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1、1以香根草为主体的漂浮型复合系统结合微生态制剂治理滇以香根草为主体的漂浮型复合系统结合微生态制剂治理滇池富营养有机污染的研究池富营养有机污染的研究黄黄 波波(云南省环境保护局珍稀濒危植物引种繁育中心 昆明 650034)摘摘 要：要：蓝藻水华爆发成为滇池污染的一大特征。富营养化状态评价表明，全湖平均为中 度富营养。如何在湖泊水生态系统中建立立体的污染物转化、分解、去除处理系统是利用 生态治理工程解决湖泊水污染的最重要和最基本的步骤之一。本项目是针对滇池草海大观 公园水质呈劣类污染现状，通过构建上层以香根草为主体功能性植物，嵌合部分景观植 物；下层是附菌载体的复合处理系统来实现水污染治理，同时湖
2、底配置复合生物包、生物 陶环等复合微生物菌剂释放器、大比表面积脱氮除磷媒介和载体形成一整套立体的水体污 染物转化、分解、去除处理系统。复合微生物菌剂释放器载有多菌属的菌株，释放出的微 生物在摄取水中营养物质后，增加了活动的能量，自身快速生长繁殖，通过代谢活动，迅 速在释放器表面及浮岛上种植的香根草植物根系着床形成生物过滤膜，对水中的污染物进 行拦截、吸附、过滤，形成一个个浮动的污水处理厂。通过对近 80 亩流动水体试验示范区 进行水生态工程治理，取得了很好的景观及治理效果：试验示范水域各水质监测指标显示 基本达到景观水体的指标要求，水体透明度由原来的 30cm 提高到 100cm 以上。 关键
3、词：关键词：滇池；香根草；附菌载体；富营养1 1项目的背景和意义项目的背景和意义 蓝藻水华爆发已成为滇池污染的一大特征，滇池蓝藻水华污染最为严重的区域为滇池 的外海北岸湖滨带及外草海,当水华爆发时,浮藻堆积区Chl - a含量高达几千几万mg/m3, 藻量高达几十亿个/升,覆盖湖面的浮藻厚达20-40厘米, 形成水华的面积达1620km2,水体 景观十分恶劣。 滇池是昆明市的饮用水源地，发挥着供水、防洪蓄水、纳污、航运、水产养殖、调节 气候、观光旅游等多功能，在昆明市国民经济的发展中起着重要作用。但由于湖水受到污 染、湖区生态平衡受到严重破坏。富营养化状态评价表明，草海为重度富营养，外海为中
4、度富营养，全湖平均为中度富营养，滇池水污染控制面临巨大的压力，急需一批行之有效 符合实际情况的湖泊、河流水污染控制的高新技术支撑。由于受污染湖泊、河道水中污染 物质是多样性和动态立体分布的，往往不能用一种方法就能把所有的污染物质都转化、去 除干净。因此，采用集成技术处理开放式流动水体的污染物将是今后努力的方向。 本项目正是通过构建以香根草为功能性主体植物，嵌合部分景观植物，配合附菌载体 的处理系统来实现对开放式水体污染的治理，同时湖底配置复合生物包、生物陶环等复合 微生物菌剂释放器、大比表面积脱氮除磷媒介及载体形成一整套立体多维的水体污染物转 化、分解、去除处理系统。达到净化水质，提高水中溶解
5、氧，最终使浮动平台上种植的香 根草等植物成为具有固氮、吸磷、分解有机物的各属微生物的受纳体，使其生长茂盛，实 现了生物种属的合理构成，使氮、磷等有机污染物得以最大限度地在食物链(网)中进行降2解和去除，使污水中能量得以高效地利用。 2.2. 应用环境应用环境 2.12.1 昆明市滇池草海大观楼水域昆明市滇池草海大观楼水域 供试的滇池水体由两块组成，滇池草海大观楼水域位于昆明市西部入湖口，与昆明市的主 要补水及纳污河大观河相通，海拔 1850 米，日照 2292.4 小时/年，水域总计面积近 273 亩， 供试水域是由昆明市第三污水处理厂补水口开始到大观河全长 700 米，面积 80 亩，补水量
6、 1000 立方米/天，属流动水体。 2.2 昆明市滇池草海老干鱼塘水域昆明市滇池草海老干鱼塘水域 滇池目前有350平方公里，滇池草海属于滇池内湖，过去是水草丰茂的水草湖，由于污 染严重，为了切断污染修建了称为老干鱼塘的坝体将滇池分割为草海和外海，老干鱼塘水 域位于昆明市滇池草海与外海交界处，海拔1850米，日照2292.4小时/年，水域总计面积近 12.7平方公里，属半流动水体。 2.32.3 试验区水热状况试验区水热状况 年均温 20.60，极端低温-7.4，最高温度 30.9，无霜期 316 天。年均降水量 805.2mm,最高年降水约 1900mm，年均蒸发量 3638.6，夏秋季暴雨
7、集中，冬春季干旱长达67 个月。 2.42.4 水体污染原因调查及分析水体污染原因调查及分析 2.4.1 滇池的污水渗入 大观公园现在虽然是一个风景秀丽的湖滨公园，但在 300 多年前却是一片苇草丛生的 浅滩，是滇池草海的一部分。目前大观楼水体的污染，主要是滇池草海水回流和渗透 (大 观公园的水体与滇池草海水体仅一坝之隔)。在大观河水位低于公园水位时，需关闭公园通 往大观河的闸门,通过昆明市第三污水处理厂补水进来以保证公园水位。 从表 1 可见：滇池草海水质离地面水 IV 类水体标准相距较远。如果将这部分污水所含 的污染物折算成重量：大约是 550kg/D 的 CODcr、300kg/D 的
8、BOD5、130kg/D 的 TN、7kg/D 的 TP 以及 1000kg/D 的悬浮物。根据生物处理原理计算，该部分的废水完全降 解将产生多于 10m3 的污泥。那么对于 273 亩湖面面积的大观楼来说，就等于每天的湖底 增加近 5.5mm（忽略细菌的降解作用） 。 另一股注入大观楼的主要是生活污水，每天可达 50 m3/d。大量游客来欣赏美丽的湖光 园景，再加上公园维持、管理人员，日产生的生活污水也相当可观。大观公园内设有七座 公厕，有一座位于公园中心的近华浦内。目前公厕内粪便废水经由化粪池处理后直接排入 大观楼水体，是其较大的点污染源之一。为此，生活排放污水离地面水 IV 类水体标准相
9、距 更远。如果将这部分废水所含的污染物折算成重量：大约是 7.2kg/D 的 CODcr、3.6kg/D 的 BOD5、1kg/D 的 TN、0.15kg/D 的 TP 以及 3kg/D 的悬浮物，也是相当大的污染。表表 1 1 滇池草海、大观楼公园生活污水水质与滇池草海、大观楼公园生活污水水质与 IVIV 类水体标准比较类水体标准比较地点或标准SDDOCODcrBOD5TNTP悬浮物NH3-N(m)(mg/L)IV 类水体标准1.53.030.0401.50.1201.5填池草海水质-59.47.9913.60.8285-大观楼公园生活污水-150.075.020.03.060-32.4.2
10、 其他污染源 除了以上原因，由于人类大量使用化肥农药造成地球氮循环出问题，产生过多的活性 氮（NO）通过大气环流和雨水等途径进入到土壤和水系，使水中产生过多氮，造成藻类 的过量增长；水体中动植物死亡所沉积形成的淤泥；海鸥、水生生物等的代谢产物；游人 逗引海鸥的鸟食等等都是大观楼这一宝地的破坏者。 3.3. 材料与方法材料与方法 3.13.1 浮岛植物名录及配置量浮岛植物名录及配置量 1、香根草 （浮岛植物） 15 万株 2、纸莎草 100 丛 3、睡莲 1600 盆 4、菖蒲 110 丛 5、香菖蒲 70 盆 6、旱伞竹 90 盆 7、马蹄莲 90 盆 8、三棱草 20 盆 9、黄鹫尾 500
11、 株 10、蜘蛛兰 40 丛 11、麦冬 100 公斤 12、金边吊兰 60 盆 13、狐尾藻 1400 丛 14、金鱼藻 1000 丛 15、芦苇 1050 丛 16、铁线草 100 丛 3.23.2 微生态制剂微生态制剂微生态制剂列成表 2 如下：表表 2 2 所需生物制剂所需生物制剂项目名称备注1LLMO S-1（微胶囊复合菌）用于污泥减量底质改良2LLMO N-1（底改解毒菌）用于改善硝化作用3LLMO Activator（净水菌）活性剂4PNA（EM 菌）营养基质在示范水域内选择 10-15%的水域建造人工植物浮岛，种植功能性植物香根草和景观挺 水植物作为 LLMO 微生物挂膜的载体
12、（图 1） 。 3.3 轻质漂浮型脱氮除磷颗材料轻质漂浮型脱氮除磷颗材料 轻质漂浮型脱氮除磷颗材料是利用表面活性剂、碱土金属和稀土离子改性并合成孔径 在 2-50nm 之间的无机介孔材料。一方面能键合流动水体中的磷，另一方面由于材料的多 孔和大比表面积（最高可达 1000m2/g）的特点，使其还可吸附水中的磷酸根离子。更为突 出的特点是该材料的轻质漂浮性使其不增加额外污泥，且易再生，可循环再利用。4其作用机理及生物学效应如下所述：一是多孔结构、疏松、透水透气、有吸收水份和 气体的特性，内含植物生长所需的大量丰富的元素，而且能缓冲释放植物所需的营养物质。 同时可为该系统中的高净化能力的水生植物香
13、根草及景观植物提供营养。二是可作为接种 复合微生态制剂的媒介，成为微生物释放器，因为可以人为调节投加轻质漂浮型介孔脱氮 除磷粒和微生态生物净水剂的量，所以对于泻洪期也能达到较为理想的脱氮除磷效果。相 比传统的处理系统有更强的实用性。具有稳定的结构，粗糙的表面使生物积结的又好又快。图图 1 1 香根草为主体的人工植物浮岛香根草为主体的人工植物浮岛图图 2 2 漂浮型复合系统治理效果漂浮型复合系统治理效果4.4. 试验观察试验观察试验观察水体主要围绕水质清澈，透明度大于 0.6-1m；无富营养化特征；水体生态系 统稳定和水质景观明显改善等几个方面。图 2 显示了以香根草为主体的漂浮型复合系统结 合
14、微生物制剂治理试区水体富营养有机污染后的水质景观变化。 4.14.1 水质监测结果水质监测结果 2006 年 8 月 1 日开始投放 LLMO 菌剂，15 天后监测结果见表 3；9 月 5 日的见表 4，透 明度已达 120cm；2006 年 11 月和 2007 年 10 月见表 5。结果表明：各项指标都低于昆明市 西山区环境保护监测站常规监测点。在大观河五家堆及 3 号对照点的透明度仅 40 厘米，而 表 5 中投放 LLMO 菌剂的透明度平均提高 60cm，BOD 下降 10 倍，其它各项指标均有改善， 水质明显提高。实验区水质指标更是接近 IV 类水体标准，达到景观娱乐用水（表 6）
15、。表表 3 3 20062006 年年 8 8 月月 1616 日滇池草海大观河五家堆监测点水质日滇池草海大观河五家堆监测点水质项目pHCODcrBOD5NH3-N(mg/L)TNTP悬浮物数据7.59705.203.0428.071.80-注：注：3 号取样点设在大观楼试验示范区出水口靠大观河一侧，用于对照投放菌剂后生态修复的出水效果。4.24.2 香根草成活率情况香根草成活率情况 香根草于 2006 年 2 月开始栽植，30左右都没出现返青，直到 5 月 6 日才观察到发5芽返青（表 7） ，成活率达 90，30 天后产生新的分蘖，平均每丛分蘖数从种植时的 0 增加至 1-10 株，最高分蘖数 10 株（表 8） 。表表 4 4 大观楼试验检测对照效果大观楼试验检测对照效果出水口对照点（2006 年 9 月 5 日本底数据）大观楼试验示范区项目11：0011：3012：00平均最大最小平均BO
