流域水葫芦控制与利用生态工程研究
【摘要】:水葫芦于20世纪30年代传入我国,近年来由于流域水体的富营养化使其蔓延速度极快。它侵占水道,干扰水生生态系统平衡,影响当地的经济生产,成为一大公害。
生态工程是一种全新的技术和方法,它在无需投入大量能源的情况下,保护生态系统和非再生资源,而且将污染物转化为人类可以利用的再生资源,避免污染的转移。本研究遵循生态工程设计的基本原则,首先通过野外观测和实验室实验研究,摸清流域水葫芦的生长规律,并在此基础上提出水葫芦生长控制的对策建议;随后应用水葫芦生长模型和剩余生产模型,定量研究了通过水葫芦打捞净化水体中营养盐的效果;对于所打捞的水葫芦,则结合研究区的实际情况,对研究区原有的沼气发酵工艺进行适当的改进,进行水葫芦厌氧发酵中试实验,并提出了发酵产物的综合利用途径;最后则采用能值分析与技术经济分析的方法,定量分析了所设计水葫芦生态工程的生态经济效益及其可持续性。
论文所取得的主要成果和研究结果如下:
(1) 流域内水流较缓及水体营养盐含量较高的内河道、引水渠、池塘等地是水葫芦的主要生长分布区,在适宜条件下,水葫芦植株可在8~10天内可翻一番。水葫芦较耐瘠,在无外来营养补充的情况下,大的植株在将近一个月的时间内仍能正常生长。TN和TP是水葫芦生长的主要限制因子,当水体TN浓度小于2.0mg/L或TP浓度小于0.05mg/L,水葫芦的生长状况与蒸馏水空白对照之间的差异不显著,该浓度值可作为野外控制水葫芦疯长的参考阈值浓度。
(2) 畜禽废水对水葫芦的生长有着明显的促进作用,在中等浓度的畜禽废水中,水葫芦的植株数在6~7天可增一倍。与此同时,水葫芦对中高浓度的畜禽废水有很强的净化能力,在自然状态下,25天内对COD_(cr)、TN、TP的去除率分别在60%~88%、50%~90%及50%~60%之间。水葫芦对畜禽废水中的COD_(cr)、TN及TP的去除速率,均符合一级动力学方程,且具有很好的相关性。
(3) 水葫芦吸收营养盐用于光合作用,当植株被收获时,在水中的营养盐将包含在植物组织中而被去除。水葫芦的生长特征可用罗辑斯蒂方程表示,在野外阳光充足的条件下,其生长速率主要受温度和营养盐的影响。论文通过野外实验和文献查询,建立了九龙江流域水葫芦生长数学模型和剩余生产模型,并利用该模型计算了研究区6000m~2的水体实施水葫芦打捞策略后所能去除TN和TP的最大理论值,其结果为每年最大能去除214.4kg TP和966.6kg TN。
(4) 接种率、破碎程度、温度等是影响水葫芦厌氧发酵产气效率的主要因素。
【学位授予单位】:同济大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X52
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1 |
江锦坡,金春华,徐镇,陆开宏;河蟹对水葫芦生长的影响[J];水产科学;2002年03期 |
2 |
王维一;水葫芦[J];城市公用事业;2000年04期 |
3 |
李博,廖成章,高雷,骆亦其,马志军;入侵植物凤眼莲管理中的若干生态学问题[J];复旦学报(自然科学版);2004年02期 |
4 |
郑彧;九龙江流域环境现状及保护对策[J];福建环境;2001年05期 |
5 |
张祖堂,林革,方金辉,李强,许国诚;利用水葫芦栽培草菇试验初报[J];福建农业科技;1997年06期 |
6 |
卞有生,刘来福,徐汝梅;中型农业生态工程的数学模型[J];中国工程科学;2001年11期 |
7 |
李海涛,严茂超,沈文清,刘文江;新疆生态经济系统的能值分析与可持续发展研究[J];干旱区地理;2001年04期 |
8 |
李俊奇;张颖夏;向璐璐;刘冬梅;郑清华;;中小型城市污水处理厂技术经济调查与分析[J];中国给水排水;2006年10期 |
9 |
汪禄祥,刘家富,束继红,梅文泉,董宝生;有害杂草的微量元素分析[J];广东微量元素科学;2002年06期 |
10 |
李宝林;凤眼莲净化水质的利用及其所诱发的环境问题[J];环境保护;1994年06期 |
|
|
|
|
|
1 |
严茂超,李海涛,程鸿,沈文清;中国农林牧渔业主要产品的能值分析与评估[J];北京林业大学学报;2001年06期 |
2 |
郑宏飞;自然资源的分析观[J];北京理工大学学报(社会科学版);2003年02期 |
3 |
袁艺,史培军;土地利用对流域降雨-径流关系的影响——SCS模型在深圳市的应用[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年01期 |
4 |
张兴昌,邵明安;植被覆盖度对流域有机质和氮素径流流失的影响[J];草地学报;2000年03期 |
5 |
乐毅全,郑师章,周纪伦;凤眼莲根际微生物在污水处理中的应用[J];城市环境与城市生态;1988年01期 |
6 |
刘冠南,冯生华,张大群;凤眼莲净化城市污水厂二级出水中的氮和磷[J];城市环境与城市生态;1991年01期 |
7 |
乔寿锁;试论我国工业污染防治的政策取向[J];城市环境与城市生态;1992年03期 |
8 |
贺宝根,周乃晟,胡雪峰,高效江,王少平;农田降雨径流污染模型探讨——以上海郊区农田氮素污染模型为例[J];长江流域资源与环境;2001年02期 |
9 |
陈西平,梁荫;涪陵地区农村径流水体中氮磷含量及分布特征[J];长江流域资源与环境;1994年01期 |
10 |
阎伍玫;巢湖流域不同土地利用类型地表径流污染特征研究[J];长江流域资源与环境;1998年03期 |
|
|
|
|
|
1 |
马天德,崔亨哲;一种处理鸡粪的小型高效厌氧发酵装置[J];农村能源;2000年02期 |
2 |
董春娟;厌氧发酵中毒性物质的反应[J];太原理工大学学报;2002年02期 |
3 |
钱午巧,包武,陈彪,林代炎,卢济事;利用厌氧发酵技术综合治理畜牧业污染的探讨[J];福建能源开发与节约;2003年03期 |
4 |
幽景元,肖波,杨家宽,王秀萍;生活垃圾厌氧发酵条件的正交实验[J];能源工程;2003年03期 |
5 |
金杰,刘斌,俞志敏;乳品废水厌氧发酵生化指标变化的研究[J];合肥学院学报(自然科学版);2004年04期 |
6 |
沈伯雄;梁材;周元驰;郭宾彬;吴春飞;张范;;生活垃圾厌氧发酵制沼气研究[J];环境卫生工程;2006年03期 |
7 |
李慧强;夏吉庆;田晓峰;;哈尔滨市污水厌氧发酵处理可行性研究[J];黑龙江科技信息;2007年08期 |
8 |
;我国农业固体废弃物高效资源化利用开辟新途径——“沼气规模化干法厌氧发酵技术与装备研究”课题启动[J];中国奶牛;2007年06期 |
9 |
夏吉庆;李文哲;;固体有机废弃物厌氧发酵装置研究进展[J];东北农业大学学报;2007年05期 |
10 |
宋亚婵;李涛;任保增;江振西;;玉米秸秆厌氧发酵生物制氢流变学性质的研究[J];河北化工;2008年02期 |
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