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《广东工业大学》 2008年
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三洲田水库景观水体生态修复研究

林武  
【摘要】: 水体富营养化问题是当今世界面临的最主要水污染问题之一。在对污染水体修复的各种手段中,生态工程修复方法是一种低成本,低能耗,易管理,利于资源化,利于改善整体生态环境的新技术,已经引起国内外学术界的高度重视。 近年来,随着东部华侨城生态旅游项目的建成,三洲田片区被大量开发,三洲田水库的上库水域也成为该项目的景观水体,给旅游区增添了一定的景观效果。虽然在开发的过程中实行适当的保护,但对景观水体和三洲田(下)水库的水质还是会造成一定的影响,再加上建成后区域污水处理站点处理污水效果不理想,排水不达标,景观水体有富营养化的趋势,水质的变差将对三洲田水库周围的居民生活环境造成不良的影响,同时对项目景点的观光和房地产的销售等造成负面影响,并影响了生态旅游区的持续运营。因此,三洲田水库水质的改善对水源区的保护,促进水库、流域经济发展和风景区的旅游质量具有重要意义。 本文以美人蕉、风车草和香蒲作为受试植物,在实验室采用浮岛种植的方式,以三洲田水库景观水体原水为试验水样,在不流动的静态条件下通过测定水体中污染物浓度的变化来研究受试植物的适应性及其净化效果。综合考虑静态试验中三种植物的净化效果以及环境对其净化能力的影响等各方面的因素,现场的动态试验最终选定采用风车草和美人蕉来修复三洲田水库景观水体。在动态试验中,采用生物浮岛和表面流人工湿地相结合的生态工程组合工艺,在污水口连续排污(500m~3/d)的动态条件下,研究分析水体中污染物在两种生态工程净化系统的浓度变化和去除率。本论文研究得出以下结论: 1.静态实验表明,受试植物在实验水体中均能正常生长,而且对实验水体具有良好的净化作用;风车草对水体中COD、总氮、氨氮、硝酸盐氮、总磷、磷酸盐磷和叶绿素a的净去除率依次为48.40%、58.94%、39.87%、42.16%、53.57%、56.82%和39.13%;美人蕉对水体中COD、总氮、氨氮、硝酸盐氮、总磷、磷酸盐磷和叶绿素的净去除率依次为47.35%、53.65%、45.08%、34.93%、50.36%、47.73%和30.51%;香蒲对水体中COD、总氮、氨氮、硝酸盐氮、总磷、磷酸盐磷和叶绿素的净去除率依次为43.20%、51.09%、29.44%、21.82%、37.86%、44.09%和16.75%。不同植物对水体中氮、磷等营养盐的去除效果存在一定差异,风车草对氮、磷等营养元素的总体去除效果最好,其次为美人蕉,香蒲其净化表现要差于风车草和美人蕉。除此之外,试验还表明植物对水体污染物的去除效果与植物生长的状态密切相关。植物对水中总氮、总磷的去除主要是植物的吸收作用,微生物-植物根系关系对增加水中溶解氧分解有机物起主要作用,同时加速NH_4~+-N向NO_3~--N转化,利于植物的吸收和利用。 2.现场动态实验中受污染景观水体依次流经表面流人工湿地(表面流湿地种植有风车草和美人蕉等植物)—风车草生物浮岛—美人蕉生物浮岛。当进水浓度COD为35.10~65.80mg/L,TN为1.38~3.40mg/L,NH_4~+-N为0.675~0.982mg/L,NO_3~--N为0.21~0.77mg/L,TP为0.06~0.17mg/L时,COD、TN、NH_4~+-N、NO_3~--N、和TP在该系统中的总去除率范围分别约为65.81%~87.16%,31.16%~77.94%,44.30%~76.27,-42.86%~54.90%,56.25%~76.47%;在表面流人工湿地系统分别为35.33%~52.45%,18.84%~50.59%,15.45%~44.70%,-19.05%~44.16%,25.00%~44.12%;在生物浮岛净化系统分别为47.14%~75.00%,15.18%~62.32%,32.62%~52.12%,20.00%~25.81%,39.53%~51.58%。综上所述,受污染景观水体流经合理配置的植物处理单元,在多种生物的协同作用下,水中的COD、TN、NH_3-N和TP等污染物能被有效地去除,达到较好的处理效果。 3、三洲田水库景观水体是一个整体,其湖水总体变化趋势受多方面的影响。结合现场调查及项目区水文概况,本着“环保”、“生态”、“自然”的建设理念,对整个水域的水质保证工艺提出了环境改善与生态净化相结合的思想,通过生物浮岛并辅以表面流湿地、生态砾石床以及附着生物的人工水草等工程措施进行生态修复净化试验,达到改善整个水域水质的目的。 本研究不仅对我国污水生态净化理论和技术进行了积极的探索,为三洲田水库富营养化水体的治理提供了可行的方法,同时,也为全国具有相似状况的中小型水库及湖泊的治理提供了可以借鉴的经验和成果,对我国水体富营养化治理及水体可持续利用有着重要的意义。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:X52

【参考文献】
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