❶ 水生植物如何达到净化水质的目的
1、物理作用主要是指植物根系对
颗粒态
氮、磷的吸附、截留和促进沉降等作用。
漂浮植物
发达的根系与水体
接触面积
很大,能形成一道密集的过滤层。当水流经过时,不溶性胶体会被根系吸附或截留。与此同时,粘附于根系的细菌在进入内源呼吸阶段后会发生凝聚,把悬浮性的有机物和新陈代谢产物沉降下来。2、微生物作用植物发达的根系不但为微生物的附着、栖生、繁殖提供了场所,而且还能分泌一些有机物促进
微生物的代谢
。一方面,微生物能将污水中的有机态氮、磷和非溶解性氮、磷降解成溶解性小分子,继续被植物体吸收利用;另一方面,由于在水生
高等植物
根系存在
富氧
与缺氧区,为
微生物脱氮
过程提供了良好的微环境条件;一部分
氨氮
和
硝态氮
直接通过硝化-反硝化过程得以去除。因此,尽管微生物起着直接作用,但植物的生理代谢活动也是不可缺少。3、吸收作用氮、磷是藻类等
浮游生物
生长的最主要
限制因子
,水体中氮、磷的含量直接决定了藻类的繁殖速率;同样植物也可以直接吸收氮、磷,同化为自身的结构组成物质,但是与藻类相比,氮、磷在植物体内的储存更加稳定,较容易通过人工收获将其固定的氮、磷带出水体。水生高等植物具有生长快的特点,能够大量吸收水体中的营养物质,为水中营养物质提供了输出的渠道;水生高等植物提高水体
溶解氧
,为其他物种提供或改善生存条件;提高透明度,改善水体的景观效应;同时,
水生植物
对藻类具有克制效应,可以抑制藻类的生长,起到改善水质的作用;并且,水生植物还是湖泊生产力的主要物质基础,能为经济水生动物提供索饵育肥和生长繁衍的场所。
其实,水生植物一般通过促进湖泊河流水体中含磷物质的沉降和抑制表层沉积物的再悬浮而起到促进磷的沉积,从而降低了水体中磷的含量;将水体中的氮传输到底泥中,这对于降低湖泊河流中水体中的氮磷含量、防止
水体富营养化
和黑臭具有积极意义。水生植物还和
浮游植物
(主要指各类藻类)竞争营养物质和光能,前者个体大、生长周期长、吸取和储存营养物质的能力强,它的存在可以抑制浮游植物的生长。因此,通过恢复水生植物,可以增加系统的
生物多样性
,提高了系统
抗干扰能力
,使水生生态系统结构更加稳定。
❷ 如何应用生物学来治理水体富营养化
富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题,其原因如下:①污染物质来源多样,排放量大。导致水质富营养化的氮、磷营养物质,既有天然源,又有人为源;既有外源性,又有内源性。含氮、磷元素的水量以当前的发展情势分析,仍呈增长态势。②受污水体中营养元素的去除难度大,目前还没有一种有效的治理手段可以实现对氮、磷元素的有效去除。当前,防治水体富营养化措施可以从以下几点加以考虑:
(1)控制外源性氮、磷输入
外源性污染物的进入是造成水体富营养化的主要因素。如果减少或者截断外部输入的营养物质,将会使水体富营养化发生的可能性大大降低。为此,首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入,控制外源性营养物质,应从控制人为污染源着手,准确调查清楚排入水体营养物质的主要排放源,监测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度,计算出年排放的氮、磷总量,为实施控制外源性营养物质的措施提供可靠的科学依据。
(2)减少内源性氮、磷富集
在控制外源性氮、磷输入的同时,也需要加强对内源性氮、磷的及时清除。输入到湖泊等水体的营养物质在时空分布上是非常复杂的。氮、磷元素在水体中可能被水生生物吸收利用,或者以溶解性盐类形式溶于水中,或者经过复杂的物理化学反应和生物作用而沉降,并在底泥中不断积累,或者从底泥中释放进入水中。减少内源性营养物负荷,有效地控制湖泊内部磷富集,应视不同情况,采用不同的方法。
具体可以采取的措施有如下几条:
(1)工程措施
包括挖掘底泥、深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等手段。挖掘底泥可以显着降低底泥中营养元素向水体释放;深层曝气,保证对水体厌氧区的控制,抑制厌氧过程的发生以及底泥中营养元素的释放。此外,也可以采用氮、磷浓度低的清洁水注入湖泊的方法,对富营养状态的水体进行稀释。
(2)化学方法
包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法,例如有许多种阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来,较为常用的、经济的主要有铁、铝盐等。通过与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来,但是沉淀物会富集在底泥中,存在再次向水体中的可能性。在化学法中,还有一种方法是用杀藻剂杀死藻类。杀藻剂将藻杀死后,需要及时将藻类捞起以避免藻类腐败后所含有的营养元素再次向水体中释放;或者再投加适当的化学药品,将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。
(3)生物措施
利用水生生物吸收氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。大型水生植物包括凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类,可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体,植物和根区微生物共生,产生协同效应,净化污水。经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒,同时对重金属分子也有去除效果。水生植物一般生长快,收割后经处理可作为燃料、饲料,或经发酵产生沼气。这是目前国内外治理湖泊水体富营养化的重要措施。
近年来,有些国家采用生物控制的措施控制水体富营养化,也收到了比较明显的效果。例如,德国近年来采用了生物控制,成功地改善了一个人工湖泊(平均水深7米)的水质。其办法是每年在湖中投放食肉类鱼种如狗鱼、鲈鱼去吞食吃浮游动物的小鱼,几年之后这种小鱼显着减少,而浮游动物(如水蚤类)增加了,从而使作为其食料的浮游植物量减少,整个水体的透明度随之提高,细菌减少、氧气平衡的水深分布状况改善。但也发现,浮游植物种群有所改变,蓝绿藻生长量比例却增高,因为它们不能被浮游动物捕食,为此可以放养鲢鱼来控制这种藻类的生长。
❸ 微生物是怎样净化污水的
目前,废水处理有物理方法、化学方法和生物方法,而用微生物处理废水的生物方法以效率高、成本低受到了广泛关注。
能除掉毒物的微生物主要是细菌、霉菌、酵母菌和一些原生动物。它们能把水中的有机物变成简单的无机物,通过生长繁殖活动使污水净化。
有种芽孢杆菌能把酚类物质转变成醋酸吸收利用,除酚率可以达到99%;一种耐汞菌通过人工培养可将废水中的汞吸收到菌体中,改变条件后,菌体又将汞释放到空气中,用活性炭就可以回收。
有的微生物能把稳定有毒的DDT转变成溶解于水的物质而解除毒性。
每年在运输中有150万吨的原油流入世界水域使海洋污染,清除这些油类,真菌比细菌能力更强。在去毒净化中,不同的微生物各有“高招”!枯草杆菌、马铃薯杆菌能清除体内酷胺;溶胶假单孢杆菌可以氧化剧毒的氰化物;红色酵母菌和蛇皮癣菌对聚氯联苯有分解能力。
用微生物处理废水常用生物膜法。所有的污水处理装置都有固定的滤料介质如碎石、煤渣及塑料等,在滤料介质的表面覆盖着一层由各类微生物组成的黏状物称为生物膜。
生物膜主要是由细菌菌胶团和大量真菌菌丝组成,在表面还栖息着很多原生动物。当污水通过滤料表面时,生物膜大量地吸附水中各种有机物,同时膜上的微生物群利用溶解氧将有机物分解,产生可溶性无机物随水流走,产生的二氧化碳和氢气等释放到大气中,使污水得到净化。
❹ 哪些水生植物,可以改善水质
1、水葫芦
多年生宿根浮水草本植物。因其在根与叶之间有一像葫芦状的大气泡又称水葫芦。茎叶悬垂于水上,蘖枝匍匐于水面。花色艳丽美观。叶色翠绿偏深。须根发达,分蘖繁殖快,管理粗放,净化水质的良好植物。
2、红树林
红树林生态效益是它的防风消浪、促淤保滩、固岸护堤、净化海水和空气的功能。
3、芦苇
水生植物,放在水里。它的主要机能可以归纳为几个方面:水质净化;创造生物(鸟类、鱼类)的生息空间;改善景观。
4、目前治污植物主要是一些水生的茭白、芦苇、美人蕉、黄花莺尾、灯心草、沙草等20余种水生植物,它们不仅能够有效地吸收水体中的氮、磷等元素,起到净化水质、美化环境的作用,而且这种植物治污技术比其他处理方式的成本要降低三成。
水质(water quality )水体质量的简称。它标志着水体的物理(如色度、浊度、臭味等)、化学(无机物和有机物的含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)的特性及其组成的状况。
水质为评价水体质量的状况,规定了一系列水质参数和水质标准。如生活饮用水、工业用水和渔业用水等水质标准。
未经人类活动污染的自然界水的物理化学特性及其动态特征。物理特性主要指水的温度、颜色、透明度、嗅和味。水的化学性质由溶解和分散在天然水中的气体、离子、分子、胶体物质及悬浮质、微生物和这些物质的含量所决定。