❶ 水生植物如何達到凈化水質的目的
1、物理作用主要是指植物根系對
顆粒態
氮、磷的吸附、截留和促進沉降等作用。
漂浮植物
發達的根系與水體
接觸面積
很大,能形成一道密集的過濾層。當水流經過時,不溶性膠體會被根系吸附或截留。與此同時,粘附於根系的細菌在進入內源呼吸階段後會發生凝聚,把懸浮性的有機物和新陳代謝產物沉降下來。2、微生物作用植物發達的根系不但為微生物的附著、棲生、繁殖提供了場所,而且還能分泌一些有機物促進
微生物的代謝
。一方面,微生物能將污水中的有機態氮、磷和非溶解性氮、磷降解成溶解性小分子,繼續被植物體吸收利用;另一方面,由於在水生
高等植物
根系存在
富氧
與缺氧區,為
微生物脫氮
過程提供了良好的微環境條件;一部分
氨氮
和
硝態氮
直接通過硝化-反硝化過程得以去除。因此,盡管微生物起著直接作用,但植物的生理代謝活動也是不可缺少。3、吸收作用氮、磷是藻類等
浮游生物
生長的最主要
限制因子
,水體中氮、磷的含量直接決定了藻類的繁殖速率;同樣植物也可以直接吸收氮、磷,同化為自身的結構組成物質,但是與藻類相比,氮、磷在植物體內的儲存更加穩定,較容易通過人工收獲將其固定的氮、磷帶出水體。水生高等植物具有生長快的特點,能夠大量吸收水體中的營養物質,為水中營養物質提供了輸出的渠道;水生高等植物提高水體
溶解氧
,為其他物種提供或改善生存條件;提高透明度,改善水體的景觀效應;同時,
水生植物
對藻類具有克制效應,可以抑制藻類的生長,起到改善水質的作用;並且,水生植物還是湖泊生產力的主要物質基礎,能為經濟水生動物提供索餌育肥和生長繁衍的場所。
其實,水生植物一般通過促進湖泊河流水體中含磷物質的沉降和抑製表層沉積物的再懸浮而起到促進磷的沉積,從而降低了水體中磷的含量;將水體中的氮傳輸到底泥中,這對於降低湖泊河流中水體中的氮磷含量、防止
水體富營養化
和黑臭具有積極意義。水生植物還和
浮游植物
(主要指各類藻類)競爭營養物質和光能,前者個體大、生長周期長、吸取和儲存營養物質的能力強,它的存在可以抑制浮游植物的生長。因此,通過恢復水生植物,可以增加系統的
生物多樣性
,提高了系統
抗干擾能力
,使水生生態系統結構更加穩定。
❷ 如何應用生物學來治理水體富營養化
富營養化的防治是水污染處理中最為復雜和困難的問題,其原因如下:①污染物質來源多樣,排放量大。導致水質富營養化的氮、磷營養物質,既有天然源,又有人為源;既有外源性,又有內源性。含氮、磷元素的水量以當前的發展情勢分析,仍呈增長態勢。②受污水體中營養元素的去除難度大,目前還沒有一種有效的治理手段可以實現對氮、磷元素的有效去除。當前,防治水體富營養化措施可以從以下幾點加以考慮:
(1)控制外源性氮、磷輸入
外源性污染物的進入是造成水體富營養化的主要因素。如果減少或者截斷外部輸入的營養物質,將會使水體富營養化發生的可能性大大降低。為此,首先應該著重減少或者截斷外部營養物質的輸入,控制外源性營養物質,應從控制人為污染源著手,准確調查清楚排入水體營養物質的主要排放源,監測排入水體的廢水和污水中的氮、磷濃度,計算出年排放的氮、磷總量,為實施控制外源性營養物質的措施提供可靠的科學依據。
(2)減少內源性氮、磷富集
在控制外源性氮、磷輸入的同時,也需要加強對內源性氮、磷的及時清除。輸入到湖泊等水體的營養物質在時空分布上是非常復雜的。氮、磷元素在水體中可能被水生生物吸收利用,或者以溶解性鹽類形式溶於水中,或者經過復雜的物理化學反應和生物作用而沉降,並在底泥中不斷積累,或者從底泥中釋放進入水中。減少內源性營養物負荷,有效地控制湖泊內部磷富集,應視不同情況,採用不同的方法。
具體可以採取的措施有如下幾條:
(1)工程措施
包括挖掘底泥、深層曝氣、注水沖稀以及在底泥表面敷設塑料等手段。挖掘底泥可以顯著降低底泥中營養元素向水體釋放;深層曝氣,保證對水體厭氧區的控制,抑制厭氧過程的發生以及底泥中營養元素的釋放。此外,也可以採用氮、磷濃度低的清潔水注入湖泊的方法,對富營養狀態的水體進行稀釋。
(2)化學方法
包括凝聚沉降和用化學葯劑殺藻的方法,例如有許多種陽離子可以使磷有效地從水溶液中沉澱出來,較為常用的、經濟的主要有鐵、鋁鹽等。通過與磷酸鹽生成不溶性沉澱物而沉降下來,但是沉澱物會富集在底泥中,存在再次向水體中的可能性。在化學法中,還有一種方法是用殺藻劑殺死藻類。殺藻劑將藻殺死後,需要及時將藻類撈起以避免藻類腐敗後所含有的營養元素再次向水體中釋放;或者再投加適當的化學葯品,將藻類腐爛分解釋放出的磷酸鹽沉降。
(3)生物措施
利用水生生物吸收氮、磷元素進行代謝活動以去除水體中氮、磷營養物質的方法。大型水生植物包括鳳眼蓮、蘆葦、狹葉香蒲、加拿大海羅地、多穗尾藻、麗藻、破銅錢等許多種類,可根據不同的氣候條件和污染物的性質進行適宜的選栽。水生植物凈化水體的特點是以大型水生植物為主體,植物和根區微生物共生,產生協同效應,凈化污水。經過植物直接吸收、微生物轉化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和懸浮顆粒,同時對重金屬分子也有去除效果。水生植物一般生長快,收割後經處理可作為燃料、飼料,或經發酵產生沼氣。這是目前國內外治理湖泊水體富營養化的重要措施。
近年來,有些國家採用生物控制的措施控制水體富營養化,也收到了比較明顯的效果。例如,德國近年來採用了生物控制,成功地改善了一個人工湖泊(平均水深7米)的水質。其辦法是每年在湖中投放食肉類魚種如狗魚、鱸魚去吞食吃浮游動物的小魚,幾年之後這種小魚顯著減少,而浮游動物(如水蚤類)增加了,從而使作為其食料的浮游植物量減少,整個水體的透明度隨之提高,細菌減少、氧氣平衡的水深分布狀況改善。但也發現,浮游植物種群有所改變,藍綠藻生長量比例卻增高,因為它們不能被浮游動物捕食,為此可以放養鰱魚來控制這種藻類的生長。
❸ 微生物是怎樣凈化污水的
目前,廢水處理有物理方法、化學方法和生物方法,而用微生物處理廢水的生物方法以效率高、成本低受到了廣泛關注。
能除掉毒物的微生物主要是細菌、黴菌、酵母菌和一些原生動物。它們能把水中的有機物變成簡單的無機物,通過生長繁殖活動使污水凈化。
有種芽孢桿菌能把酚類物質轉變成醋酸吸收利用,除酚率可以達到99%;一種耐汞菌通過人工培養可將廢水中的汞吸收到菌體中,改變條件後,菌體又將汞釋放到空氣中,用活性炭就可以回收。
有的微生物能把穩定有毒的DDT轉變成溶解於水的物質而解除毒性。
每年在運輸中有150萬噸的原油流入世界水域使海洋污染,清除這些油類,真菌比細菌能力更強。在去毒凈化中,不同的微生物各有「高招」!枯草桿菌、馬鈴薯桿菌能清除體內酷胺;溶膠假單孢桿菌可以氧化劇毒的氰化物;紅色酵母菌和蛇皮癬菌對聚氯聯苯有分解能力。
用微生物處理廢水常用生物膜法。所有的污水處理裝置都有固定的濾料介質如碎石、煤渣及塑料等,在濾料介質的表面覆蓋著一層由各類微生物組成的黏狀物稱為生物膜。
生物膜主要是由細菌菌膠團和大量真菌菌絲組成,在表面還棲息著很多原生動物。當污水通過濾料表面時,生物膜大量地吸附水中各種有機物,同時膜上的微生物群利用溶解氧將有機物分解,產生可溶性無機物隨水流走,產生的二氧化碳和氫氣等釋放到大氣中,使污水得到凈化。
❹ 哪些水生植物,可以改善水質
1、水葫蘆
多年生宿根浮水草本植物。因其在根與葉之間有一像葫蘆狀的大氣泡又稱水葫蘆。莖葉懸垂於水上,櫱枝匍匐於水面。花色艷麗美觀。葉色翠綠偏深。須根發達,分櫱繁殖快,管理粗放,凈化水質的良好植物。
2、紅樹林
紅樹林生態效益是它的防風消浪、促淤保灘、固岸護堤、凈化海水和空氣的功能。
3、蘆葦
水生植物,放在水裡。它的主要機能可以歸納為幾個方面:水質凈化;創造生物(鳥類、魚類)的生息空間;改善景觀。
4、目前治污植物主要是一些水生的茭白、蘆葦、美人蕉、黃花鶯尾、燈心草、沙草等20餘種水生植物,它們不僅能夠有效地吸收水體中的氮、磷等元素,起到凈化水質、美化環境的作用,而且這種植物治污技術比其他處理方式的成本要降低三成。
水質(water quality )水體質量的簡稱。它標志著水體的物理(如色度、濁度、臭味等)、化學(無機物和有機物的含量)和生物(細菌、微生物、浮游生物、底棲生物)的特性及其組成的狀況。
水質為評價水體質量的狀況,規定了一系列水質參數和水質標准。如生活飲用水、工業用水和漁業用水等水質標准。
未經人類活動污染的自然界水的物理化學特性及其動態特徵。物理特性主要指水的溫度、顏色、透明度、嗅和味。水的化學性質由溶解和分散在天然水中的氣體、離子、分子、膠體物質及懸浮質、微生物和這些物質的含量所決定。