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人工湿地工程对城市湿地公园构建的实践与理论探索

作 者: 许婷
导 师: 简敏菲
学 校: 江西师范大学
专 业: 生态学
关键词: 人工湿地 城市湿地公园 污染修复 艾溪湖
分类号: X52
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 112次
引 用: 1次
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内容摘要


湿地公园是湿地保护体系的重要组成部分,湿地公园建设已成为有效保护湿地的一种重要手段以及维持或扩大湿地面积行之有效的途径之一。将人工湿地工程应用于城市湿地公园的构建,是湿地生态恢复的一种有效途径和主要模式。无论是从经济效益还是从处理效果考虑,都是充分发挥城市湿地公园的经济、生态及社会效益的有力手段。本研究着眼于人工湿地工程的实践研究,从强复氧潮汐流人工湿地应用于污染修复的研究和艾溪湖半人工湿地生态系统应用于污染修复的研究两方面出发,通过人工湿地工程中湿地植物对COD、TN、TP和DO四个指标的影响来分析湿地植物对水质的净化作用,探讨人工湿地工程在城市湿地公园构建的实践和理论方面应用,对城市湿地公园的发展有着一定的理论意义和现实意义。本研究从以下两方面的探讨研究表明:1.在强复氧潮汐流人工湿地应用于污染修复的研究中:(1)各种不同搭配的植物组合均有一定的COD去除能力,其中“绿萍(Azolla imbricate)+槐叶萍(Salvinia natans)+紫芋(Colocasia tonoimo)”组合效果最好,当净化周期为10天时,COD去除率分别可以达到96.12%,其次是“绿萍+水鳖(Hydrocharis dubia)+黄菖蒲(Iris pseudacorus)”和“水鳖+黄菖蒲”两个组合,在净化周期为8天以上时,可以达到90~94%的COD去除率。(2)不同植物组合对TN去除的变化趋势比较,在净化周期为1~6天时,各种植物组合并无太大差异。净化周期为10天时,其中“绿萍+茭白(Zizania latifolia)”组合对TN的去除率最高可以达到71.98%,“绿萍+槐叶萍+紫芋”次之,最高为70.12%。(3)不同植物组合对TP的去除均呈现一定的处理效果,7个组合中“荇菜(Nymphoides peltatum)+绿萍”的脱磷效果最差,明显低于其他6个组合,“金鱼藻(Ceratophyllum demersum)+绿萍+南荻(Triarrhena lutarioriparia)”次之。而其余5个植物组合的脱磷效果相对较高,且无明显差异。(4)不同植物组合呈现较为稳定的溶氧能力,基本上均分布在2~4mg/L,但当净化周期为6天或7天时,大部分植物组合所处理的水样均达到溶氧峰值,其中“绿萍+茭白”最为明显,不同植物都有一定泌氧能力,随着处理时间的增加水体溶氧也随之增加,最终达到饱和。2.在艾溪湖半人工湿地生态系统应用于污染修复的研究中:(1)经过多次实地采样监测,从艾溪湖湿地公园各采样点的COD值来看,水质标准均为劣V。(2)本次实验样点中,植物对于COD的去除的效应不明显,在部分有植物的样点中COD值反而更高。原因可能是采样之前的较长时间中,南昌连续阴雨、气温低,水中的植物生长不旺盛,导致对COD的去除效应不明显,同时,许多残枝败叶腐烂成微粒存在于水体中。微粒被取样后,作为有机污染物被测定,故COD值偏高。(3)比较有植被区和无植被区的TN含量可知,植物的存在对水体中TN的净化有明显的作用,各植物之间的净化能力也存在一定的差距,再力花(Thalia dealbata)、紫芋、花叶芦竹(Arundo donax)区水质情况明显良好,其净化能力较强;芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha orientalis)、茭白也反映出一定的净化能力,黄菖蒲处水质情况含氮偏高,净化能力较弱。(4)不同植物对水体中TP的净化效果有较大差别,羊蹄(Rumex japonicus)、茭白、芦苇、香蒲、再力花以及紫芋的净化效果明显,部分样点中的芦苇和黄菖蒲对水质的净化效果不理想,可能与其生长季节、种类及数量有关,总体而言,有水生植物的样点处普遍比无水生植物样点处的TP的含量低,植物在对水体中磷的吸收有重要的作用,且不同植物对磷的吸收能力不同。综上研究结果,人工湿地工程利用基质—微生物—植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化,具有独特而复杂的净化机理,能够维持较高的生物多样性,并能增加城市的水景面积。未来人工湿地工程广泛应用于城市湿地公园构建的研究发展中,将更加注重湿地公园的规划与人工湿地工程的紧密结合,使之成为湿地生态恢复的一种有效途径和主要模式。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-19
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 研究目的和意义  11
  1.3 国内外城市湿地公园发展现状  11-13
    1.3.1 国外城市湿地公园发展现状  11-12
    1.3.2 国内城市湿地公园发展现状  12-13
  1.4 人工湿地技术与方法概述  13-19
    1.4.1 湿地的定义  13-14
    1.4.2 人工湿地的定义与分类  14
    1.4.3 人工湿地的组成  14
    1.4.4 人工湿地的去污机理  14-15
    1.4.5 国外人工湿地工程研究进展  15-17
    1.4.6 国内人工湿地工程研究进展  17-19
第2章 研究区艾溪湖森林湿地公园概况  19-23
  2.1 地理位置  19-20
  2.2 气候状况  20
  2.3 水文状况  20
  2.4 生物多样性  20-21
  2.5 社会经济状况  21-23
第3章 研究方法  23-31
  3.1 技术路线  23
  3.2 人工湿地工程方法  23-24
  3.3 艾溪湖野外调查方法  24
  3.4 实验材料与方法  24-30
    3.4.1 材料  24-27
    3.4.2 方法  27-30
  3.5 数据处理方法  30-31
第4章 强复氧潮汐流人工湿地应用于污染修复的研究  31-36
  4.1 强复氧潮汐流人工湿地填料构成与植物配置  31-32
    4.1.1 强复氧潮汐流人工湿地填料构成  31
    4.1.2 强复氧潮汐流人工湿地植物配置  31-32
  4.2 人工湿地植物对COD 的去除效率  32-33
  4.3 人工湿地植物对总氮的去除效率  33
  4.4 人工湿地植物对总磷的去除效率  33-34
  4.5 人工湿地植物对水体溶解氧的影响  34-35
  4.6 本章小结  35-36
第5章 艾溪湖半人工湿地生态系统应用于污染修复的研究  36-46
  5.1 艾溪湖半人工湿地概况  36
  5.2 艾溪湖半人工湿地不同植物的配置  36-38
  5.3 艾溪湖半人工湿地植物对COD 的净化效果  38-41
    5.3.1 水质分析  38-39
    5.3.2 植物对COD 的去除效应分析  39-40
    5.3.3 COD 值的稳定性分析  40-41
  5.4 艾溪湖半人工湿地植物对总氮的净化效果  41-43
    5.4.1 标准曲线  41-42
    5.4.2 水体总氮的浓度  42-43
  5.5 艾溪湖半人工湿地植物对总磷的净化效果  43-45
    5.5.1 标准曲线  43-44
    5.5.2 水体总磷的浓度  44-45
  5.6 本章小结  45-46
第6章 人工湿地工程应用于城市湿地公园的构建  46-49
  6.1 人工湿地工程应用于构建城市湿地公园的可行性分析  46-47
  6.2 人工湿地工程应用于构建城市湿地公园的实践模式  47-49
第7章 结论与研究展望  49-52
  7.1 结论与讨论  49-50
    7.1.1 强复氧潮汐流人工湿地小试结论  49
    7.1.2 艾溪湖半人工湿地生态系统水质状况  49-50
  7.2 研究展望  50-52
参考文献  52-57
附录  57-59
致谢  59-60
在读期间公开发表论文(著)及科研情况  60

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 水体污染及其防治
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