一種硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法，其步驟：1）沉水植物種類的選擇；2）種植載體的制作：將竹圈襯在降解無紡布網(wǎng)袋中，網(wǎng)袋中裝入環(huán)保陶瓷濾球，并用降解纖維帶將網(wǎng)袋串聯(lián)起來；3）種植方法：將沉水植物幼苗移栽到網(wǎng)袋中，然后將串聯(lián)的網(wǎng)袋沉入湖底；4）沉水植物生長初期通過環(huán)保陶瓷濾球吸附底泥和水體中氮、磷等物質(zhì)，沉水植物生長后，通過沉水植物和陶瓷濾球的聯(lián)合作用修復(fù)富營養(yǎng)化湖泊水體和底泥；5）對沉水植物進行科學(xué)管理和養(yǎng)護。本發(fā)明應(yīng)用于硬底質(zhì)淤泥層較薄的富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)工程。操作簡單易行，成本低廉，沉水植物成活率高，無二次污染，將生態(tài)修復(fù)技術(shù)推廣應(yīng)用到硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的修復(fù)工程中。
【專利說明】一種硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法，特別是涉及一種硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法。可應(yīng)用于硬底質(zhì)淤泥層較薄的富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)工程。
【背景技術(shù)】
[0002]富營養(yǎng)化湖泊的修復(fù)技術(shù)主要有底泥疏浚和底泥覆蓋技術(shù)、截污技術(shù)、人工增氧技術(shù)、引水清污技術(shù)和生物生態(tài)修復(fù)技術(shù)等。生物修復(fù)技術(shù)是近年來新興的一門環(huán)境生物技術(shù)，20世紀年代80中期發(fā)達國家就對生物修復(fù)技術(shù)進行了研究，并在實際湖泊修復(fù)工程中得到了應(yīng)用。但目前生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于實際工程中還存在技術(shù)不夠成熟穩(wěn)定、技術(shù)手段單一性、效果的不可預(yù)見性等問題。隨著我國社會發(fā)展的需要，對湖泊水體治理要求和技術(shù)水平的提高，生態(tài)修復(fù)技術(shù)作為一種經(jīng)濟和環(huán)保效益高、修復(fù)效果好的環(huán)境污染治理技術(shù)，將在實際工程中得到更廣泛的應(yīng)用。
[0003]沉水植物種植和修復(fù)技術(shù)是生態(tài)修復(fù)工程的關(guān)鍵技術(shù)，利用水生大型植物修復(fù)水體和底泥污染是治理、調(diào)節(jié)和抑制水體富營養(yǎng)化的有效途徑之一。沉水植物有著巨大的生物量，與環(huán)境進行著大量的物質(zhì)和能量的交換，形成了十分龐大的環(huán)境容量和強有力的自凈能力。沉水植物整個生長過程都生活在水中，根、莖、葉都可以吸收水中的營養(yǎng)物質(zhì)，其生長發(fā)育過程就是吸收水中營養(yǎng)物質(zhì)的過程，且根際微生物可降解有機污染物，不斷凈化水質(zhì)和修復(fù)底泥。但是在硬底質(zhì)薄淤泥層的湖泊中，一般不能直接種植沉水植物，或者沉水植物成活率低，生態(tài)修復(fù)工程難以推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明專利的目的是針對上述富營養(yǎng)化湖泊難以應(yīng)用生態(tài)修復(fù)工程的問題，是在于提供了一種硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法，通過環(huán)保陶瓷濾球和沉水植物的聯(lián)合作用修復(fù)水體和底泥，該生態(tài)修復(fù)方法操作簡單易行，成本低廉，沉水植物成活率高，無二次污染，具有經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，可將生態(tài)修復(fù)技術(shù)推廣應(yīng)用到硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的修復(fù)工程中。
[0005]為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法，其步驟如下:
1)沉水植物種類的選擇:選擇凈化能力強、植株根系較發(fā)達的植物種類；
2)種植載體的制作:將一個半徑為20cm的竹圈襯在網(wǎng)目為IcmXlcm的可降解無紡布網(wǎng)袋中，網(wǎng)袋中裝入環(huán)保陶瓷濾球(粒徑2-5cm)，并用可降解纖維帶將3飛個網(wǎng)袋串聯(lián)起來；
3)種植方法:將沉水植物幼苗(長度為5~8cm)移栽到網(wǎng)袋中，然后將串聯(lián)的網(wǎng)袋沉入湖底；
4)沉水植物生長初期主要通過環(huán)保陶瓷濾球吸附底泥和水體中氮、磷等物質(zhì)，沉水植物生長后，通過沉水植物和陶瓷濾球的聯(lián)合作用修復(fù)富營養(yǎng)化湖泊水體和底泥；5)對沉水植物進行科學(xué)管理和養(yǎng)護，如通過外加光源增加光照強度、進行植物枝葉的修剪、病蟲害防治及衰敗植物的清除打撈等工作。
[0006]所述的沉水植物為滿足當?shù)貧夂蚣八驐l件的菹草、苦草、穗花狐尾藻、馬來眼子菜、微齒眼子菜以及伊樂藻等其中的一種或二至六種的任意組合；
所述的環(huán)保陶瓷濾球為以工業(yè)廢渣鎂渣(所占比例:40%-50%)、粉煤灰(所占比例:15%-20%)、煤矸石(所占比例:10%-15%)、劣質(zhì)粘土 (所占比例:5%-10%)等固體廢物為主要原料，和成孔劑(聚苯乙烯顆粒，所占比例:5%-10%)及粘結(jié)劑(羧甲基纖維素與硅溶膠，所占比例:10%-15%)等配料燒制而成的鎂渣環(huán)保陶瓷濾球；
所述的沉水植物和環(huán)保陶瓷濾球的聯(lián)合作用是指多孔環(huán)保陶瓷濾球良好的吸附性能可吸附底泥和水體中氮、磷等營養(yǎng)鹽，沉水植物生長初期所需的營養(yǎng)物質(zhì)主要來自陶瓷濾球所吸附的營養(yǎng)鹽，同時沉水植物在其生長過程中可通過生物化學(xué)作用凈化水質(zhì)和修復(fù)底泥，陶瓷濾球表面形成的生物膜和沉水植物根際微生物可共同降解水體和底泥中的有機物。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
1、工藝操作簡單，成本低廉，修復(fù)效果好；
2、廢物資源化利用，所用的環(huán)保陶瓷濾球為以工業(yè)廢渣鎂渣為主要原料制備的鎂渣環(huán)保陶瓷濾球；
3、可解決硬底質(zhì)湖泊 中沉水植物著根難、易漂浮等問題，環(huán)保陶瓷濾球多孔的結(jié)構(gòu)使植物根系不會因缺氧而腐爛，且水草群落穩(wěn)定性好，有利于水域生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，加快整個生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和構(gòu)建；
4、陶瓷濾球與沉水植物聯(lián)合作用優(yōu)勢互補，生態(tài)效應(yīng)好，有利于水域生態(tài)良性循環(huán)；
5、硬底質(zhì)湖泊中沉水植物成活率可達90%以上，修復(fù)區(qū)水體得到明顯改善，水體透明度可提高15cm以上，底泥表層(O-1Ocm)有機物、總氮及總磷去除率可達到40%、10%和15%以上。
【具體實施方式】
[0008]為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0009]實施例1:
一種硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法，其步驟是:
1)沉水植物種類選擇苦草；
2)將一個半徑為20cm的竹圈襯在網(wǎng)目為IcmXIcm的可降解無紡布網(wǎng)袋中，網(wǎng)袋高度為35cm，網(wǎng)袋中裝入厚度為15cm的環(huán)保陶瓷濾球(粒徑2-5cm)，并用可降解纖維帶將5個網(wǎng)袋串聯(lián)起來；
3)在浙江省某硬底質(zhì)、薄淤泥層湖泊的生態(tài)修復(fù)示范區(qū)實施了本發(fā)明。將苦草長約5cm幼苗移栽到網(wǎng)袋中，然后將串聯(lián)的網(wǎng)袋在湖面上均勻的平拋沉入湖底；
4)定期對苦草進行管理和養(yǎng)護。
[0010]種植6個月后，苦草成活率達90%，種植區(qū)域的70%被苦草覆蓋，生態(tài)修復(fù)示范區(qū)水體透明度提高了 15cm。底泥表層(O-1Ocm)有機物、總氮及總磷去除率分別達到45%、12%和 15%。
[0011]該方法可有效解決沉水植物鮮體移植時易漂浮問題，通過多個串聯(lián)的網(wǎng)袋將植物鮮體約束固定，可促使沉水植物扎根生長，且環(huán)保陶瓷濾球多孔的結(jié)構(gòu)使植物根系不會因缺氧而腐爛。沉水植物通過生物作用凈化水質(zhì)和修復(fù)底泥，同時多孔環(huán)保陶瓷濾球良好的吸附性能可吸附底泥和水體中氮、磷等營養(yǎng)鹽，陶瓷濾球表面形成的生物膜和沉水植物根際微生物可降解有機物。該生態(tài)修復(fù)方法操作簡單易行，成本低廉，沉水植物成活率高，無二次污染，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益好。
[0012]所述的環(huán)保陶瓷濾球為以工業(yè)廢渣鎂渣45%、粉煤灰20%、煤矸石12%、劣質(zhì)粘土 8%為原料，然后加成孔劑(聚苯乙烯顆粒7%)及粘結(jié)劑(羧甲基纖維素與硅溶膠8%)等配料燒制而成的鎂渣環(huán)保陶瓷濾球(有關(guān)制備具體過程請見陶瓷學(xué)報，2010年3月，第31卷第I期，鎂渣多孔陶瓷濾球氣孔率的調(diào)控)。
[0013]實施例2:
一種硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法，其步驟是:
1)沉水植物種類選擇穗花狐尾藻；
2)將一個半徑為20cm的竹圈襯在網(wǎng)目為IcmXIcm的可降解無紡布網(wǎng)袋中，網(wǎng)袋高度為35cm，網(wǎng)袋中裝入厚度為15cm的環(huán)保陶瓷濾球(粒徑2-5cm)，并用可降解纖維帶將5個網(wǎng)袋串聯(lián)起來；
3)在江蘇省某硬底質(zhì)湖泊的生態(tài)修復(fù)區(qū)實施了本發(fā)明。將穗花狐尾藻長約5cm莖段移栽到網(wǎng)袋中，然后將串 聯(lián)的網(wǎng)袋在湖面上均勻的平拋沉入湖底；
4)定期對穗花狐尾藻進行管理和養(yǎng)護。
[0014]種植6個月后，穗花狐尾藻成活率達95%，種植區(qū)域的70%被穗花狐尾藻覆蓋，生態(tài)修復(fù)示范區(qū)水體透明度提高了 15cm。底泥表層(O-1Ocm)有機物、總氮及總磷去除率分別達到 46%、12% 和 16%。
[0015]實施例3:
一種硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法，其步驟是:
1)沉水植物種類選擇菹草；
2)將一個半徑為20cm的竹圈襯在網(wǎng)目為IcmXIcm的可降解無紡布網(wǎng)袋中，網(wǎng)袋高度為35cm，網(wǎng)袋中裝入厚度為15cm的環(huán)保陶瓷濾球(粒徑2-5cm)，并用可降解纖維帶將5個網(wǎng)袋串聯(lián)起來；
3)在浙江省某硬底質(zhì)、薄淤泥層湖泊的生態(tài)修復(fù)示范區(qū)實施了本發(fā)明。將菹草長約5cm幼苗移栽到網(wǎng)袋中，然后將串聯(lián)的網(wǎng)袋在湖面上均勻的平拋沉入湖底；
4)定期對菹草進行管理和養(yǎng)護。
[0016]種植6個月后，菹草成活率達95%，種植區(qū)域的75%被菹草覆蓋，生態(tài)修復(fù)示范區(qū)水體透明度提高了 18cm。底泥表層(O-1Ocm)有機物、總氮及總磷去除率分別達到46%、10%和 18%。
[0017]實施例4:
一種硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法，其步驟是:
1)沉水植物種類選擇菹草和伊樂藻；
2)將半徑為20cm的竹圈襯在網(wǎng)目為IcmXIcm的可降解無紡布網(wǎng)袋中，網(wǎng)袋高度為35cm，網(wǎng)袋中裝入厚度為15cm的環(huán)保陶瓷濾球(粒徑2-5cm)，并用可降解纖維帶將4個網(wǎng)袋串聯(lián)起來；
3)在浙江省某硬底質(zhì)、薄淤泥層湖泊的生態(tài)修復(fù)示范區(qū)實施了本發(fā)明。將菹草和伊樂藻長約5cm幼苗移栽到網(wǎng)袋中，菹草和伊樂藻種植數(shù)量比為1:1，然后將串聯(lián)的網(wǎng)袋在湖面上均勻的平拋沉入湖底；
4)定期對菹草和伊樂藻進行管理和養(yǎng)護。
[0018]種植6個月后，菹草成活率為90%，伊樂藻成活率達90%，種植區(qū)域的75%被菹草和伊樂藻覆蓋，生態(tài)修復(fù)示范區(qū)水體透明度提高了 20cm。底泥表層(O-1Ocm)有機物、總氮及總磷去除率分別 達到45%、16%和15%。
【權(quán)利要求】
1.一種硬底質(zhì)富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)方法，其步驟是: 1)沉水植物種類的選擇:選擇凈化能力強、植株根系較發(fā)達的植物種類； 2)種植載體的制作:將一個半徑為20cm的竹圈襯在網(wǎng)目為IcmXIcm的降解無紡布網(wǎng)袋中，網(wǎng)袋中裝入環(huán)保陶瓷濾球，并用降解纖維帶將3飛個網(wǎng)袋串聯(lián)起來； 3)種植方法:將沉水植物幼苗移栽到網(wǎng)袋中，然后將串聯(lián)的網(wǎng)袋沉入湖底； 4)沉水植物生長初期通過環(huán)保陶瓷濾球吸附底泥和水體中氮、磷物質(zhì)，沉水植物生長后，通過沉水植物和陶瓷濾球的聯(lián)合作用修復(fù)富營養(yǎng)化湖泊水體和底泥； 5)對沉水植物進行科學(xué)管理和養(yǎng)護，通過外加光源增加光照強度、進行植物枝葉的修剪、病蟲害防治及衰敗植物的清除打撈工作； 所述的沉水植物為菹草、苦草、穗花狐尾藻、馬來眼子菜、微齒眼子菜以及伊樂藻其中的一種或二至六 種的任意組合。
【文檔編號】C02F3/32GK103755033SQ201410013861
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】吳振斌, 張義, 賀鋒, 夏世斌, 徐棟, 周巧紅, 張垚磊 申請人:中國科學(xué)院水生生物研究所