種子及其產(chǎn)物可以與改性當(dāng)?shù)赝寥老嗷旌现苯油都樱部稍诟男援?dāng)?shù)赝寥莱搴笸都?。本發(fā)明產(chǎn)生水質(zhì)改善間隙的改性當(dāng)?shù)赝寥莱寮夹g(shù)可以通過具有表層 機(jī)械收藻、自動(dòng)噴灑改性土壤絮凝劑沉藻、底層機(jī)械吸藻、艙內(nèi)集中凈藻 及自動(dòng)儲(chǔ)藻等功能的自動(dòng)化除藻船實(shí)施，達(dá)到同步絮凝除藻和生態(tài)恢復(fù)的 目的。本發(fā)明提供的利用水質(zhì)改善間隙進(jìn)行沉水植被快速修復(fù)的方法可用于 富營(yíng)養(yǎng)化湖泊、河流、景觀水體的沉水植物生態(tài)修復(fù)中。


圖1實(shí)施例1中改性當(dāng)?shù)赝寥莱逅|(zhì)改善時(shí)間及效果 圖2實(shí)施例1中水生植物恢復(fù)情況圖3實(shí)施例2中改性當(dāng)?shù)赝寥莱逅|(zhì)改善時(shí)間及效果圖4實(shí)施例2中水生植物恢復(fù)情況具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法加以詳細(xì)說明。 實(shí)施例l:本實(shí)施例中水體葉綠素-a含量為0.2mg/L，換算成藻濃度為3X 109cells/L，水體pH為8.2,藻細(xì)胞聚集顆粒較大，漂浮到水面，湖水體 積為lm3，當(dāng)?shù)厍鍧嵧寥朗呛窗哆呂幢唤莸耐寥?，過3mmX3mm的篩 后備用，殼聚糖為濟(jì)南海得貝生物公司生產(chǎn)的食品級(jí)殼聚糖。改性當(dāng)?shù)赝?壤投加量為43mg/L (3mg/L的殼聚糖，40mg/L的當(dāng)?shù)厍鍧嵧寥?，24h后 除藻率達(dá)到90%，除藻后，除藻箱體濁度由原來的76NTU下降到8NTU， 透明度提高80cm, TN由原來的6.2mg/L下降到2.3mg/L、 TP由原來的 0.27mg/L下降到0.07mg/L，水-沉積物界面氧濃度含量增加2mg/L，除藻后 水體環(huán)境得到改善，并在連續(xù)監(jiān)測(cè)的15天內(nèi)水質(zhì)沒有大的變化，產(chǎn)生了水 質(zhì)改善間隙(見圖1)。根據(jù)水質(zhì)改善效果，在除藻后1天播種經(jīng)過預(yù)發(fā)芽處理的苦草幼苗，苦草生長(zhǎng)良好，快速在水中占據(jù)主體(圖2)，實(shí)現(xiàn)了生 態(tài)恢復(fù)的目的。實(shí)施例4:本實(shí)施例中水體葉綠素-a含量為0.4mg/L，換算成藻濃度為4.3X 109cellS/L，水體pH為8.3，藻細(xì)胞聚集顆粒較大，漂浮到水面，湖水體 積為lm3，當(dāng)?shù)厍鍧嵧寥朗呛窗哆呂幢唤莸耐寥?，過3mmX3mm的篩 后備用，殼聚糖為濟(jì)南海得貝生物公司生產(chǎn)的食品級(jí)殼聚糖。改性當(dāng)?shù)赝?壤投加量為50mg/L (2mg/L的殼聚糖，48mg/L的當(dāng)?shù)厍鍧嵧寥?，24h后 除藻率達(dá)到90%，除藻后，除藻箱體濁度由原來的46NTU下降到9NTU， 透明度提高70cm， TN由原來的10.23mg/L下降到4.03mg/L、 TP由原來的 0.28mg/L下降到0.08mg/L，除藻后水體環(huán)境得到改善，并在連續(xù)監(jiān)測(cè)的30 天內(nèi)水質(zhì)沒有大的變化，產(chǎn)生了水質(zhì)改善間隙(圖3)。根據(jù)水質(zhì)改善效果， 在除藻后1天播種處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的、高度為10cm左右的菹草苗，菹草生 長(zhǎng)良好，快速在水中占據(jù)主體(圖4)，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)恢復(fù)的目的。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供一種利用水質(zhì)改善間隙進(jìn)行沉水植被快速修復(fù)的方法。具體地說，就是利用水華治理技術(shù)產(chǎn)生水質(zhì)改善間隙，根據(jù)水質(zhì)改善的不同程度，選擇不同種類的水生植物種子或經(jīng)過不同方法處理過的種子及其產(chǎn)物，沉水植物在水質(zhì)改善間隙能快速生長(zhǎng)，最終達(dá)到恢復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊沉水植被的目的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用水質(zhì)改善間隙進(jìn)行沉水植被快速修復(fù)的方法，其 特征在于水質(zhì)改善間隙的產(chǎn)生是利用改性當(dāng)?shù)赝寥阑蝠ね列跄褰档退?體氮磷濃度、提高水體透明度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水質(zhì)改善間隙進(jìn)行沉水植被快速修復(fù)的方法，其 特征在于所述的水生植物種子及其產(chǎn)物是經(jīng)過一定培育方法獲得的處于不 同生長(zhǎng)階段的水生植物的種子、根塊、芽植體或苗。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的水生植物為苦草、狐尾藻、菹草、大茨藻，馬來眼子菜、竹葉眼子菜、微齒眼子菜、伊樂藻、金魚藻、黒藻和水毛莨等中的一種 或幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用水質(zhì)改善間隙進(jìn)行沉水植被快速修復(fù)的方法，其 特征在于所述的沉水植被種子及其產(chǎn)物可以與改性當(dāng)?shù)赝寥老嗷旌现苯油?力口，也可在改性當(dāng)?shù)赝寥莱搴笸都印?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種利用水質(zhì)改善間隙進(jìn)行沉水植被快速修復(fù)的方法。具體的說，就是利用改性當(dāng)?shù)赝寥莱寮夹g(shù)去除水華、降低水體氮磷濃度、提高水體透明，使富營(yíng)養(yǎng)化湖泊水質(zhì)在短期內(nèi)得以改善，產(chǎn)生水質(zhì)改善間隙，根據(jù)水質(zhì)改善的不同程度，選擇不同種類的水生植物種子或經(jīng)過不同方法處理過的種子及其產(chǎn)物，沉水植物在水質(zhì)改善間隙能快速生長(zhǎng)，最終達(dá)到恢復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊沉水植被的目的。這一技術(shù)可應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)化湖泊、河流、景觀水體的沉水植物生態(tài)修復(fù)中。
文檔編號(hào)C02F3/32GK101234822SQ20081010143
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
發(fā)明者張木蘭, 壘 李, 波 楊, 綱 潘, 田秉暉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心