论文部分内容阅读
滴水湖是一个集气候调节、休闲娱乐、美化景观为一体的多功能人工湖泊,是上海市临港新城的核心和象征。然而,由于引水河水质较差,滴水湖水体已呈现富营养化状态。并且,由于滴水湖临近东海,盐度较高,改善引水河水质、抑制滴水湖水体富营养化至关重要。本研究选取9种滴水湖当地适生植物,通过实验室小试实验研究不同水生植物对富营养化水体的净化能力及耐盐能力,采用水生植物原位生态修复技术进行水生植物群落配置,对滴水湖C港引水河示范区分区段开展水体生态修复中试工程,最后结合多指标综合评价法对示范区整体水质进行健康评价。该研究对改善河流生态系统健康具有重要的现实意义和指导作用,亦可为我国更多污染河流的生态修复提供工程应用指导。主要取得的研究结果如下:小试实验结果表明,芦苇、黄菖蒲、美人蕉、千屈菜、狐尾藻、黑藻、眼子菜、睡莲、铜钱草9种水生植物对富营养化水体均具有较好的净化效果和较强的耐盐性。水生植物对TN去除率为50.0%97.9%,NH4+-N去除率为75.7%99.9%,TP去除率为55.9%95.9%,CODCr去除率为57.2%67.9%。并且,挺水和沉水植物的去除效率较强于浮叶植物。运用一级动力学模型对主要污染物随时间的变化趋势进行模拟,结果表明,绝大多数污染物的拟合线相关性较好,说明所选9种水生植物对污染水体具有长期净水效果。对不同水生植物根际微生物的结构进行高通量测序,结果表明,9种水生植物均以变形菌门所占比例最高,可见其对于改善水体水质具有重要作用。挺水植物中,芦苇、美人蕉、黄菖蒲、千屈菜的耐受盐度分别为7、7、5、3 g·L-1;沉水植物中,狐尾藻、黑藻、眼子菜的耐受盐度分别为7、5、3 g·L-1;浮叶植物中铜钱草的耐盐性稍强于睡莲,其耐受盐度为5 g·L-1,睡莲的耐受盐度为3 g·L-1。基于水生植物小试实验结果及实地现场考察,采用水生植物原位生态修复技术进行植物群落搭配,利用不同水生植物的净化和耐盐能力不同,构建景观水体缓冲区、挺水-浮叶植物净化区、挺水-沉水-浮叶植物净化区、水下森林区及乡土植物种植区5个生态修复区,对滴水湖C港引水河分功能区段开展水生植物生态修复中试工程,并对中试工程区进行为期一年的水质监测。整体来看,TN、TP、NH4+-N和CODMn均呈现降低的趋势,盐度和叶绿素降低,溶解氧和透明度有所提高。此外,随着示范功能区段水质呈现逐级改善的现象,并且不同区段对污染物的净化效果不同,其中,景观水体缓冲区对NH4+-N去除效果较好,挺水-浮叶植物净化区对TP去除能力最强,水下森林区对CODMn去除率较高,乡土植物种植区对TN净化能力相对较强。结果表明利用水生植物原位生态修复技术制定的规划方案对示范区水体具有显著的净化作用,可以有效提高水体质量。采用多指标综合评价法,构建包含水质特征、河流结构特征、生态特征、社会服务功能4个方面和19个具体指标的河流健康指标体系,结合已构建的评价层次,依据各指标的特点选择合适的评价标准,并运用层次分析法确定每个具体评价指标的权重。结合构建的河流健康评价体系,分析处理各项指标数据,运用综合健康指数法对滴水湖C港示范区修复前后的河流生态系统健康状况进行量化评价工作。结果可知,滴水湖C港引水河修复前的综合健康指数为3.300,河流接近亚健康状态;经生态修复后综合健康指数为3.887,比修复前提高了0.587,表明河流生态系统更接近较健康状态,该生态修复工程有效。