植物浮床技術(shù)作為一種經(jīng)濟(jì)、有效的低能生態(tài)技術(shù),目前已被廣泛應(yīng)用于治理湖泊、城市景觀水體和河流等敞開水體。一般認(rèn)為,植物是影響植物浮床凈化效果最主要的因素。本研究以粉綠狐尾藻作為浮床植物,開展水培試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn),對(duì)比研究粉綠狐尾藻與其他幾種常見浮床植物凈水能力的差異性,探究不同覆蓋率對(duì)粉綠狐尾藻浮床凈化效果的影響;同時(shí),以宜興宗家橋河為例開展工程示范,分析粉綠狐尾藻不同時(shí)期根冠比和氮磷在其體內(nèi)的遷移規(guī)律,提出綠狐尾藻作為浮床植物的管理策略;并通過16sDNA高通量測序法,分析植物浮床系統(tǒng)對(duì)不同區(qū)域水體微生物多樣性和細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響;論文最后通過對(duì)宗家橋河水質(zhì)的長期監(jiān)測,以評(píng)價(jià)工程措施對(duì)宗家橋河修復(fù)的效果,旨在為粉綠狐尾藻浮床的推廣使用提供參考依據(jù)。(1)水培試驗(yàn)結(jié)果表明,粉綠狐尾藻生長繁殖能力和凈水能力較強(qiáng)。粉綠狐尾藻對(duì)TN的去處率提高了44.73%,去除率達(dá)到81.48%,與空心菜和野生水芹菜較為接近;粉綠狐尾藻對(duì)NH_4~+-N去除效果僅次于鳳眼蓮,優(yōu)于空心菜和野生水芹菜,去除率為80.13%;幾種浮床植物對(duì)NO_3~--N的去除效果差異不明顯;浮床植物對(duì)TP的去除效率小于對(duì)TN的去除效率,6種水生植物中空心菜、鳳眼蓮、野生水芹菜和粉綠狐尾藻的去除效果最好,分別達(dá)到了69.74%、66.85%、64.16%和59.28%,黃菖蒲和空心蓮子菜處理效果相對(duì)較差。(2)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明,粉綠狐尾藻浮床可以可以顯著提高處理組污染物去除率,可以有效地緩沖水池pH的變化,并將其維持在7.5至7.0之間。但浮床的存在阻止了大氣向水體擴(kuò)散氧氣,使處理組DO濃度顯著低于對(duì)照組。在本試驗(yàn)中,粉綠狐尾藻浮床覆蓋率的提高也有利于污染物的去除。但是20%和30%覆蓋率條件下水體TN、NH_4~+-N和TP等指標(biāo)的去除率并沒有顯著性差異,平均去除率分別為85.55%、84.03%和91.52%。此外,利用去除粉綠狐尾藻浮床去除不同污染物的最佳停留時(shí)間也不相同,TN和葉綠素a的最佳處理時(shí)間為15天,NH_4~+-N的最佳處理時(shí)間為5天,TP、COD_(Mn)和NO_3~--N的最佳處理時(shí)間為20天或者更長。(3)粉綠狐尾藻浮床原位工程示范結(jié)果表明,定期收獲和有效管理對(duì)提高浮床系統(tǒng)效率意義重大。建議在7月之后對(duì)綠狐尾藻進(jìn)行多次收獲,收獲方式采用整株收獲。粉綠狐尾藻生長周期集中在4月到8月,其水上部分占比大部分時(shí)間小于水下部分,且水上部分和水下部分TN、TP含量并沒有顯著性差異,TN在6月至9月間最高,平均達(dá)到32.38 g/kg,TP在7月至9月間最高,平均達(dá)到6.56 g/kg。相對(duì)3月份,粉綠狐尾藻浮床總生物量(干重)在六個(gè)月間增長了7.36倍,N含量增加了13.38倍,P含量增加了9.77倍。初步估算浮床依靠植物吸收去除了581.74 kg N元素和114.03 kg P元素。粉綠狐尾藻作為一種水生植物,適應(yīng)和繁殖能力較強(qiáng),能夠耐低溫,可以作為一種浮床植物推廣使用。(4)微生物多樣性分析結(jié)果表明,浮床系統(tǒng)可以顯著提高浮床下層水體和敞水區(qū)的生物多樣性。通過門分類水平上的微生物群落結(jié)構(gòu)分析,發(fā)現(xiàn)變形菌門、放線細(xì)菌門、藍(lán)藻細(xì)菌門、擬桿菌門、綠彎菌門和酸桿菌門的微生物為主要優(yōu)勢菌群,其相對(duì)豐度比例之和占總相對(duì)豐度的89.6%到98.7%。本研究中藍(lán)藻細(xì)菌門雖然在敞水區(qū)和浮床下層占比較小,但均值仍然達(dá)到了19%,仍然存在藍(lán)藻大量繁殖并進(jìn)一步惡化水質(zhì)的可能性。(5)通過長期監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn),宗家橋河經(jīng)過治理后水質(zhì)凈化效果明顯。至2018年9月,宗家橋河考核斷面的河水基本消除黑臭,河水的DO、COD_(Mn)、NH_4~+-N、TN和TP濃度的平均值均達(dá)到課題的目標(biāo)要求。但是,在示范工程運(yùn)行期間,受降雨、行洪和季節(jié)等因素的影響,宗家橋河水的污染物濃度波動(dòng)較大,進(jìn)而對(duì)河水中的NH_4~+-N、COD_(Mn)等污染物的凈化造成一定影響,因此,需要進(jìn)一步加強(qiáng)水面保潔以及植物維護(hù)等工作,尤其是要加強(qiáng)粉綠狐尾藻浮床不受人為破壞。
【學(xué)位單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X52;X173
【部分圖文】：

技大學(xué)碩士論文 第一章緒。英國政府通過合理規(guī)劃泰晤士河沿岸污水廠，采用新型污水處理措施，水負(fù)荷，減少河道入流污染負(fù)荷，以緩解泰晤士河水污染問題[10, 11]。這也我國目前最重要的治理思路。（2）緩沖帶攔截技術(shù)緩沖帶攔截技術(shù)是生態(tài)河道建設(shè)中的關(guān)鍵，可充分截流農(nóng)業(yè)面源、地表徑染源，凈化后且達(dá)到斷面水質(zhì)考核標(biāo)準(zhǔn)后在排入河道（圖 1-1）。它是河流自然水體和陸域之間的生態(tài)過渡帶，用來攔截去除進(jìn)入自然水體的污染物，它還具有很多功能，如提供生物棲息地、改良土壤生境、營造生態(tài)景觀持水土等[12]。它包括生態(tài)塘、人工濕地、生態(tài)溝渠、下凹式綠地等生態(tài)凈施。

人工濕地處理技術(shù)是一種人工投配污水到種有水生植物的土地上、以不同方制有效停留時(shí)間并使其沿著一定的方向流動(dòng)，通過過濾、吸附、沉淀、離子、植物吸收、微生物分解等來實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化的生物處理技術(shù)[18]（圖 1-2）濕地可分為表面流和潛底流 2 種類型[19]。德國研究人員[20]比較了兩種類型工濕地（水平和垂直）對(duì)富營養(yǎng)水體中營養(yǎng)物質(zhì)的去除效果，發(fā)現(xiàn)超過 90機(jī)污染物和 N、P 等污染污染被去除。加拿大[21]利用潛流蘆葦人工濕地在植長旺季去除了進(jìn)水 60%的 TN 和 73%的 TP，磷酸鹽平均去除率為 94%。近，一些學(xué)者利用人工濕地系統(tǒng)對(duì)農(nóng)田徑流氮磷進(jìn)行了去除研究[22]。劉波[23靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和模擬人工降雨實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了四種不同植物配置和填料配置的人工濕地對(duì)農(nóng)田徑流中磷的去除，結(jié)果表明植物在人工濕地?cái)r截去除磷的過起著重要的作用，但人工濕地填料是其攔截去除磷的主要因素。史鵬博等[2人工濕地填料對(duì)降雨徑流氮磷的吸附實(shí)驗(yàn)，分析了不同填料組合對(duì)氮、磷的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)性能，研究結(jié)果表明沸石和空心磚 1:1 混合去除氮磷效果最

科技大學(xué)碩士論文 第一章構(gòu)成一個(gè)小型調(diào)節(jié)池，具備調(diào)節(jié)池的截留沉淀功能，其綠地地面到雨水口起著集蓄徑流作用，在雨水口至路面的高程差為滯留徑流部分。同時(shí)綠地為一種處理污水的天然土地處理系統(tǒng)，其覆被植物、土壤、微生物發(fā)揮著水徑流的重要作用，主要通過物理截留、植物吸收、蒸發(fā)等過程有效去除流中的污染物，在其去污功能中占據(jù)了重要的作用，綠地中土壤主要發(fā)揮、沉淀、截留和吸附的重要作用，微生物的吸附降解也是綠地系統(tǒng)去污的節(jié)[27]。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2840717