一種底棲藻類控制水蚯蚓生物擾動(dòng)效應(yīng)的模擬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保新技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用底棲藻類控制水蚯蚓生物擾動(dòng)效應(yīng)的模擬方法。
【背景技術(shù)】
[0002]湖泊沉積物是湖泊營養(yǎng)物質(zhì)的重要蓄積庫，在外源性污染得到大幅度削減的情況下，污染沉積物的釋放所造成的內(nèi)源性污染也是阻止湖泊恢復(fù)進(jìn)程的不可忽視的重要方面。瑞典的富營養(yǎng)化湖泊治理實(shí)踐表明，在湖泊99%的外源營養(yǎng)鹽得到控制后，來自沉積物氮磷釋放能夠維持水生生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)力在富營養(yǎng)水平可達(dá)10年之久。
[0003]底棲動(dòng)物生物擾動(dòng)所引起的沉積物-上覆水間的營養(yǎng)鹽的轉(zhuǎn)移是內(nèi)源性污染釋放的重要因素。生物擾動(dòng)會加速沉積物間隙水與上覆水的物質(zhì)交換通量，加快微小型生物對有機(jī)質(zhì)的分解礦化和代謝過程。富營養(yǎng)化程度高的水體，沉積物中水蚯蚓密度極高，從而造成了沉積物中的營養(yǎng)鹽向上覆水體釋放。
[0004]內(nèi)源污染控制是指湖泊內(nèi)沉積物疏浚(包括堆場處置)、沉積物原位覆蓋與營養(yǎng)物鈍化。通?？晒├玫募夹g(shù)有:石灰(CaCO3)處理、FeCl3、硫酸鋁(明礬)或鋁酸鈉、Ca (NO3) 2等、人工曝氣、引水稀釋等，但是在操作方面存在一定難度，且化學(xué)方法存在一定生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]研宄還發(fā)現(xiàn)，底棲藻類是水生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)鹽的調(diào)節(jié)者，在其生長過程中能大量吸收沉積物和水體中的N、P營養(yǎng)物質(zhì)。底棲藻類不僅與浮游藻類競爭水體中的營養(yǎng)鹽，還是沉積物營養(yǎng)物質(zhì)釋放到水體中之前的重要吸收者。這是因?yàn)榈讞孱愃幧持械臓I養(yǎng)物質(zhì)比浮游植物生境中的營養(yǎng)物質(zhì)要集中得多，其代謝活性也明顯強(qiáng)于后者，如附有底棲藻類的沉積物間隙水中溶解性營養(yǎng)物質(zhì)的濃度要比沉積物水柱中的高100-1000倍。此夕卜，底棲藻類還有穩(wěn)定沉積物的作用，如硅藻和絲狀藍(lán)藻能夠在砂粒和沉積物表面生長，使得基質(zhì)在水體擾動(dòng)的時(shí)候而不被移動(dòng)，從而降低營養(yǎng)鹽釋放的風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]因此，控制生物擾動(dòng)造成的內(nèi)源污染釋放，是富營養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本發(fā)明專利就是利用底棲藻類來抑制水蚯蚓擾動(dòng)造成的內(nèi)源營養(yǎng)釋放，從而達(dá)到改善水質(zhì)的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的是提供一種利用底棲藻類控制水蚯蚓生物擾動(dòng)效應(yīng)的模擬方法，實(shí)現(xiàn)對底棲藻類控制水蚯蚓生物擾動(dòng)效應(yīng)的的精確模擬。
[0008]本發(fā)明的模擬方法包括水環(huán)境準(zhǔn)備步驟、底棲藻處理步驟和水蚯蚓處理步驟。
[0009]進(jìn)一步的，所述的模擬方法具體為:
(I)水環(huán)境準(zhǔn)備:將取自太湖的沉積物，過80目不銹鋼篩網(wǎng)混勻，置于無色透明的有機(jī)玻璃圓柱中，深1cm ;所述的有機(jī)玻璃圓柱D=14 cm，H =50 cm，面積154 cm2;取太湖水經(jīng)500目尼龍篩網(wǎng)，過濾后注入所述有機(jī)玻璃圓柱內(nèi)，水深約為圓柱的2/3，并將所述的有機(jī)玻璃圓柱放置在聚乙烯塑料圓柱形白色水桶，所述的白色水桶D=80 cm，H=70 cm，白色桶內(nèi)水深低于桶內(nèi)的有機(jī)玻璃圓柱的高度；
(2)底棲藻處理:底棲藻類選用葉綠素a含量為4-6Pg/cm2的附著藻類，并將其附著在聚乙烯網(wǎng)片上后平鋪在步驟(I)所述的沉積物上；
(3)水蚯蚓處理:用彼得生采泥器于太湖梅梁灣采集沉積物，經(jīng)250ym不銹鋼篩網(wǎng)過濾后，挑出霍甫水絲蚓，所述的水絲蚓密度為150條/柱；
(4)數(shù)據(jù)采集:每隔3天采集水樣，分析水體葉綠素a、總氮和總磷濃度，其方法依據(jù)《湖泊生態(tài)調(diào)查觀測與分析》；整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間共采集水樣5次。
[0010]進(jìn)一步的，所述的步驟(I)湖水注入實(shí)驗(yàn)桶的方法為利用透明軟管采用虹吸的方式，將水分別注入實(shí)驗(yàn)的有機(jī)玻璃圓柱中。
[0011]進(jìn)一步的，所述的步驟(2)中底棲藻類的選用方法為:將模擬實(shí)驗(yàn)需要用的同面積的聚乙烯網(wǎng)片固定在漁網(wǎng)上，將漁網(wǎng)平鋪在太湖岸邊的富營養(yǎng)淺水水體的沉積物表面，所述的漁網(wǎng)被拉著，待網(wǎng)片上底棲藻類葉綠素a含量達(dá)到4-6 Pg/cm2時(shí)取出投入實(shí)驗(yàn)使用。
[0012]進(jìn)一步的，所述的網(wǎng)片面積154 cm2，進(jìn)一步的，所述的網(wǎng)片之間留出空隙。
[0013]進(jìn)一步的，步驟(3)中所述的霍甫水絲蚓為大小為體長25-40 mm，體寬0.7-0.8mm0
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:利用生態(tài)學(xué)原理，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對利用底棲藻類控制水蚯蚓生物擾動(dòng)效應(yīng)的精確模擬，獲得了抑制生物擾動(dòng)造成的沉積物營養(yǎng)鹽釋放，從而達(dá)到修復(fù)富營養(yǎng)化水體的方法，本發(fā)明方法具有安全、成本低等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]圖1和圖2模擬裝置中注水方式示意圖。
[0016]圖3水體中總氮含量變化。
[0017]圖4水體中總磷含量變化。
[0018]圖5水體中葉綠素含量變化。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1利用底棲藻類控制水蚯蚓生物擾動(dòng)效應(yīng)的模擬方法
本發(fā)明的利用底棲藻類控制水蚯蚓生物擾動(dòng)效應(yīng)的模擬方法，包括水環(huán)境準(zhǔn)備步驟、底棲藻處理步驟和水蚯蚓處理步驟。具體如下。
[0020]水環(huán)境準(zhǔn)備為:取4只D=80cm，H=70cm的高強(qiáng)度的聚乙烯塑料圓柱形白色水桶，取太湖水經(jīng)500目尼龍篩網(wǎng)過濾后置于實(shí)驗(yàn)容器無色透明的有機(jī)玻璃圓柱(直徑d=14 cm,高h(yuǎn)=50 cm,面積154 cm2)中，水深約為圓柱的2/3，為了保證每個(gè)實(shí)驗(yàn)桶中的實(shí)驗(yàn)用水一致，將過濾的湖水放在一桶中，混勻，再通過透明軟管采用虹吸的方式，將水分別注入實(shí)驗(yàn)的有機(jī)玻璃圓柱中見圖1和圖2。為了控制水溫，有機(jī)玻璃圓柱放置在圓柱形白色水桶中，桶內(nèi)水略低于桶內(nèi)的有機(jī)玻璃圓柱的高度，約30 cm左右；有機(jī)玻璃圓柱中的沉積物取自太湖沉積物，80目不銹鋼網(wǎng)過篩混勻，置于桶中，深1cm;在桶中加入同面積(154 cm2)的聚乙烯網(wǎng)片，平鋪在有機(jī)玻璃圓柱內(nèi)的沉積物上，以確保相同起始條件。
[0021]底棲藻處理為:底棲藻主要是附著藻類，該藻的葉綠素含量為4-6 μδ/ cm2。將實(shí)驗(yàn)需要用的同面積(154 cm2)的聚乙烯網(wǎng)片固定在漁網(wǎng)上，將漁網(wǎng)平鋪在富營養(yǎng)淺水水體的沉積物表面(太湖岸邊)