“流水养殖槽—虾—蟹”串联式循环水养殖模式净化效能的研究

为研究鱼虾蟹养殖与循环水养殖相结合生态模式的有效性及可持续性,通过构建"流水养殖槽—虾—蟹"串联式循环水养殖系统(IPRS-shrimp-crab),对流水槽前端、集污区、人工湿地、虾蟹池出水口4个功能区域进行了为期4个月的采样监测,测定4个区域的水温(T)、pH、溶解氧(DO)、透明度(SD)、总氮(TN)、总磷(TP)、总氨氮(NH~+_4-N)、亚硝态氮(NO~-_2-N)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))和叶绿素a(Chl-a),以及浮游动植物密度、生物量、多样性指数及其随时间的变化情况,从而对养殖模式的净化效能进行综合评价。结果表明:不同水体营养盐水平依次为集污区>虾蟹池出水口>流水槽前端>人工湿地,流水槽前端的TN、NH~+_4-N、NO~-_2-N,集污区的TN、COD_(Mn),人工湿地与虾蟹池出水口的SD、TN、TP、NO~-_2-N等指标在5月与7月之间存在显著性差异(P<0.05),而在7月与8月之间无显著性差异(P>0.05),说明温度升高营养盐水平均存在一定程度的增加,随着系统的运行各项营养盐指数趋于稳定;养殖水体经过净化区后,水体内的浮游动植物密度与生物量快速下降,这说明营养盐水平的降低限制了浮游生物的生长繁殖,而浮游动植物的Shannon-Weaver多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J)、丰富度指数(D)则随时间的推移呈上升趋势,说明系统内部生物群落结构逐渐完善,水体环境越来越稳定,更有利于加强水质的自净能力;该养殖模式对循环系统中TN、TP、NH~+_4-N、NO~-_2-N、COD_(Mn)、Chl-a的平均去除率分别为8.22%、33.41%、18.44%、15.95%、20.98%、30.41%,其中养殖水体大部分处于轻度富营养化状态。研究表明,"流水养殖槽—虾—蟹"串联式循环水养殖模式对营养盐具有一定程度的净化效果,且随时间推移整个系统的净化能力逐渐上升,各项数据趋于稳定,但总体去除效率有待进一步加强,整个循环过程达到了养殖尾水"零排放"的目标,其成功的应用可为水产生态集约化养殖发展提供科学依据。     

浮式水槽养殖大口黑鲈对湖泊水环境及其容量的影响

浮式水槽是近年来在湖泊中新兴的养鱼设施,为了评价浮式水槽在养殖活动中对湖湾截流而成的小型湖泊内水环境的影响,选取小型湖泊中浮式水槽(玻璃钢材质,规格为25.0 m×5.0 m×2.5m)内外共6个代表性位点,于2018年6、8、10月监测大口黑鲈的3个生长阶段(苗种、幼鱼、成鱼)中水质和底质的时空差异,并应用沃伦威德(Vollenweider)、狄龙(Dillio)、合田健(Hetian)3种水质模型估算出总磷(TP)的水环境容量。结果表明:养殖活动期间,水槽内外水质基本维持在Ⅱ类或Ⅲ类水质;浮式水槽的截污装置对高锰酸盐指数(COD_(Mn))的拦截效果最为明显,对TP的拦截效果仅次于COD_(Mn),而对总氮(TN)和总氨氮(NH_3-N)的拦截效果相对于TP和COD_(Mn)不明显;6、8、10月TP的水环境容量分别为56.93、60.12、-28.01 kg/a。研究表明,总体上浮式水槽的存在会导致水环境容量下降和水槽下游底质中氮磷的沉积,但对湖体水质等级影响不大。     

基于生物协同作用的强化生态浮床对养殖水体的净化效果

为了提高传统植物浮床对养殖水体的净化效果,降低养殖排放水污染,采用在凤眼莲Eichhornia crassipes浮床底部放置生物陶粒基质的方法构建强化生态浮床,研究了该强化生态浮床对养殖水体的净化效果。结果表明:用强化生态浮床净化水体16d时,对总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、亚硝氮(NO-2-N)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)的去除率分别达到48.57%、68.52%、77.05%、71.17%、47.22%,均显著高于凤眼莲组和生物陶粒组(P<0.05);经强化生态浮床净化后的养殖水体中,TN、TP水平分别达到淡水池塘养殖排放水一级标准(SC/T9101—2007),NH+4-N浓度降至0.20mg/L以下,NO-2-N浓度降至0.01mg/L以下。研究表明,强化生态浮床中植物、基质和微生物的协同作用提高了其对污染物的去除效果。     

淡水池塘养殖尾水处理系统对氮磷的净化效果

为开展池塘养殖尾水达标排放处理技术的研究，以湿地(芦苇、香蒲、菱角)、水生动物(梭鱼)净化塘、水生植物(凤眼莲、蕹菜)净化塘作为净化功能区，构建池塘养殖尾水处理系统，按照养殖池塘与尾水处理系统面积比为9.8∶1设置，在试验周期内，对13个养殖池塘(5 hm²)排放养殖尾水中总氮(TN)、总磷(TP)进行尾水处理系统各级沿程监测。结果表明：2019—2020年，养殖尾水处理系统进水中TN、TP质量浓度分别为(2.025±1.031)、(0.627±0.734)mg/L,经处理后排放水中TN、TP质量浓度分别为(1.323±0.427)、(0.427±0.369)mg/L,两年间TN、TP平均去除率分别为34.67%、31.89%,系统整体对TN、TP的净化效果显著；系统各级沿程对TN、TP的去除均符合一级动力学，养殖尾水依次流经净化功能区，去除率逐级升高。研究表明：水生动物净化塘对TN的净化效果显著，多种水生植物组合的净化塘对TN、TP的净化效果均显著；随季节演变，养殖尾水处理系统对较高含量的TN、TP仍能保持良好的净化效果，水生植物净化塘在秋季对TN、TP净化发挥了关键作用。     

春秋两季西大洋水库生态修复示范区浮游植物群落结构特征

为了解西大洋水库示范区内春秋两季浮游植物种类、丰度和生物量变化,分别于2018年10月秋季及2019年5月春季进行了调查。结果表明:秋季共检出浮游植物7门53属93种(含未鉴定种),生物量为30.34 mg/L,浮游植物密度为4745.39×10⁴ cells/L;春季共鉴定出8门52属82种(含未鉴定种),生物量为1.19 mg/L,浮游植物密度为367.52×104 cells/L;春季共鉴定出8门52属82种(含未鉴定种),生物量为1.19 mg/L,浮游植物密度为367.52×10⁴ cells/L;春秋两季优势种更替较为明显,相似度仅为11.7%;生物多样性分析显示,春、秋两季Shannon-Wiener多样性指数(H′)分别为3.87、4.19,为典型的蓝-绿藻为主的群落结构;Pearson相关性分析显示,春秋季节浮游植物密度和生物量与NH4 cells/L;春秋两季优势种更替较为明显,相似度仅为11.7%;生物多样性分析显示,春、秋两季Shannon-Wiener多样性指数(H′)分别为3.87、4.19,为典型的蓝-绿藻为主的群落结构;Pearson相关性分析显示,春秋季节浮游植物密度和生物量与NH⁺_4-N、SD和pH呈显著负相关(P<0.05),与水温(T)、Chl-a、COD_(Mn)、NO+_4-N、SD和pH呈显著负相关(P<0.05),与水温(T)、Chl-a、COD_(Mn)、NO^-_3-N、NO-_3-N、NO^-_3-N呈极显著正相关(P<0.01)。研究表明,西大洋水库示范区浮游植物多样性较好,群落结构较稳定,修复工程对示范区内浮游植物群落结构有积极作用。     

基于絮凝沉淀-人工湿地-回灌的水处理工程实践

德阳市公共供水主要依靠地下水,水资源短缺问题严重制约着社会经济发展。将微污染河水经絮凝沉淀与人工湿地处理后回灌补给地下水并建立傍河地下水水源地,具有河水处理-再利用-调蓄开发三位一体的优势。通过构建一套絮凝沉淀-人工湿地-地下水回灌系统,并结合数值模拟,探讨了系统运行各阶段的水质净化效果及地下水回灌与开采供水的可行性。结果表明,经絮凝沉淀-人工湿地处理后,浊度、TP、TN、COD_(Mn)、NH_4~+-N均可达到工程设计回灌水质要求。地下水回灌-开采供水系统对原生地下水环境造成的影响有限,人工湿地-地下水回灌-供水系统能够正常运行。     

多级表面流人工湿地/氧化塘工艺处理微污染原水

采用多级表面流人工湿地/氧化塘工艺处理鱼塘养殖和农业生产的微污染排水,着重考察了湿地系统的除污效果.结果表明,湿地系统的净化效果明显,在监测时段内对COD、TN、NO3 -N、N02- -N、TP和可溶性总磷的平均去除率分别为53.7％、45.0％、34.0％、54.5％、48.7％和50.5％,系统出水水质满足水域功能区标准的要求.随着温度的升高,对COD、TN和TP的去除率逐渐增大,且在30.2～31.4℃时去除率出现了陡增.人工湿地系统进水TN负荷与TN去除率之间的相关性不强(R2 =0.617 4),而进水TP负荷与TP去除率之间的相关性较好(R2 =0.913 0).表面流人工湿地系统具有投资少、处理效果好、运行管理简单等优点,在削减入湖污染负荷上有很好的应用前景.     

食藻虫引导的沉水植被修复景观水体的应用研究

在西溪湿地进行了食藻虫引导沉水植被生态修复富营养化水体的现场试验.在修复区水体中引入经过驯化的食藻虫来滤食蓝藻等浮游藻类,然后移植苦草、轮叶黑藻、伊乐藻、龙须眼子菜等沉水植物.于2010年9月-2011年2月,对水体的水质指标进行了逐月监测,分析对西溪湿地水体的净化效果及其稳定性.结果表明:修复区水体的叶绿素a、TN、NO3- -N、NH4+ -N、TP、PO43- -P和CODMn浓度相比于对照区分别低45.6％、68.8％、97.6％、71.5％、65.7％、68.5％和67.4％,DO增加了88.3％,水体透明度达到2.0m以上,水质达到国家地表水Ⅱ～Ⅲ类水质标准.2011年3月在试验区引入未修复区内的劣Ⅴ类水进行试验,1个月后各水质指标值均显著低于对照区的(P＜0.01),修复区水体的TN、TP和CODMn浓度相比对照区分别减少了78.2％、50％和43.7％,DO增加了22.4％,透明度达到1.5m.     

集中式饮用水水源的生态净化中试研究

采用生态湿地净化微污染水源水.结果表明,在水力负荷为450 m3/d的运行条件下,生态湿地净化系统对微污染水源水的净化效果较好,尤其是对NH4+ -N、TP的平均去除率分别在40％和85％以上.由于进水CODMn值偏低,对CODMn的平均去除率只有12％.整个湿地系统出水CODMn、NH4+ -N和TP浓度稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅲ类水质的要求.但湿地系统对TN的去除效果相对较差,主要是因为湿地系统的反硝化能力较弱,出水TN主要以硝态氮为主.因此,需调整湿地结构来构建厌氧环境,以提高湿地系统对TN的去除率.     

多孔混凝土板改造直立硬质护岸的水质改善效果

针对河道直立式硬质护岸普遍存在的环境问题,以预制多孔混凝土板为生态改造的基质,对6种不同孔隙率、骨料粒径及水灰比的多孔混凝土进行了抗压强度与静态水质净化试验;采用河道模拟装置测定了预制板在水体流动状态下对水质的改善效果。试验结果表明,当设计孔隙率为30%、骨料粒径为10~20 mm、水灰比为0.30时,多孔混凝土的抗压强度和水质净化效果较好。预制多孔混凝土板对水中污染物具有良好的持续性去除效果,在秋季当水力停留时间为6 d时,对河水中COD_(Mn)、NH_3-N、TN和TP的去除率分别可达到49.5%、82.6%、47.4%和39.1%。