周丛藻水质净化和水体生态修复应用研究

【摘要】：由富营养化导致的河口、海岸、湖泊及城市河道水环境质量下降已成为当前全世界水环境治理面临的重要问题。周丛藻及其着生基质共同构成的自然生态系统在水质净化与水生态修复中起着重要作用。本文将对该系统的水质净化和水生态修复机制,以及其成功的应用案例进行综述。一、周丛藻在水生态系统中的重要作用周丛藻是水生态系统中重要的初级生产者和食物源,周丛藻在水生态系统的碳固定和营养物质循环过程中起重要作用．周丛藻与水环境因子间存在着复杂的相互影响关系,而且, 周丛藻群落结构和种群数量变化可在一定程度上反映水生态系统的改变。二、周丛藻水质净化与水体生态修复机制周丛藻水质净化机制可体现在以下几个方面:1)周丛藻可吸附水体中可溶性磷,过滤颗粒状磷,并通过光合作用调节水体pH从而分解钙磷和沉积碳酸磷;2)周丛藻可通过反硝化作用去除水体中的氮素,其特有的微生物作用可将硝态氮转化为气态氮(NO和N2O4), 并通过挥发作用最终降低水体中氮物质含量;3)周丛藻的生物吸附过程,可去除水体中其它的营养物质、重金属和有毒物质;4)周丛藻的微生物光合作用对增加水体溶解氧浓度效果显著;5)周丛藻可通过其生物滤膜作用降低固体悬浮物质含量,提高水体透明度。周丛藻水生态修复机制主要体现在水生植物重建以及水环境监测两方面。周丛藻水质改善作用将有利于水生植物的重建,而它们对环境的迅速响应使其成为水环境生物监测的重要手段。三、周丛藻水质净化与水生态修复应用案例周丛藻在水质净化与水生态修复工程中的应用主要有四种类型:第一,广泛应用于湿地水处理系统中的水生植物一周丛藻净化系统,可去除水体中50％以上的总磷和总氮,加拿大湿地系统中总磷的去除率甚至可达80％以上;第二,周丛藻垫洗涤器(ATS)是利用着生在人工基质上的周丛藻进行废水处理的新技术,美国加利佛尼亚中部水生态修复示范工程应用研究表明该系统具有深度水质净化处理能力;第三,以周丛藻为基础的暴雨水处理区域系统(PSTA)在美国佛罗里达湿地恢复项目中得到成功应用,该系统可以使进水磷浓度内从 80ppb下降至10ppb,出水口的水生植物同时得到成功重建;第四,周丛藻垫反应池已经取代传统RAS中的沉淀池和细菌生物过滤,光照条件下该系统的去除率与滴滤池的生物过滤相类似。周丛藻在水质净化和水生态修复中的应用研究可为我国水环境治理及生态修复技术的扩展提供理论和实践基础。