[发明专利]一种收割水生植物修复富营养化草型湖泊的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种通过收割水生植物修复富营养化湖泊的方法，尤其涉及在草型富营养化湖泊中，收割水生植物修复水体的方法。

背景技术

水体富营养化是世界性的重大环境问题。自20世纪70年代开始，我国湖泊水体污染问题逐渐显露，随着经济的高速发展，大量排放的生活污水和工业废水对湖泊的污染日益严重，特别是废污水中含有的氮、磷等营养物质，造成水体富营养化日益加剧。迄今我国已经或趋于富营养化的湖泊达90％，对生态环境和社会经济的可持续发展构成了严重威胁。如何对富营养化水体进行有效调控，是我们所必须面对的现实问题。

综合近年来水体富营养化的治理主要有物理方法、化学方法及生态—生物方法。前两种方法代价昂贵，易造成二次污染，效果不稳定。生态—生物修复技术是近年来发展较快的一种新技术，技术成本低、处理效果好，污染物转化后无二次污染，尤其是其中的水生植物净化技术逐渐得到重视。水生植物净化技术的最大优点是可以通过植物的吸收、吸附作用，降解、转化水体中的营养物质，继而通过收获植物体的形式将过量营养盐从水域系统中清除，从而使水体中的氮磷含量降低，减轻了水体富营养化程度。因此，这种方法常常可以达到标本兼治的效果。

利用水生植物净化技术修复富营养化水体的工作已开展数年，国内外已有一些工作取得了较好的效果。WO/1990/000348提出将水生植物培养在一种带有生物膜的特制装置中，并将其置于水体，以提高受污染水体的水质。CN101164916A提出了一种利用水生漂浮植物—浮萍治理富营养化水体的方法，浮萍与其混养的大型水生植物放养面积占水面的70-90％，通过吸收、吸附及生化作用净化，去除水体中的氮、磷及其它污染物质。CN101148292A公开的水上栽培植物治理富营养化水体的方法，通过套种两种不同季节的植物，利用植物发达的根系大量吸收富营养化水体中的氮、磷营养盐，通过收获植物，将水体中氮、磷等营养盐带出水体，达到修复富营养化水体的效果。WO/2008/081554提出在水面上建立浮动岛屿，综合利用水生植物和微生物的修复功能改善富营养化和受污染水体的水质。

以上利用水生植物修复技术治理富营养化水体的方法多数集中于人工湿地中水生植物的选择以及种植培养方式的研究，方法本身也需要采用一些工程手段来完成，耗资较大。然而在天然水体中，存在很多不可人为控制的条件，上述选择和培养特定的水生植物修复水体技术的应用有一定难度。另外，在天然草型湖泊中，水生植物蒸散发耗水是水分损失的重要组成部分，因此水生植物覆盖水体面积的大小会通过蒸散发作用影响草型湖泊的水量，进而影响水体中的氮、磷等营养盐的浓度及水质状况，已有的水生植物修复技术并没有考虑到草型湖泊水生植物蒸散发作用对水质的影响。

发明内容

本发明的目的在于利用水生植物的生物净化特点，针对草型湖泊水生植物蒸散发耗水量大的特性，提出一种适时适量收割水生植物治理富营养化草型湖泊的方法。一方面，草型湖泊中固有的水生植物对水体氮磷的吸收作用可以改善水质；另一方面，水生植物通过蒸散发耗水产生的浓缩效应会对水质产生不利影响。因此同时考虑草型湖泊中水生植物对水质影响的两个特点，通过适时适量地收割水生植物，使草型湖泊水质最佳。

本发明采用的技术方案是，水生植物吸收及吸附水体中的氮磷等营养盐促进自身的生长，当植物茎和叶氮磷营养盐含量最大时收割植物茎叶，可以将水体中氮磷营养盐最大程度的带出水体，因此，水生植物茎叶营养化含量最大的时间为最佳收割时间。水生植物覆盖水面面积大小的不同，其蒸散发作用对水质影响也不同，观察水生植物不同覆盖度(即水生植物覆盖面积占水面面积的百分比)的条件下，水体氮磷浓度的变化情况，选择水体中氮磷浓度最小时的覆盖度，即为最适覆盖度，此时水体水质最佳。

具体措施如下：

通过调研确定目标区域植被生态指标、生物量等背景数据。以此为基准，通过水平收割的作业方式，调节水生植物覆盖草型湖泊水体的面积比例，使其覆盖度分别为20％，40％，60％，80％，100％，其中100％为目标区域水生植物的覆盖度，即保持原状。收割时间根据水生植物不同生长期的吸收特征，选择水生植物茎叶氮磷含量最大的时期为最佳收割期。根据水生植物不同覆盖度的水质特征，选择水体氮磷浓度最小时水生植物的覆盖度为最适覆盖度，则相应的收割量为最适合收割量。

本发明的有益效果在于：