水质净化范文
时间:2023-04-08 20:04:31
导语:如何才能写好一篇水质净化,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
可放入明矾或氯化铁等加以澄清,一般每公升水加入3—5克明矾或氯化铁即可。若觉得水中杂质过多,恐细菌含量超标,可用市场上销售的“漂白净”片进行净化,一般25公升水用一片“漂白净”即可。
使用“漂白净”片或漂白粉后,为避免不良影响,可将井水放置半小时后再饮用。 此外,若对井水不放心,可到供水部门或卫生防疫部门进行检测。
普通净水设备:这种净水设备采用先进的砂滤、超滤等核心技术,同时终端配置紫外线杀菌器,可以有效地净化旱区水质较差的深井水,为偏远/水质不好地区,带来干净、安全、可靠的生活用水。
(来源:文章屋网 )
篇2
关键词:昆明湖;葫芦河;雨水;径流;净化;生态
1 背景介绍
景观水系是城市景观的重要组成部分,随着时代背景改变,当代城市景观水系在具备传统特征的同时,向生态方向发展。工业革命后,现代城市出现了不同程度的淡水资源、园林绿地用水紧缺和污染问题。水体富营养化、微生物代谢污染、重金属污染是最突出的几种水质问题表现形式,也是城市水循环系统中需要重点处理的水质问题。在此要求下,现代水景设计应格外重视对水体生态工程技术的应用,并使相关技术在建成的水景中真正实现其生态功能,使景观水系不仅不会成为城市水循环系统的净水消费者,反而成为城市水循环系统的水质净化者。
雨水是地表水蒸发形成的结果。由于人类科技不断发展,工业废水、工厂有害气体、汽车尾气等最终被大气吸收而形成雨水,周而复始的恶性循环。雨水中少量二氧化硫、二氧化氮,还有空气中各种各样的杂质和浮尘。景观水系中降落的雨水和地表的径流是造成园林景观水质污染的一个重要来源。
位于北京颐和园内的昆明湖原为北京西北郊众多泉水汇聚成的天然湖泊。清朝,乾隆皇帝在瓮山一带兴建清漪园,将湖开拓并命名昆明湖,并将开拓昆明湖的土方按照原布局的需要堆放于万寿山上,使山体南北地势起伏较大。雨季,雨水对于万寿山山体冲刷不可避免,携带着泥沙的雨水从山上流入昆明湖,造成大量泥沙堆积,水体的清淤工作将非常繁重。古匠通过造景的手法,让万寿山上汇集的雨水径流先汇入一个小河。这些池塘叫‘沉淀池’,水流汇集到这里,流速会变缓,夹杂的泥土在这里自然沉降,再通过排水管道排入湖中,大大减少了湖水中的泥沙淤积,便于清淤。颐和园昆明湖旁就有一个葫芦形状的沉淀池,称为“葫芦河”,于山前平地上。从造景方面说,葫芦河的意义不大,和昆明湖开阔的水域相比,葫芦河太小,且水不深,基本无亲水性可言。
葫芦河的设置拦截了万寿山前山的暴雨径流,避免雨水直接冲击长廊的基础,沉降雨水中携带的树枝落叶和沙石。葫芦河的设置既利用了雨洪资源,又保护了建筑和游人的安全,兼有方便清淤的作用,可谓一举三得。但这一说法众说纷纭,古代建造的葫芦河是否有此功能,其效果到底如何,至今没有实验性研究和论证。
2 目的和方法
为论证葫芦河的生态意义,我们通过前期策划、连续四个月的实地调研和实验结果分,对葫芦河净化作用做深入地探究。
葫芦河水域面积约800平方米,沿岸边的水深约25cm,河中央的水深达40cm,位于万寿山山前平地,距昆明湖湖水之间的距离不过30米。葫芦河中主要生长着马尿花、菖蒲、睡莲这三种植物。
在2016年5月至8月4个月的时间,我们对湖水进行定点采水。葫芦河面积较小,湿地类型单一,实验确定了两个监测点位,分别为葫芦河中的水及昆明湖某一堤岸的水,取样采水点水深均为0.3m。我们在晴天和特殊天气进行采水监测,如降雨、冰雹天气等。采集来的水样在当天进行实验检测并录入结果。我们使用哈希DR3900水质分析仪、消解器DRB200双通道仪器来检验采集标本中的总氮、总磷、氨氮、固体悬浮物和化学需氧量五个指标,并和《地表水环境质量标准GB3838-2002》的各项指标进行比较。
《地表水环境质量标准GB3838-2002》是防治水污染、保护地表水水质、保障人体健康、维护良好的生态系统而制定的标准。该标准依据地表水水域环境功能和保护目标,按功能高低划分为五类,我们采取第Ⅳ类标准,即一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区,研究氨氮、总磷、总氮、COD、TSS五个参数。标准依次是:化学需氧量(COD)需≤30;氨氮(NH3-N)需≤1.5;总磷(P)需≤0.3(湖、库0.1);总氮(N)需≤1.5。TSS指标是本次实验的第五个参数。悬浮物是悬浮在水中的固体物质,包括不溶于水中的无机物、有机物及泥沙、黏土、微生物等,是造成水浑浊的主要原因,是衡量水污染程度的重要指标之一。
通过采集周期性的数据,按时间轴画出水质指标的柱状图,直接反映通过葫芦河对的地表径流的净化程度和对昆明湖的水质影响。
采水过程中水样的特殊性、实验时间的滞后性、实验过程中不可避免的操作误差都会对结果造成一定的影响。因此,我们在操作和实验中尽可能降低河水收集和操作过程中的误差。
3 结果和分析
3.1 晴天监测
在5月到8月4个月每月初的晴天,对昆明湖和葫芦河进行水质采集和检测,分别是5月4日、6月3日、7月6日、8月7日四天。
实验结果同国家地质标准水质的数据比较,两地水质的氨氮量均为标准数据,总磷都有所超标。8月葫芦河水样测得数据出现大幅度增长,超过国家标准值,其他各项数据均在国家地质水质标准的规范范围内。总氮与COD较接近标准内的最大极限数据。TSS数值均为昆明湖大于葫芦河。随着月份的推移,气温的变暖,各组数据的整体呈增长趋势,昆明湖的水质富营养化在5月到8月内,是逐步加重的。
3.2 雨天监测
在5月到8月连续四个月内的每一个降水日24h内对采水点进行采水和实验。控制不同天气变量的影响,得出尽可能更准确的结果。
实验结果同国家地质标准水质的数据比较,雨水径流水源经过葫芦河注入昆明湖的氨氮有所降低;葫芦河的总氮数值普遍高于国家标准;昆明湖的总氮数值个别超过国家标准;雨水径流经过葫芦河注入昆明湖后总氮值明显降低,使得昆明湖的水质有较大的提升;葫芦河然对水体中的总磷有着净化能力,但净化能力不足。雨水径流水源经过葫芦河注入昆明湖的COD有所降低。降水量对于水体中总磷的数据影响较大,降水量越大水体中的总磷数据越高。
3.3 晴雨天同时比较、监测
将5月到8月内所有采水日的晴天和降雨日的数据同时比较,进而分析葫芦河对雨水径流的净化作用及对昆明湖的影响。(柱状图的线框标注为晴天的采水日期及数据,其他日期均为雨天的采水日数据)
图4 NH3-N氨氮检测数据
5月到8月数据中,雨天的氨氮值总的来说大多高于晴天的氨氮值,且都远低于标准值,两地水质在氨氮量方面表现良好。雨水径流流入葫芦河的氨氮数值明显高于经过葫芦河流入昆明湖后河水的氨氮值,即葫芦河对于氨氮的净化有一定作用。
从实验数据看出,雨天的总氮值基本都高于晴天,即降雨会增加河水中总氮值含量。雨季,径流流到葫芦河的总氮含量偏高,而流经葫芦河进入昆明湖的总氮的含量有所下降,说明葫芦河对于总氮有净化作用。将数据和标准值作比较,河水流过葫芦河时的总氮量总是高于标准数值,通过葫芦河的净化,使总氮值有所下降,都达到了标准值或低于标准值。
从实验数据看出,雨天的总磷值基本都高于晴天,由此看出降雨会增加河水中总磷含量。雨季,雨水径流经葫芦河进入昆明湖后的总磷数值有所下降,但与标准基本项目标准限值相比,数值基本在标准值上下徘徊,说明葫芦河具有的吸收磷的能力有限,且均有所超标。
从实验数据看出,晴天的COD值低于下雨时,说明雨水对河中COD数值有增大的影响。雨季,径流经过葫芦河的过滤进入昆明湖后的OCD含量低于葫芦河,则葫芦河能降低径流中COD含量,对水质净化起到一定作用。将测量数据标准值比较,发现葫芦河和昆明湖的COD含量都远低于标准值,说明两地水质在COD方面良好。
通过数据对比,雨水冲刷地表形成雨水径流,携带了大量悬浮物,使晴天TSS含量低于雨天含量,河水污染加剧。数据显示晴天和降雨时TSS数值均为昆明湖大于葫芦河,由于葫芦河自身存在类似湿地的净化作用,能沉淀水中的杂质。
4 讨论总结
通过实验分析,呈现趋势显示:
第一,葫芦河具有较明显的净化作用。晴天,葫芦河的水质与昆明湖的差异相对较低,而雨季,地表径流流入葫芦河内,葫芦河水质情况差于昆明湖。水流经过葫芦河进入昆明湖,对氨氮、总氮及COD的净化作用显著,均恢复为正常标准;葫芦河对总磷有一定的降低作用,未达到国家标准值;而昆明湖水质的TSS指标持续较高。
第二,湿地中存在的微生物在污染物与微量元素的降解过程中起着一定作用,葫芦河就是这个这样的湿地系统,利用其自身的机制,净化了来自雨水和地表径流的水源,再流入昆明湖。
第三,可溶性有机物通过土壤中的生物膜(下转第页)(上接第页)的吸附及微生物的代谢过程被去除。从实验数据分析来看,降雨后葫芦河和昆明湖的COD值均明显上升,而晴天两地的COD值趋于同一区间,即葫芦河对地表径流中的有机物COD值有一定程度的净化作用,正是由于葫芦河中的土壤吸附了一定程度的有机物。
第四,湿地去除氮的机理主要包括水生植物的吸收、微生物的硝化/反硝化脱氮和氮的挥发。雨后葫芦河和昆明湖的总氮值均明显上升,而晴天两地的总氮值趋于同一区间且远低于雨季,葫芦河对地表径流的氮含量即通过这样的机制净化。葫芦河的水生植物除景观作用之外,对总氮的吸收和降解具有明显的生态作用。
第五,湿地对磷的去除是植收、微生物及物理化学作用等三方面共同作用的结果。葫芦河湿地系统通过这三种方式降低总磷含量。
第六,湿地对氨氮有一定降解效果,以微生物降解起主要作用。葫芦河通过微生物等对雨水、地表径流进行水质净化。
第七,雨后水质各指标降低,葫芦河水质的各项指标变化尤为明显;大部分污染物随着沉淀到葫芦河,减弱降水与地表径流对水体污染的作用。
第八,随着夏季的到来,温度的增加、气候变潮湿,昆明湖和葫芦河水质中的五项指标均有所增加。净化处理效果不甚稳定,处理效果随季节变化而变。
综上,葫芦河和昆明湖的水质大多超标,受降水影响大。葫芦河对降低昆明湖总磷的作用不足,需要结合其他净化方式;葫芦河对降低昆明湖氨氮、总氮及COD有一定作用,说明小湖对于大湖有着积极的净化过滤功能,对于人工湿地的建设提供了有效的有效依据和处理方式,意义较大。
由于人为或者实验仪器的原因造成了个别实验数据的误差,实验的精确性有待进一步提高。
5 结语
通过实验讨论,总结出完整雨季葫芦河和昆明湖的水质情况。葫芦河在工程上发挥的作用,类似的“沉淀池”,小水池间接地起着净化大湖水质的辅助功能、生态效益、经济效益。这个类似的功能可以加以推广,延续其作用,充分利用在园林建设和城市绿化设计中。在绿化建设中,此类小湖的净化功能需结合当地的气候、水质等进行设计及应用。但从水质净化而言沉淀池的作用不能完全解决水质净化问题,仍需从根源出发,减少水污染,通过其他净化措施与技术结合,以充分达到景观水系中水循环与利用。
由于采水的河水中,水质测量会存在着一定的各种微生物和微量元素分布不均的情况,以及实验中不可避免的误差会对实验造成一定的影响。我们会对采水方式进行改进,实验操作的过程尽量的精确,保证实验数据更加准确和科学。
参考文献:
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篇3
关键词:消毒技术净化水质应用
Doi:10.3969/j.issn.1671-8801.2014.01.570
【中图分类号】R-1【文献标识码】B【文章编号】1671-8801(2014)01-0387-01
水是社会发展和一切生命活动所必需的物质。随着社会的不断进步,经济的不断发展和人们生活水平的不断提高,我国的环境也受到了不同程度的破坏,其中,水质污染问题越来越受到广泛的关注,为了保障饮用水的安全,各种旨在改善饮用水水质的净水技术变应运而生,其中,最重要的一个环节就是饮用水的消毒,现将我国常用的消毒技术进行综合分析,并详细分析其在净化水质中的应用。
1二氧化氯消毒技术
1.1二氧化氯的简介。二氧化氯为黄绿色气体,以自由基单体存在,在20℃和30mmHg的压力下,其水中的溶解度为2.9克/升,在水中能够被光分解,与氨不起反应,所以,二氧化氯在水中几乎是100%以分子状态存在的。二氧化氯对人体有一定的刺激作用,当空气中的二氧化氯含量为14mg/L时,人们便能嗅到气味,另外,二氧化氯的挥发性比较大,如果储藏不严,会从溶液中逸出,温度升高,曝光或与有机质相接触,很容易发生爆炸,因而,在实际应用中,应避光保存。
1.2二氧化氯用于饮用水消毒剂的特点及消毒效果。首先是消毒特性。二氧化氯是高效的消毒剂和杀菌剂。除了对一般细菌的杀灭效果显著,对病毒、藻类、铁细菌、硫酸盐还原菌和真菌等都起到很好的杀灭效果。
其次是对嗅、味、色度的控制。在酚类化合物在低浓度的情况下会产生比较刺鼻的气味,二氧化氯能够有效的破坏氯酚。并且,二氧化氯还能破坏叶绿素中的吡咯环,从而达到遏制藻类生长的目的。
1.3消毒的副产物。二氧化氯本身就有毒性,其发生过程操作复杂,在消毒的过程中会产生无机消毒副产物亚氯酸根离子和氯酸根离子,其中亚氯酸盐和氯酸盐对人体中的血红细胞有损害,皮肤接触亚氯酸盐会对人体的造血系统产生影响,对健康产生潜在的危害。低剂量时能利用其氧化性破坏血红细胞的细胞膜导致溶血性贫血的出血,这些是在采用此工艺来净化水质所重视的问题。
1.4二氧化氯消毒技术的使用。在我国,二氧化氯技术广泛应用于食品、卫生、医疗、工业用水、生活用水等多方面,它之所以被广泛的认可与接受,主要原因有:二氧化氯有很强的反应活性和氧化性,其消毒效果明显;二氧化氯能够进行预氧化和中间氧化,可以有效的控制嗅味,防止微生物滋长,去除藻类、腐败植物和氧化硫化物等;二氧化氯在水中不会形成氯仿等对人体健康有害的有机卤代物。我国目前已经拥有高纯二氧化氯进行饮用水消毒的成熟技术,并掌握了分析水中二氧化氯、氯气和氯酸根的方法,这为我国广泛推广二氧化氯消毒饮用水提供了技术保障。
2紫外线消毒技术
2.1紫外线消毒技术原理。紫外线光片是介于可视光和X射线之间,在物理学上根据波长的不同被分为真空紫外线、远紫外区和近紫外区。根据生物学作用的差异,紫外线又可分为UV-A(320-400nm)、UV-B(275-320nm)、UV-C(200-275nm)和真空紫外线部分。水处理中实际上是使用紫外线的UV-C部分,其波长范围为200nm至280(315)nm,现已被证实是杀菌效率最高的紫外线。紫外线灭菌的原理是基于核酸对紫外线的吸收,紫外杀菌本质是一个光化学过程,另外,在紫外线的持续照射下还可以产生自由基引起的光电离,遏制微生物的繁殖,迫使其自然死亡,从而确保饮用水的安全。
2.2紫外线的消毒效果。紫外线消毒对杀灭微生物有着显著的效果,并且杀菌速度快,比如杀死痢疾杆菌的时间为0.15秒,大肠杆菌为0.36秒,腺病毒为0.1秒,毛霉菌属1秒,沙门氏菌属为0.5秒,乙肝病毒为0.7秒等,初次之外,它对隐孢子虫和贾第虫有特效消毒效果。由此可见,紫外线具有较高的杀菌效率,运行安全可靠,并不会对水体和周围环境造成二次污染。
2.3紫外线消毒技术的使用。在众多的消毒技术中,由于紫外线消毒工艺不添加任何化学物质、消毒效果显著和不产生消毒副产物等优点而受到大众的接受与欢迎。紫外线消毒技术历史悠久,早在1910年法国的马赛一家自来水厂就已经安装了一套相对完整的紫外线消毒系统对饮用水进行有效消毒,由于其环保及对确保人身安全等优势得到迅速的推广,在我国被广泛应用在饮用水消毒、再生回用水消毒、生活污水、工业废水等的消毒处理中,并随着对紫外线消毒技术的深入研究,其发展前景更加广阔。
3氯胺消毒技术
3.1氯胺消毒工艺的简介。氯胺消毒是指利用氯和氨发生化学反应而生成一氯胺和二氯胺从而完成氧化和消毒的方法。起主要作用的是一氯胺和二氯胺。
3.2氯胺消毒的优缺点。其优势首先体现在因氯胺与水中腐殖物质作用较小,因此减少了腐殖物质与游离氯所形成的致癌物质(如三卤甲烷),能够很好的保障人们用水的安全;其次,因为氯胺形成的余氯持续时间长,能有效地抑制残余细菌的再繁,其杀菌效果显著;此外,还还能够有效的避免氯引起的臭味。
其缺点有:首先由于氯胺的氧化能力相对较弱,对病原体的杀灭需要更长的时间;其次,氯胺的消毒的过程中会生成不具消毒效果的有机氯胺,会造成水质的二次污染。
3.3氯胺消毒技术的使用。氯胺早在1916年首次作为饮用水的消毒剂在加拿大渥太华的应用,由于氯胺消毒技术本身的优点和在检测和自动控制方面新技术的开发,在我国,近些年来由于对消毒副产物(DBPs)的关注和对饮用水中消毒副产物限值的规定,越来越多的水厂采用氯胺作为二级消毒剂进行消毒。越来越多的饮水企业充分利用氯胺消毒技术本身的优点和在检测和自动控制方面新技术的开发,把氯胺作为首选的残留消毒剂,并经实践证明采用氯胺消毒器出水管网余氯的达标率非常好,完全满足国家现行饮用水的卫生标准。
参考文献
篇4
关键词:净化供水 钙硬 浓缩 恶化
Stable Water Treatment Center Purify the Research and Application of Water Quality
Wang-Ya-mei Hao-Li-mei Pang-De-qi
(Power plant)
Abstract: From the purification of water supply problems, with the water treatment centre in the stable operation of the key technology and the water treatment centre operates on a low consumption of water supply to ensure security and stability.
Key Words: Clean water supply Calcium hard Concentrated Worsening
0 前言
唐钢水处理中心的建成投运,实现了关停唐钢南区全部深井、废水零排放。这一工程已经成为全国冶金行业节水的典范。水处理中心投运一年来,为了降低成本,节约水耗,追求各系统高浓缩倍率,导致水处理中心废水原水不断浓缩,导致水处理中心净化供水水质不断恶化,各循环水系统外排量增大、循环率下降,净化外供水增大等一系列问题。针对这一现状,我们迅速成立攻关小组,研究解决方案,最终确定采取向部分循环水系统补充RO水,制定净供水钙硬指标。这一方案实施一个月后,问题就基本解决了。
1 水处理中心现状调查
积极响应国家节能减排号召,水处理中心建成投运后,关停了全部深井,实现了废水零排放,市政中水作为工业用水的唯一水源。在这一基础上,为了进一步降低成本,各循环水系统追求高浓缩倍率运行,致使水处理中心废水原水不断浓缩,盐分逐步累计,最终导致净化供水水质钙硬超标,其钙硬已经高于400mg/l,而净化供水的钙硬指标为低于300mg/l。
我们对2010年1月-12月净供水钙硬进行了统计汇总,详见表1。
通过表1我们可以明显看出自2010年10月份,净化供水钙硬明显增加,同时,各循环子系统钙硬也普遍偏高,为满足生产需要,各循环水系统只能通过溢流并大量补充净化水来控制钙硬。
2 确立目标
从长远发展角度考虑并且综合水处理中心现状,暂定控制净化供水钙硬指标低于300mg/l,而当前净化供水钙硬已经超过400mg/l,也就是说我们要至少降100mg/l。那么稳定水处理中心净化供水钙硬低于300mg/l,就是我们的目标。
3 筛选方案
目标值有了,如何快速实现目标,并能长期稳定该目标值运行?这就摆在我们面前一个难题,时间很紧迫,我们马上成立公关小组,讨论出三套方案,具体如下:
1)由原来的石灰软化法改为采用石灰-纯碱(Na2CO3)软化法。其反应如下:
Ca2++Na2CO3=CaCO3+2Na+
Mg2++Na2CO3=MgCO3+2Na+
MgCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Mg(OH)2
此法优点是起效快,缺点是会给整个水系统增加药剂负担,系统恶化从而走向另一种极端,且成本高,仅纯碱消耗费用达159.95万元/月。
2)用水处理中心RO出水直接补充进水处理中心净供水池。但是目前有部分水系统存在串水、漏水现象,这一方案势必造成RO水的浪费,并且,水处理中心没有RO出水至净供水池的管网,还要布置管道,需要一定工期。
3)对那些不串水的水系统的子系统进行RO水勾兑,即勾兑软水,此方法可快速提高对应水系统水质,并且运行一段时间后也会提高净供水水质指标,是个治标治本的好办法。
综合三套方案的利弊,作出采用第三套方案的决定。
4 方案实施
通过分析影响净化供水水质的因素,确定要因。
影响因素分别为:原水水质不稳;排泥周期不合理;药物投加不合理;废水原水硬度高;加药设备坏或堵;温度变化;无净化供水钙硬指标。
总结要因为两点:1、药物投加不合理;2、废水原水硬度高。
针对要因确定实施方案,1、通过进行100多次不同的石灰、酰胺、聚合物等投加试验,优选出最佳投药量。2、对部分系统勾兑软水试运行一个月,经供水水质得到有效控制。
5 效果验证
方案实施后,净供水供水量大幅降低;净供水钙硬得到有效控制;节约化药费用可观,取得了良好的经济效益。
净供水供水量大幅降低
我们对改造方案实施前后的净供水日供水量进行比对,改造前净供水日供水量为58500立,改造后净供水日供水量为45000立,日节约净供水供水量13500立,年节约净供水消耗费用如下:
年节约净供水费用=日节约净供水补水量×365×0.78元/立
=13500×365×0.78
≈384.35万元
5.1 净供水钙硬得到有效控制
方案实施后我们以旬为单位,对水处理中心2011年1-3月净化供水钙硬进行汇总、统计,详见表2。
通过看表2、图2,不难看出净供水钙硬明显回落,并且已经稳定在300mg/l以下。这就说明我们采取的措施是正确的。
5.2 节约化药费用可观
该方案的选定实施,仅纯碱消耗年可节约费用高达1946.09万元。
纯碱用量估算: [Na2CO3]=53/ε1H永+βmg/l
式中:[Na2CO3] ――纯碱投加量,mg/l;
H永 :原水永硬,(1/2 [Ca2+]+ 1/2 [Mg2+]计)mmol/l,实验计算得3;
β :一般取1.01.4 mmol/l,取1.2;
53 :1/2 Na2CO3摩尔质量,g/mol;
ε1:工业纯碱纯度,%,取92%;
[Na2CO3]= 53/0.9923+1.2=224.40mg/l
废水以3000m3/h计,纯碱价格按3300元/吨计
则则纯碱年花费为:
(224.40×10-9吨/升×3000×103升/小时)×3300元/吨×24×365=1946.09元
年节约直接经济效益 = 年节约净供水费用 + 纯碱年花费为
= 384.35万元 + 1946.09万元=2330.44万元
7 结语
篇5
论文关键词:人工湿地,设计,水质净化,武河湿地,临沂市
1前言
人工湿地可以定义为由湿地植被、土壤及其相关的微生物组成的,通过合理的设计、施工、运行、管理,以净化水质等主要目的,也同时致力于改善和保护现状湿地的人工系统[1~5]。人工湿地与自然湿地在以下几个方面存有区别:一方面,人工湿地是设计有特定目的的,主要用于改善水质、减少环境污染带来的健康风险、发展湿地旅游等;另一方面,决策者对于人工湿地更关注其设计价值,往往忽视其其他生态系统服务价值;再次,人工湿地需要管理,为湿地植被和微生物提供生存环境。人工湿地以其高效的水质净化能力以及较低的建设和运行管理成本,博得了很多国家的青睐,在国际上得以快速推广[1,6,7]。
自从改革开放以来,我国的社会经济得以快速发展,城市化已经成为不可扭转的趋势。水既是生命之源,农业、林业、畜牧业的命脉,同时也是城市赖以存在和发展的基础性资源。因水而兴,因水而存人工湿地,因水而盛,因水而名,因水而发展是我国很多城市的共同特点。然而,水资源匮乏和水资源短缺正成为影响大多数城市进一步发展的关键因素之一[1,8]。伴随着社会经济的不断发展和公众生态保护意识的不断提高,湿地生态系统的重要性受到越来越多政府和人民的关注[1]。然而,由于缺乏一套较为成熟的工程设计、施工、运行、管理和价值评估的体系,使得人工湿地在国内的广泛普及受到了一定的影响[1,4,6,8]。不仅如此,建设人工湿地需占用大面积的土地,这对于很多用地日趋紧张的城市来说,是制约人工湿地发展的另一个重要因素[1,7,8]。因此,结合当地的社会经济和生态环境特点,合理设计和建立人工湿地,对于促进人工湿地在国内的进一步开发,在保护生态环境的同时实现社会经济的协调可持续发展也有重要作用。
2武河湿地概况
武河湿地位于临沂市中心南部,介于118°16′46′′E 和 118°23′21′′E 以及 34°48′15′′N 和 34°53′54′′N之间,面积2万亩。武河湿地是1958年建成的邳苍分洪道的一部分,自从1974年分洪以来就再未启用。作为临沂市的两条排污河道,陷泥河和南涑河在此处汇入武河湿地。武河湿地周边有28个行政村,4.6万人口。为进一步提升临沂城的水环境质量,改善下游水质,提高居民的生活环境,降低因环境污染引起的健康风险,增加农业有效灌溉面积,发展湿地旅游,提高公众的环保意识,临沂市政府投资1.03亿元,建设武河湿地。
3武河湿地的工程设计
临沂市水利局、临沂市水利勘测设计院、临沂市环保局作为牵头单位,聘请多位生态、环境、经济、工程、水利、水文等方面的专家,参与了武河湿地的工程设计方案的评价、改善、优化工作。
3.1工程设计原则
以保护和恢复湿地资源为前提,武河湿地通过重建湿地植被及其相关的微生物系统来模拟自然湿地,通过植被的吸收和微生物的降解,达到净化水质、改善生态环境的目的。
3.1.1 保留自然基底,最小化生态影响
自1974年最后一次分洪以来,武河湿地经历了近四十年的自然恢复,湿地现状植被和自然景观良好。人工湿地的设计和建设是在保留现状基底的原则下进行的人工湿地,尽量避免对现状植被和自然景观破坏,这将有助于改善动植物的栖息地,营造植被多样性景观,增加湿地微地形的自然曲线美,同时也减少了工程量和工程投资。
3.1.2 功能多样化原则
武河湿地设计建设的主要功能是净化城市尾水、改善当地居民健康状况、增加农业有效灌溉面积、发展湿地旅游。然而,湿地的价值还远远不止这些。人工湿地除了其设计功能外,还具有湿地共有的一些生态功能,比如大气调节、旱涝缓解、生物多样性保持、土壤形成等。这些潜在的生态功能往往不被决策者所关注,在保证湿地设计功能的同时,将湿地的这些潜在生态功能充分发挥出来,将会进一步丰富湿地功能的多样性,提高决策者和公众对湿地的认知度。
3.1.3 水流平稳原则
人工湿地的水位和平稳的水流是关系到水质净化的两个重要因素。基于武河湿地地形地貌和植被的特点,合理的设计和布置水流控制单元,包括挡水坝、布水堰、节制闸、滞留塘、管理通道等。水流控制单元能够有效避免湿地出现滞留区和水流短路,在汛期及时排走洪水,相隔一定距离使水流重新布水,确保水流最大程度的流经湿地植物及相关微生物群落,以确保湿地净化水质的功能得以最大程度的发挥。
3.1.4 增强景观美学原则
武河湿地建设的主要目的之一是促进湿地旅游、开展湿地教育。因而,在湿地的设计和施工过程中,要注重提升湿地美学价值,打造湿地生态景观。武河湿地设计有5座挡水坝、8个滞留塘、10处溢流堰、18座节制闸、20个湿地处理单元、39个生态岛,以及13.44km的湿地管理通道。尽管这些湿地控制单元的主要设计功能是调控湿地内水流和水位,但是在设计时要求兼顾其美学价值和景观生态价值,使这些控制单元在形状、颜色、尺寸、曲线,以及与植被搭配等方面体现多样性,丰富湿地景观。
3.2 湿地组成单元的工程设计及其功能
以上述设计原则为指导,在充分调研现场地质、地形地貌、植被景观等的基础上,武河湿地设计了一系列的功能单元,每个功能单元都有其特定的设计目的,包括挡水坝、滞留塘、溢流堰、节制闸、湿地处理单元、生态岛、管理通道等(图1)。这些功能单元合理布置、相互协调配合,对调控湿地内水流水位,避免形成滞水区和水流短路,加强湿地的美学价值和景观生态价值等有重要贡献(表1)。
图1武河湿地设计图
Fig.1 Engineering design and its components of Wuhe Wetland
管理通道: 沿着湿地内主河槽的一侧,设计有13.44 km长的管理通道(图1A)。该通道主要起到控制水流的作用,并与湿地内的挡水坝和溢流堰相配合人工湿地,形成了湿地的20个处理单元,使主河道的水流合理的分配进湿地。管理通道同时也为湿地管理人员、设备进出湿地,以及旅游者游览湿地提供方便(图1A)。
生态岛:为丰富生物多样性,湿地不仅要为水生生物提供栖息地,同时也要为一些陆生生物,如鸟类、昆虫等提供栖息地。武河湿地利用平整湿地基底时多余的土,设计建设了39个不同形状和大小的生态岛,岛上大量栽植以本地种为主的植物,其主要目的是为陆生生物提供栖息地,提高湿地的生物多样性,合理利用湿地内的土壤,减少工程投资,提升湿地的美学和景观价值(图1B)。
溢流堰: 根据武河湿地的地形和水流特点,设计建设了10处溢流堰,其主要作用包括:首先是重新布水,使水充分流经湿地,其次是避免形成死水区或水流短路,再次是让水流经溢流堰时充分曝气,提高水质净化能力,第四是通过丰富溢流堰的形态多样性及其形成的跌水景观,增加湿地的美学和景观价值(图1C)。
滞留塘:为缓解进水水流的冲击力,充分沉降水里的悬浮物,并与溢流堰相配合,使水流每隔一定距离重新布水,武河湿地设计了8个滞留塘。通过在滞留塘里面栽植菖蒲、莲藕、芦苇等湿地植物,既提升了实地的水质净化能力,同时也增加湿地的美学和景观价值(图1C)。
表1武河湿地各组成单元的功能
Table.1. Functions of Wuhe Wetland components
功能
管理通道
生态岛
溢流堰
滞留塘
涵管涵闸
挡水坝
湿地植被
处理单元
水质净化
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+
+
+
水流调控
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+
+
+
+
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水位调节
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重新布水
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景观美学
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湿地管理
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生物栖息地
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+
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生物多样性
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+
减少投资
+
篇6
关键词:水生植物;配置;水体净化;景观
作为景观水体生态系统中的重要成员,水生植物在为人们提供良好的视觉感受之外,还起着净化水体的作用,是天然的水体净化器。清澈见底的水体中间摇曳着几株绿色的植物,总会给人一种心旷神怡的感觉,但是在进行园林建筑时如果水生植物配置的不适当,则会降低景观的美感。基于水生植物在水体生态系统中的重要作用,人们也格外的关注水生植物在促进水域生态平衡中的作用,希望通过研究水生植物配置对景观水体净化的作用,以期能够认识水生植物对水域环境变化的反映,以此达到通过美化水生植物来改良水生生态系统,营造稳定的水体环境的目的。但是,随着经济的发展,生态环境破坏问题越来越严重,如何能够利用水生植物的配置来改善水体,丰富园林景观是个值得思考的问题。
1 水生植物相关内容概述
作为在水中生存的植物,水生植物有着自身的特性以及特有的功能,下文笔者将从水生植物概念几个方面来详细讲解水生植物的相关内容。
1.1 水生植物的概念
关于水生植物的概念,有很多种说法,地区之间以及国别之间由于地理环境的差异都会有所差别。如《植物群落学讲义》中是这样定义水生植物的:水生植物是生长在水分充足的环境中,而且有着周期性缺氧基质的植物;美国的《鉴别和描述管理湿地联合手册》则是这样定义水生植物的,认为水生植物是在水中生长的或者是至少凭借着水分充足的原因而能够周期性缺氧的大型的植物,水生植物与水生大型的藻类都包括其中,特别是生存在湿地和其它水生环境的植物。本文关于水生植物配置对景观水体净化作用研究的水生植物主要指的是能够在水中或者是湿地土壤中生存的植物,其中大型的藻本植物占据主要部分,水生、湿生以及沼泽里面生存的植物都包括其中,也包括常年生活在水中以及长期在非常潮湿的土壤中生存的植物。
1.2 我国水生植物种类
我国的水资源较为丰富,因此,水生植物的种类也相对较多,仅仅高等的水生植物就达到了300多种。按照水生植物的趋同性来分,主要分为水生维管束植物和高等的藻类植物,不同种类植物所表现出的不同的趋同性是由其生活环境而决定的,这属于大型的水生植物在生态学范畴的类群。按照水生植物的形态来分,可以分为挺水、浮叶以及沉水这3类。其中挺水植物主要是指扎根于水底,但大部分的躯干在水面之上的水生植物,如芦苇、灯心草、荷花等等。浮叶水生植物主要是指叶子浮于水面的水生植物,代表性的有睡莲、药菜以及大藻等等,它们主要吸收微生物的代谢来进行水体净化。沉水植物主要是指根部以及躯体都完全生长在水面以下的水生植物,如竹叶、陌上菜等等,它们可以通过自身的特性来进行氮和磷元素的短期储存,从而有效地控制水体的富营养化情况。
2 我国水体景观的水质现状
现阶段,随着经济建设的加快,污染物的排放逐渐增多,水生植物的多样性也遭到了破坏。而且,在缺乏统一的规划前提下,很多城市的景观水体环境的生态压力非常之大,改善水体景观生态,净化水体的工作刻不容缓。调查显示,我国有着90%以上的水体景观受到了不同程度的污染,氮、磷等元素超标,水体需氧量以及生化需氧量都在急剧减少。当污染达到一定的程度,水体景观便很难自主的维持生态的平衡,如果人们不进行治理的话,污染情况只会更加糟糕,而且治理费用也会不断地增多,最终只会造成恶性循环。
3 优化水生植物配置,促进水体净化的策略
3.1 优化水生植物配置的原则
3.1.1 就近原则。就近原则是指水生植物的配置最好引进与原产地距离较近的水生植物,这样就使得海拔与纬度相近,那么生态环境就自然相差无几,日照时间的长短和温度的高低就不会差别很大,就可以达到提高栽培的成功率以及减少其适应环境的难度的良好效果。
3.1.2 步步为营原则。步步为营原则是指水生植物配置不能一步到位,要注意植物习性类型的特点,要让新引进的水生植物慢慢地适应引进地的生态环境,如先引进一批水生植物,过段时间后如果有新水生植物死亡的情况在进行填补,如果可以引进对生态环境反应迟钝的水生植物则会是上上之策。另外,还得注意保护当地的生态平衡,培育外来品种水生植物一定要谨慎,切不可盲目引进,要加强水生植物检疫力度,在引进外来物种进行大面积推广前必须经过严格的考核认证,以此防止带有传染性的水生植物入侵。做到尽早防治,解决后顾之忧,对于带有毁灭性病虫害危害的水生植物一定要早早销毁。严格控制引种,只有在引种试验、驯化成功后,才能进行大面积推广应用,在整个过程中万万不可粗心大意。
3.1.3 注重成本原则。引进外地水生植物,实现生态多样化,可以带来很好的生态效益以及社会效益,当然也得注意成本。所以,引进水生植物的养护管理费用就不能过高,那么引进的水生植物就得与引进地的生态以及绿化用途和方式相适应。具体来说可以小面积种植,多次驯化,全方位鉴定、筛选,系统的总结管理规律后,再大面积的推广应用。
3.2 促进水生植物净化水体的策略
要发挥水生植物净化水体的作用,一定要控制水体的富营养化情况。政府相关工作人员一定要做好科学的研究与规划,相关园林工作者应该认真总结前期工作经验,积累各方面的资料,建立必要的档案和积累观察资料,遵循植物的自然生长规律,适当引进一些观赏价值较高、并能在本市生长,或者经过驯化以后能在本地安家落户的植物。再者,要严格控制城市建设的具体规划,以及严格检查工业废水、生活污水的排放,减少水体中的氮、磷等元素。
4 结语
中华民族上下五千年,在悠久的历史长河中,大量的古诗词歌颂了水生植物的美,为后人留下了美好的遐想。然而,在城市化进程不断加快以及城市人口急剧增加的背景下,一系列的城市问题也加重了水体的环境容量和生态载力的负担,生态系统所遭到的破坏日益严重。在资源不断减少的今天,很多水生植物也难逃厄运,水生植物的种类急剧减少。因此,在进行现代化城市园林建设时一定要关注水生植物的配置,应该立足现实,抓住重点,做好城市园林绿化的水生植物配置的规划与选择,实现绿色发展。政府相关部门也应该加大重视,提供政策以及资金支持,保证水生植物配置与景观净化作用研究的顺利进行,为人们提供更多的美丽景观植物以及良好的水体。
参考文献
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技术,2004(4)
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篇7
带有异味的水;
水面上飘浮泡沫或气泡的水;
已经改变颜色的水;
沙漠中的湖水;
水源地周围没有绿色植物的水。
净化方法:
净化水的主要手段有两大类:一是器具,二是药品。器具主要是过滤法,药品主要是沉淀法。
借助器具的办法主要有:一是利用各种小型净水器。现在还有一种钢笔粗细的饮水净化吸管,净化的水无菌、无毒、无味、无杂质,在野外非常实用;二是自制净水器。在竹筒中自下而上分层装上石子、沙、土、木炭,将水从上向下倒入,过滤后即可饮用。有人介绍用此办法还可在找不到水源时用来过滤自己的尿液。
借助药品的方法有很多,最常用的是:
1 专用净水片:最大的好处是携带轻便,甚至可以不必背负饮用水。只要你能找到水质清澈的活水或自来水,每升水放入片,摇晃几分钟就能喝到放心水了。净水片中的银离子可以起到长时间的消毒作用,这样得到的净水甚至可以保存长达6个月的时间。正宗的净水片是瑞士产的康迪牌,每盒100片。但是水源污染较严重的地方不适用。
2 明矾:在水中投入明矾一小块,可以加快水的沉淀速度。待到所有的絮状物都沉到水底后方可饮用。
3 医用碘酒:每升水中滴入三四滴医用碘酒,摇晃搅拌,二三十分钟后方可饮用。如果水质污浊,则要加倍滴入医用碘酒。
4 漂白剂:也就是亚氯酸盐。在净化后的水中,每升水滴入三四滴,摇晃后放置30分钟,方可饮用。但是水的味道有漂白剂味,且不能饮用沉淀物。
5 食醋:这也是针对净化水的消毒方法。在水中倒入醋,搅拌均匀,静置30分钟后方可饮用。问题是水中有醋的味道。
6 草药和茶叶:如果找到的水源是咸水或含有重金属以及有毒矿物质的话,前者可以加上地椒草同煮,后者加上多多的茶叶煎煮。不一定能去除水中的味道,但是一般能预防中毒现象发生,特别提醒的是沉淀物是不能喝进口的。
另外,如果有火种的话,最好把水煮沸10分钟再饮用,不仅能消毒,还可预防受寒、细菌感染等。这种方法专家建议在海拔3000米以下的地方使用。
对于人数众多的团队,专家还提供了几种考验体力的过滤法:一是在离水源三五米的地方挖一个深半米、直径1米的坑,让水源里的水从土的缝隙中自然渗出,然后再饮用这种土法过滤的上层水;二是搭一个分层三角架,在每一个过滤层内分别放入青草、沙子、木炭,自制一个大规模的过滤器。木炭还能去除水中的异物与异味。
俗话说“人不可一日无水”,今天我们要提醒大家的是人不可一日无净水。千万不要让那些污染水中的致病物质威胁我们的生命。
可乐瓶滤水器的制作方法:
1 用小刀或剪刀将可乐瓶的瓶底去掉,倒置成漏斗状。瓶盖盖紧。不要拧下;
2 用小刀或铁签儿在可乐瓶瓶口附近呈圆弧状的部分扎若干小孔;
篇8
关键词:居住区;雨水花园;植物配置;景观设计
中图分类号:S611文献标识码: A
1 居住区雨水花园
1.1概念及特点
雨水花园是指在自然形成的或人工挖掘的凹地上种植地被植物、花灌木甚至乔木的一种生态型的雨洪控制与雨水利用设施,它收集并渗透吸收来自屋顶或地面的雨水,通过土壤和植物的过滤作用加以净化,极具观赏价值,是收集、净化和造景功能三位一体的设施。雨水花园是收集渗透净化雨水的一种花园,它不是水景园,只是在雨季用来收集、利用、净化雨水的一种花园,平时是没有积水的。雨水花园具有成本低、效能高、建造维护简单、小巧灵活等诸多优点,因此备受人们青睐。
1.2功能
雨水花园之所以受到欢迎,不仅是因为它具有如此多的优点,更重要的是它具有生态和景观等多种功能。从生态意义上来说,雨水花园通过短暂滞留并渗透雨水,增加了雨水的渗透时间和渗透量,降低了雨水径流的流速,削减了径流量,减小了雨水给市政排水管道带来的压力,缓解了河湖水系堤岸的防洪压力,从而有效减少了城市内涝现象的发生,同时还可以增加地基含水量,补充日益枯竭的地下水。此外,在渗透的过程中,雨水花园能够有效吸收雨水中的污染物,净化水体,而且还能为野生动物,如鸟类、蝴蝶、蜻蜓等提供天然栖息地,丰富了生物种类,维护了生物多样性。
1.3 景观意义
雨水花园通过不同色彩、不同花期、不同质感的植物的搭配组合,创造了极具吸引力的景观,美化了居住环境,为人们提供了新的视觉感受。随着生态、低碳、节能减排等理念的不断深入,越来越多的设计师主动地将城市雨水管理与景观设计有机地结合在一起,创造了具有显著环境生态功能、强烈艺术感染力,并且深受公众喜爱的生态景观。
2 景观设计的原则
2.1因地制宜
雨水花园的设计要充分考虑居住区绿地的位置、类型、功能和性质,因地制宜,充分利用原有地形地貌进行设计。
2.2经济美观
雨水花园需要考虑自身设计成本问题,尽量减少土方量,本着以最少的投入获取最大功能的原则进行设计;其次要考虑到景观效果,使其与周围的环境相协调,服从整体风格,建造精美的景观设施。
2.3生态优先
雨水花园在结构设计和植物选择配置上应尽量做到生态优先,模仿自然,进行仿生设计,使其对环境的破坏影响降到最小,做到与生态过程相协调,尊重生物多样性,减少对资源的剥夺,保持营养和水循环,维持植物生境和动物栖息地的质量,以改善人居环境、维护生态系统的健康。
2.4以人为本
居住区雨水花园的建设虽然对整个城市的生态环境都有改良意义,但是它最直接的服务对象是生活在周围的居民。因此,居住区雨水花园的设计要紧紧围绕这一服务对象,满足居民的休闲和娱乐要求,还要创造良好的景观,满足人们的视觉感受。
3雨水花园中植物的配置方法
3.1 以控制径流污染为目的的雨水花园的植物配置方法
此类雨水花园可用于停车场、广场、道路的周边,由于所处理的雨水污染较为严重,需选择对于各类污染物吸收能力较强的植物,花园可以人工湿地的形式来进行设计,通过植物、动物、土壤的综合作用来净化、吸收雨水。
在水文条件良好,设计区域内自身有一定湿地基础的情况下,可以营造自然形式的湿地系统,反之则可营造较为规则的人工湿地。前者水园由原有的一块湿地扩大发展而来,从周围道路和停车场汇集而来的雨水首先注入11个相互关联的沉淀池塘,使得雨水中夹带的悬浮污染物得以沉淀,而后将雨水释放到长而曲折的湿地中,让雨水在缓慢流淌的过程中,经植物、微生物和野生动物的综合作用而得到进一步的净化。后者,公园以五类水质为处理对象,在自西向东倾斜的台地中设计有厌氧沉淀池、兼氧池、培植有各种水生动植物群落的
5个植物塘和12个植物床,受污染的河水经该系统的吸附、过滤、氧化、还原及微生物的分解作用逐步达到三类水质标准,最终回流到府南河中。用于处理雨水的规则式人工湿地可根据水质情况设厌氧或兼氧沉淀池,根据雨水流量设一系列台地状的植物塘。
在植物的配置上,自然式湿地沉淀池的沿岸可成片种植芦苇、香根草等湿生植物,规则式人工湿地的沉淀、池可沿岸边设计梯台式的植物床种植湿生植物,池塘中限制性得种植凤眼莲、大漂等水生植物,让悬浮物质得以沉淀的同时,也去除雨水中的部分有机污染物。自然式湿地沿线带状种植各种既能去除有机污染物又有一定观赏价值的湿生植物,如:香蒲、灯心草、莎草、茭白、慈菇、美人蕉、姜花等,并要适当配置常绿湿生植物,如石菖蒲、旱伞草等,保证冬季的净水能力,随着水质的逐步改善,在一些水流较缓的区域可种植荇菜、睡莲等水生植物,增加观赏性。规则式湿地则将上述植物根据净水能力的高低,分别种植在各层的植物塘中,随着水质的净化在一些植物塘中可引入鱼类、蛙类等动物形成更复杂的动植物群落。
3.2 以控制径流量为目的的雨水花园的植物配置方法
此类雨水花园一般用于处理公共建筑或小区中的屋面雨水、道路雨水等,水质相对较好,植物的选择范围更广,同时这些场所为人员密集区域,花园不仅仅是处理雨水的工具,还要满足人们活动和观赏的需求。
3.2.1控制经流量与活动相结合的植物配置方法
与人员活动相结合的雨水花园适合营造于居住区、公园中,花园面积较大,形成与周边区域平缓过渡的低洼地,其设计形式类似于公共绿地。根据雨水渗透和回收利用的要求,花园中铺设砾石层和填料层后,表层的植被以耐踩踏、耐涝的草本和耐水湿的乔、灌木为主。花园的草坪活动区可选用狗牙根、雀稗等耐涝能力较强的草坪草种,与花园周边道路和园内小径相衔接处可选用香菇草、三白草、鸭跖草等既耐涝又对污染物有一定吸收作用的地被植物,整个区域内配合道路、活动、休息设施栽种湿地松、落羽杉、垂柳、枫杨等耐水湿的高大乔木,增强花园的立体层次及遮荫效果。这样的雨水花园可在雨后形成蓄水湿地,承担处理雨水的功能,天气晴朗时形成具有一定坡度和遮荫的草地,成为人们户外活动的重要场所。
3.2.2 控制经流量与观赏相结合的植物配置方法
与观赏相结合的雨水花园则适合营造在办公、商业、学校等公共区域,花园的面积较小或偏于狭长,因此需要营造得较为精致,满足公共区域中人们的观赏要求,形似水景园。根据用地情况,花园可以营造成长而蜿蜒的水渠或方正有序的水池,美国波特兰市的一些雨水花园则提供了有效的参考:前者如景观设计师穆拉色设计的波特兰首个雨水花园,它能对某大厦屋顶收集的雨水进行有效的渗透,为了最大限度得收集雨水,花园的造型为一系列浅滩、小瀑布以及被岩石分隔而成的、具有一定落差变化的串联水池,在前一个水池积满水之后,雨水才从池边溢出跌落到下一个水池,有利于污染物质的沉淀并使得雨水有充分的时间渗入地下;
在植物的配置方面,以上提到的雨水花园都以雨水为唯一水源,地表具有良好的渗透性,因此花园存在丰水期和枯水期的交替变化,植物应以既耐涝又耐旱的观赏性湿生草本为主。在长条形的水渠中,可选择美人蕉、黄菖蒲、千屈菜、泽泻、红莲子草、石菖蒲等中小型湿生植物,随意而自然的点缀在池边石缝及卵石浅滩中,吸收雨水中各种有害的污染物并固定水渠边缘的碎石和沙土。如果进入花园的初期雨水所含污染物质较多,也可以考虑在接近进水口的1~2个水池中限制性地种植凤眼莲、大漂等去污能力较强的水生植物,并适当降低该水池的渗水能力,使其保持一定的水位。在方正集中的水池中,可重点选择禾本科、莎草科中小型的湿生植物和具有一定耐涝能力的观赏草,如:旱伞草、细叶莎草、多穗苔草、花叶卡开芦、花叶燕麦草、矮蒲苇、斑叶芒、细叶芒等进行较为规则、整齐的种植,体现观赏草群体的色彩和叶片线型之美。
4参考文献
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篇9
(1.武汉软件工程职业学院,武汉 430205;2.南京农业大学,南京 210095)
摘要:以f/2培养基为对照,采用不同浓度海水养殖废水培养盐藻,研究其对废水的净化作用。结果表明,盐藻在海水养殖废水中能正常生长,利用海水养殖废水培养盐藻是可行的,采用不同体积分数的海水养殖废水处理盐藻,盐藻生长差异显著,生长情况好坏顺序为f/2、100%、10%、25%、50%、75%、90%、0%(纯海水),培养后废水水体中氨态氮基本上检测不到,10%海水养殖废水处理的硝酸盐和磷酸盐去除率均最低,相对较低体积分数的海水养殖废水处理对硝酸盐的去除率较高,而相对较高体积分数的海水养殖废水处理对磷酸盐的去除率较高。
关键词 :盐藻;养殖废水;生长;净化
中图分类号:Q949.21+2;X55 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)01-0039-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.01.010
Effects of Aquafarm Wastewater on Growth and the Uptake Ratio
of Nutrition in Dunaliella salina
YE Zhi-juan1,LIU Zhao-pu2
(1.Wuhan Vocational College of Software and Engineering, Wuhan 430205, China;
2. Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)
Abstract: Using f/2 as medium, Dunaliella salina were cultivated in different concentrations of aquafarm wastewater, the decontamination effect on wastewater was studied. The results showed that Dunaliella salina grew well in the aquafarm wastewater and better than in the seawater. Using different concentrations of aquafarm wastewater to cultivate Dunaliella salina, the growth conditions were in the order of f/2>100%>10%>25%>50%>75%>90%>seawater. After being cultivated, ammonia-N was not detected in the aquafarm wastewater. Removal rate of nitrate-N and phosphate-P in 10% treatment was the lowest in all treatments. Removal rate of nitrate-N was higher in relative low concentration. Removal rate of phosphate-P was higher in relative high concentration.
Key words: Dunaliella salina; aquafarm wastewater; growth; decontamination
收稿日期:2014-04-17
基金项目:武汉市教育局重点教研项目(2011029)
作者简介:叶志娟(1980-),女,安徽安庆人,讲师,硕士,主要从事养殖废水处理研究,(电话)15337104301(电子信箱)zhijuanye@163.com。
近年来,我国的海水养殖业飞速发展,迅速成为养殖产量世界第一的水产大国,养殖业的发展必然带来海水养殖废水的排放问题,但其排放标准尚未颁布,为减少养殖成本,养殖场大多未经处理或处理不到位而直接将废水排入海中。目前,国内外学者已经对海水养殖废水的处理方法进行了很多研究[1,2],如采用常规的物理、化学和生化的废水处理方法[3],也研究了综合养殖废水处理方法,即建立人工湿地生态系统法[4],但尚没有成熟的处理技术能高效地去除海水养殖废水中的氮磷营养盐。在此基础上,研究利用海洋微藻净化海水养殖废水的可行性及其吸收营养盐的效果,可为净化海洋环境、促进水产养殖业健康良性循环提供理论依据及技术支撑。
1 材料与方法
1.1 藻种
盐藻(Dunaliella salina)藻种由南京农业大学海洋生物学实验室提供。
1.2 海水养殖废水水样
海水养殖废水取自某鱼类养殖场,海水取自近海海域。海水养殖废水和海水均经沉淀、膜过滤后使用,设计了海水养殖废水不同体积分数,分别为0%(纯海水)、10%、25%、50%、75%、90%和100%,以基本培养基f/2为对照。培养前海水养殖废水及海水的水样养分特性见表1。
1.3 培养条件
将对数生长期的盐藻藻液接种于300 mL的三角瓶中,以1∶10的比例接种,初始接种量为6.78×106 个/mL,在智能光照培养箱(ZPG-280型)中进行培养,设置培养温度为23 ℃,光照度为3 000 lx,每天定时摇动3次,每次摇动1 min。
1.4 盐藻细胞计数
在光学显微镜下以0.1 mL血球计数板直接计数盐藻细胞的数量,培养后采用722可见分光光度计每天定时测定样品的OD700 nm。
1.5 叶绿素含量的测定
取15 mL盐藻藻液,真空抽滤到硝酸纤维滤膜上,添加5 mL 90%的丙酮在黑暗低温中抽提,20 h后,4 000 r/min离心5 min,上清液在663 nm、645 nm波长下测定出OD663 nm、OD645 nm,采用公式法计算藻液中叶绿素的含量:叶绿素含量=8.02×OD663 nm+20.2×OD645 nm[5]。
1.6 培养中生理指标的测定
总氮采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测定,氨态氮采用靛酚蓝分光光度法测定,硝态氮采用镉柱还原-盐酸萘乙二胺法测定,亚硝态氮采用盐酸萘乙二胺分光光度法测定,磷酸盐采用磷钼蓝分光光度法测定,溶解氧采用碘量法测定,化学需氧量采用碱性高锰酸钾氧化法测定,pH采用pH计测定,水样中的盐度采用盐度计直接测定[6]。
2 结果与分析
2.1 盐藻细胞数量与OD700 nm的关系及利用海水养殖废水培养盐藻的可行性分析
以f/2培养基培养盐藻,培养到一定时间分别取1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 mL盐藻藻液于50 mL容量瓶中定容,以0.1 mL血球计数板分别计数,每个样品计数3次,取平均值,得出盐藻细胞数量,测定OD700 nm,图1表示的是盐藻细胞数与OD700 nm的关系。从图1可以看出, 盐藻细胞数与OD700 nm呈明显的正相关,r2为0.993 9,由此得出结论,在试验中可直接测定OD700 nm来表示盐藻细胞生长情况。
以f/2培养基、海水、海水养殖废水培养盐藻,图2表示的是盐藻在不同培养液中的生长情况,结果表明,盐藻在海水养殖废水中生长正常,与f/2相比,盐藻在海水养殖废水中的生长与之相当,表明利用海水养殖废水培养盐藻是可行的,接下来探讨不同体积分数海水养殖废水培养对盐藻生长的影响及对废水的净化作用。
2.2 不同体积分数海水养殖废水培养处理下盐藻的生长及对海水养殖废水的净化作用
2.2.1 不同体积分数海水养殖废水培养处理对盐藻生长的影响 不同体积分数海水养殖废水培养下盐藻的生长情况如图3。由图3可知, 盐藻在不同体积分数的海水养殖废水中均能生长,具体生长情况为f/2>100%>10%>25%>50%>75%>90%,均高于纯海水处理的生长速率,其中100%、10%、25%海水养殖废水处理之间生长速度无显著差异,但显著高于其他体积分数海水养殖废水处理,而75%、50%、90%海水养殖废水以及纯海水处理之间第3天开始一直呈显著差异。表明不同体积分数海水养殖废水促进了盐藻的生长,因此如果将其直接排放入海中将会导致盐藻的大量繁殖,造成水体严重污染。
2.2.2 不同体积分数养殖废水培养对盐藻叶绿素含量的影响 不同体积分数海水养殖废水处理对盐藻叶绿素含量的影响如图4。由图4可知,与对照f/2相比,100%海水养殖废水处理下盐藻叶绿素的累积量达到最高,50%、75%海水养殖废水处理下叶绿素积累较高。盐藻的叶绿素积累与细胞生长呈一定的相关性,说明叶绿素可以作为衡量盐藻生长的一个指标。海水培养的盐藻叶绿素含量最低,仅为0.290 mg/L,100%海水养殖废水处理叶绿素含量显著高于其他体积分数海水养殖废水处理,也显著高于f/2处理,除50%海水养殖废水处理外,90%、75%、25%、10%4个海水养殖废水处理之间盐藻叶绿素积累无明显差异,100%海水养殖废水处理的叶绿素含量是海水处理的18倍左右,表明了海水养殖废水的直接排放对海洋水质污染的巨大影响。
2.3 不同体积分数海水养殖废水培养盐藻过程中水质的动态变化
2.3.1 pH动态变化 海水养殖废水培养盐藻过程中水体pH变化情况如图5。由图5可知,不同体积分数海水养殖废水处理水样的pH均随着培养时间的延长先增加或稳定而后降低,培养至第九天时各处理的pH趋于一致,维持在8.5左右。除对照f/2处理的pH一直处于最高的水平外,其他处理的pH均随着海水养殖废水水样体积分数的增加而增加,即100%>90%>75%>50%>25%>10%,并且各处理海水养殖废水处理的水样pH均高于纯海水处理。海水养殖废水培养盐藻过程中pH大致呈现先稍增加后降低最后趋于稳定的趋势,生长初期,低体积分数海水养殖废水处理pH较低,高体积分数海水养殖废水处理较高,而随着盐藻的生长,pH最终趋于稳定,说明初始pH并不是影响盐藻生长的主要因子,它可以通过自身的调节机制使最终pH趋于稳定,说明了盐藻可以通过自身的生理调节机制来调节其生长。
2.3.2 溶解氧(DO)的动态变化 盐藻培养过程中水体中溶解氧变化同pH变化趋势一致,同其生长也有一定的相关性(图6),低体积分数海水养殖废水处理下DO较高,培养到第九天时,各处理水样的DO趋于一致,大致呈现出先增加后减小最终趋于一致的趋势,在盐藻生长后期,各处理组DO均趋于一致,可能原因是盐藻的生长阶段已经到了消长平衡期,因此溶解氧呈现趋于稳定的状态。
2.3.3 化学需氧量(COD)的动态变化 盐藻培养过程中COD代谢缓慢(图7),开始时f/2处理较低,体积分数90%的海水养殖废水处理含量较高,培养到第九天,100%、90%和f/2的COD含量维持在一个较高的水平,而低体积分数的海水养殖废水处理则相对较低,特别是海水处理的样品,在整个过程中均处于较低水平,总体代谢缓慢。各体积分数海水养殖废水处理水样COD变化大致呈现先增加后减小的趋势,在一定的程度上可以说明盐藻不易吸收废水中的有机成分。
2.3.4 盐藻培养处理后水体中氮、磷的含量及形态
盐藻培养后培养液经0.45 μm滤膜抽滤后得培养后水样。
培养后水体中的氨态氮基本上检测不到,说明盐藻已经充分利用了废水中氨态氮。这与在水体中同时存在硝态氮和氨态氮时氨态氮被优先吸收有重要的关系,同时,氨态氮也抑制了盐藻细胞对硝态氮的吸收利用。
盐藻培养后硝酸盐和磷酸盐的利用情况见图8。由图8可知,海水处理时N、P养分的利用率均达到100%,10%海水养殖废水处理时硝酸盐和磷酸盐的去除率均最低,低体积分数的海水养殖废水处理时硝酸盐的去除率较高,而高体积分数的海水养殖废水处理时磷酸盐的去除率较高。25%、50%、75%及f/2处理下硝态氮的去除率均达到100%,0%海水养殖废水处理下硝态氮和磷酸盐的去除率也达到100%,对于磷酸盐来说,随着海水养殖废水体积分数的增加,各处理去除率呈现增加的趋势。
3 结论
1)研究结果表明,盐藻在不同体积分数的海水养殖废水中均能生长,生长情况与对照f/2培养基处理相当,说明利用海水养殖废水培养盐藻是可行的。f/2处理及海水养殖废水处理盐藻的生长情况、积累的叶绿素含量均高于纯海水处理;培养过程中水体的pH和DO均为先增加后减小最终趋于稳定,COD没有太大的变化;氨态氮的去除率均达到了100%,硝酸盐、磷酸盐的去除率均为海水处理的达最大,为100%。
2)从培养前各培养液的养分情况看,f/2中的磷含量比较高,而硝态氮和氨态氮低于100%海水养殖废水,而盐藻以f/2处理生长速度较快,说明了盐藻在生长过程中磷制约作用大于氮,这与国内外报道的藻类生长受磷限制基本一致。
参考文献:
[1] SUTHIER N,GRASMICK A,BLANCHETON J P.Biological denitrification applied to a marine closed aquaculture system[J].Wat Res,1998,2(6):1932-1938.
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[3] 中国水产编辑部.生物净化技术在我国水产养殖业中的应用现状与应用前景[J].中国水产,2001(1):86.
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[5] 姚南瑜.藻类生理学[M].辽宁大连:大连工学院出版社,1987.
篇10
关键词:绿化配置;滨水景观;滨水植物
随着国民生态意识的萌生,人们已经不仅仅满足于物质生活的富裕,开始追求精神上的享受,以使身心在快节奏的社会中得到舒缓和松弛。在城镇建设方面,也同样更加重视构建多种优美的自然景观,营造悠闲舒适的环境,反映历史和文化的沉淀。人们尤其热切期待着水边构筑开放空间,让这里流水潺潺,绿荫蔽天。因此滨水景观的概念也应运而生。
城市滨水区是构成城市公共开放空间的重要部分,并且是城市公共开放空间中兼具自然地景和人工景观的区域,其对于城市的意义尤为独特和重要。 营造滨水城市景观,即充分利用自然资源,把人工建造的环境和当地的自然环境融为一体,增强人与自然的可达性和亲密性,使自然开放空间对于城市、环境的调节作用越来越重要,形成一个科学、合理、健康而完美的城市格局。
在现今城市景观建设中,构建城区中的滨水绿带及水体,形成了水陆相依、空间开阔、贯穿城区、联系城郊的景观和生态走廊,对优化现代城市的生态环境和景观具有突出的作用,受到人们的普遍重视,而富有自然野趣的滨水植物在构建城市滨水绿带景观中是必不可少的材料。
城市滨水绿带及水系中,考虑水体本身的生物群落的培育和生态功能的保护重建,以及模仿自然水系中水陆边缘的生态、景观的连续性,在城市滨水水系中具有重要意义。在此基础上,城市滨水驳岸下水体边缘种植各种生机盎然的沿岸滨水植物构成了自然野趣的绿化景观,形成滨水绿带中水草飘荡、游鱼可数的独特完整的生态构成和健全的水体生态河道景观。
城市滨水绿带中的滨水植物不仅具有较高的观赏价值,更重要的是它还能吸收水中的污染物,对水体起净化作用,是水体天然的净化器,以生态驳岸形成的岸栖生物栖息环境为基础,通过种类组成结构合理、丰富稳定的滨水绿带和岸边滨水植物群落的培育、恢复,形成各类植物群落和生态景观连续过渡,具有水陆交融的自然优美的景观和健全生态功能的城市水系、园林水体的滨水地带,让人们真正享受到“碧波荡漾,鸟语花香”的自然美景。
滨水植物资源十分丰富,品种繁多,从陆生逐渐过渡到沉水,层次丰富。此外滨水植物的株形、叶形、花形也各具特色。滨水植物群落的形成为野生动物、水鸟和昆虫提供栖居地,正是由于这些水生动植物的不断繁衍和相互作用,使城市滨水水体成为具有生命活力的水生生态环境。
滨水植物是生长在水中或潮湿土壤中的植物,包括草本植物和木本植物。城市滨水绿带及水系中运用的滨水植物资源可以分为以下几种:
1.沉水植物:其根扎于水下泥土之中,全株沉没于水面之下,常见的有苦草、大水芹、菹草、黑藻、金鱼草、竹叶眼子菜、狐尾藻、水车前、石龙尾、水筛、水盾草等。
2.漂浮植物:其茎叶或叶状体漂浮于水面,根系悬垂于水中漂浮不定,常见的有大漂、浮萍、萍蓬草、凤眼莲等。
3.浮叶植物:根生长在水下泥土之中,叶柄细长,叶片自然漂浮在水面上,常见的有金银莲花、睡莲、满江红、菱等。
4.挺水植物:其茎叶伸出水面,根和地下茎埋在泥里,常见的有黄花鸢尾、水葱、香蒲、菖蒲、蒲草、芦苇、荷花、泽泻、雨久花、水蓑衣1种、半枝莲等。
5.滨水植物:其根系常扎在潮湿的土壤中,耐水湿,短期内可忍耐被水淹没。常见的有垂柳、水杉、池杉、落羽衫、竹类、水松、千屈菜、辣蓼、木芙蓉等。
滨水植物具有造景功能,并在城市滨水景观绿带中起着画龙点睛的作用,用不同的色彩点缀着滨水岸线及驳岸,使水面和水体变得生动活泼,加强了水体的美感。不同形态和色彩的滨水植物,会引起人们的各种心理活动和戏曲性效果,挺立在水中的宽叶香蒲和芦苇,阳光下的倒影或在薄雾笼罩的朦胧姿态,使人浮想联翩;月下的芦苇和荷塘的月色,诗一般的宁静,给人一种神秘之感;而菖蒲、睡莲、慈姑、黑三菱、千屈菜等,美丽的花朵竞相开放,迷人的色彩给人以强烈的视觉冲击效果;此外,在开阔水面上,还以可布置浮床、浮岛,在岛上栽培水生花卉,形成"水上花园",为水面增添景色。如宁波北斗河水面上的浮岛,打破了原来单调沉闷的水面,给水体带来了生机和活力。
滨水植物不仅有美化环境的作用,同时还具有净化水质的功能。针对城市滨水水系中存在的复杂多样的污染,在设计配置滨水植物群落时,应选择抗污染和对水污染具有净化生态功能的植物群落,目前已知对水污染具有较强的净化作用的湿生滨水植物有茭白、芦苇、香蒲、水葱、灯芯草、菖蒲、慈菇、凤眼莲、满江红、水花生、菱、水鳖、杏菜、菹草、金鱼藻、墨藻等。由于水系对物种迁移扩散的廊道作用,外来湿生水生生物如水葫芦、大米草、一枝黄花等对水系生态环境的影响已引起广泛的重视。总之,在城市滨水沿岸地带种植滨水植物会使水质清澈、水体生态稳定,并且能够美化水体景观、净化水质、保持河道生态平衡,因此说滨水植物具有重要的生态恢复功能。
利用植物根系具有较强的穿扎固土能力,在坡面上和消落区(最高和最低水位之间的水位变化区)种植耐水湿的乔灌木和地被植物,一方面减少地表径流,另一方面防止或减轻水流、波浪对河岸的侵蚀和冲刷,起到固土护坡作用。同时,植物的根茎叶的生长对土壤具有改良作用,增加了土壤有机质的含量,改善了土壤结构与性能,提高了土壤持水性,增加了土壤抗侵蚀能力。所以岸边种植滨水植物既能保持水土起到固土护岸作用,又能提高河岸土壤肥力,改善生态环境,所以通过种植植物来固土护岸不失为一种有效的、可行的生态护坡形式。
滨水植物是良好的绿肥,又是好的饲草,它们营养丰富,生长很快,水中的氮、磷被它们吸收后转化成蛋白质等营养物质。所以在种植滨水植物时,可有目的地挑选一些利用价值较高的滨水植物如绿萍、浮莲、水花生、水葫芦等。再在水中放养适量鱼虾和水禽,适时收获水产品,使水体保持一个较为稳定生态环境,从而获得环境效益和经济效益双丰收。
总的来说,在城市滨水地带各种滨水植物群落的合理布局和科学培育,帮助构建出城市中绿色型的生态水体,不仅美化了环境,更重要的是增进人们的身体健康,具有良好的生态效益、经济效益和社会效益,形成景观自然优美、生态功能持续稳定的城市水系和园林水景。
参考文献
[1]李尚志 著.《滨水植物与水体造景》. 第一版. 上海科学技术出版社. 2007.
[2]刘滨谊 著.《城市滨水区景观规划设计》. 第一版. 东南大学出版社. 2006.
[3](日)河川治理中心 编. 刘云俊 译. 《滨水自然景观设计理念与实践》. 第一版. 中国建筑工业出版社. 2004.