生态围隔及沉水植物对东湖水质的净化效果研究.pdf

总第2 13期2023年第8 期环境治理生态围隔及沉水植物对东湖水质的净化效果研究胡胜华，刘汉民，冯智，万贝海，吴中奎（武汉航发瑞华生态科技有限公司，湖北武汉438 40 0）摘要：2 0 2 0 年5月至2 0 2 0 年7 月在武汉东湖水域采用围隔实验，对东湖水质进行修复，分析试验前后围隔内外水质因子的变化。结果显示，生态围隔内部水质状况优于围隔外部水质状况。试验期内，围隔内部的水体透明度平均为1.2m,叶绿素a浓度下降7 倍,表明围隔试验及沉水植物的种植对水环境的稳定和改善有明显作用。关键词：生态围隔；水质分析；湖泊水体中图分类号：X522湖泊富营养化可导致藻类水华、水生植被衰退、鱼类死亡等一系列不良后果,最终导致生态系统退化甚至崩溃，是水生态系统面临的主要环境问题之一。除此之外，水生态系统还面临盐碱化、水域面积减少等问题。生态围隔是生态工程学中常用的一种人工设计组成的实验生态系统。这种方法的目的是建立一个复杂的模型生态系统，能模拟自然环境下的生态系统并达到一定的精确度 2 。模型需包括设计污染物结构、一些机械和电子部件。围隔模型最重要的特征是生态系统的自组织特征的管理，能达到某种预设目标,即一定的物种组成或生化机能。常见的围隔生态系是用人工方法把自然海水或湖水围起来的相对封闭的生态系统，水体积介于1 10 0 0 m,与周围水体没有交换 3-1。生态围隔能对水体进行分隔,降低风浪。研究表明,风力产生的波浪作用于沉积于湖泊底部的沉积物，是沉积物中的污染物在水的搅动下融人水体中，特别是磷的释放，进而增加水体污染负荷,水悬浮物含量高,透明度降低,悬浮物容易在植物表面黏附、使水生植物光合作用减弱，湖泊生态系统遭到破坏 5。此外,生态围隔能减少水体交换,增加水体停留时间，利于水生态修复。1研究区概况1.1采样点选定在东湖示范区北部建立生态修复区，围隔大小26210m,试验开始前，围隔区域内没有大型水生植被生长，在围隔内外设置A、B、C、D、E 共5个采样点,其中A、B、C 为围隔内部采样点,D、E 为围隔外部采样点，采样点具体位置见图1。1.2研究方法采用不透水围隔及沉水植物对研究区域进行水体生态修复。1)不透水围隔和围网均可以一定程度上减少草收稿日期：2 0 2 2-11-0 9作者简介：胡胜华，男，19 7 8 年出生，毕业于中国地质大学（武汉），博士学位，高级工程师，主要研究方向为水生植被恢复和水生态工程。山西化工Shanxi Chemical Industry文献标识码：A食性鱼类对沉水植物的牧食，减弱底栖型鱼类造成的底泥再悬浮现象。2)不透水围隔的实施，还可明显削减风动能，减少对沉水植物的造成的机械性损伤,减少种苗漂浮,增加成活率。围网对改善透明度和抵御风浪能力较弱。3)不透水围隔可以有效减少各区域水体及围隔外水体的交换，减弱水流的冲击作用,从而使得围隔区域内水体的波动相对稳定,部分悬浮物可以逐渐沉淀下来，从而提高水体的透明度。透水围网区域水体交换频繁，水体透明度和外围水域区别不大，且在围网条件下,D区植物覆盖度和生物量均较低。4)不透水围隔可以营造合适植物生长的环境。于2 0 2 0 年5月至2 0 2 0 年8 月，对水体水质进行定点监测,现场监测记录透明度和pH,在实验室监测的指标有总氮、总磷、COD、BO D s、氨氮。总氮采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，总磷采用钼酸铵风光光度法,COD采用重铬酸钾法测定,BODs采用稀释与接种法测定，氨氮采用纳氏试剂分光光度法。2结果与分析2.1水体透明度湖水透明度是指湖水能使光线透过的程度，表示水的清澈情况,是水质评价指标之一。C区外部围隔于5月完成,形成封闭区域。由图2 可知,形成封闭区域的C区域内部水体的透明度明显改善,最高可达到2m,随后逐步稳定在1.3m左右。5月2 4日一7 月11日，Total 213No.8,2023D0I:10.16525/14-1109/tq.2023.08.084文章编号：10 0 4-7 0 50(2 0 2 3)0 8-0 2 15-0 2东湖绿道围隔区域.cAPD图1采样点位分布图沿岸E水域山西化工第43卷A区、B区为半封闭状态，无风浪天气下，透明度达到0.70.9m，提高了0.1 0.3m，透明度显著高于围隔外部区域,但显著低于封闭的C区域。7 月12 日之后,A区、B区封闭，透明度逐渐趋于稳定状态，透明度达到1m左右。围隔外部区域透明度受外部环境影响较大,初期在0.6 cm左右,并显著低于围隔内部区域,后250240230预防大风天气影响，提前220透明度干预210200190180170130120110100908070605040TO-90期围隔外部透明度由一定程度的下降。2.2水质状况分析由图3-1可以得知，随着时间的变化，各监测点的BODs值略有起伏，在水体修复期间，围隔内的BODs值始终低于围隔外BODs值，围隔内BODs值较初期下降了9%。表明生态围隔及沉水植物的种植对水体净化有一定的作用。生态围隔建立初期，围隔内外水体中的COD值均为18 mg/L，通过围隔措施及围隔内部相关沉水植物的净化作用，2 0 2 0 年8 月，东湖水体污染较为严重的情况下，围隔内部的COD值依然低于围隔外部水体。由图3-3对比围隔内外氨氮浓度可知,采取围隔措施的水体的氨氮浓度,始终低于围隔外部氨氮质量浓度,并在7 月份，围隔外氨氮质量浓度是围隔内部氨氮质量浓度的2.6 倍，这表明采取围隔措施和沉水植物对降低水体中氨氮质量浓度有一定的效果。围隔及沉水植物建立过程中,研究区内水体的总磷质量浓度呈现显著下降的趋势，初期围隔内外的总磷质量浓度分别为0.0 55mg/L和0.0 45mg/L,围隔内部总磷质量浓度高于围隔外部总磷浓度1.2 倍，截至2020年8 月，围隔内部水体总磷质量浓度下降至0.033mg/L，低于围隔外部总磷质量浓度0.0 35mg/L，总磷质量浓度较初期下降了40%。表明生态围隔及沉水植物措施对水体中总磷污染去除效果较好。2020年5月份，建立生态围隔修复初期，围隔内部的总氮质量浓度为0.59 mg/L，围隔外部总氮质量浓度为0.51mg/L，围隔外部总氮质量浓度高于围隔内部浓度。围隔内部经过一段时间的沉水植物修复30(T/au)/aog(7/u)/10320321010日期-围隔内围隔外3-1围隔内、外BOD;值对比图0.80.60.4透明度干预0.20A.B区围隔封闭F21-901z-90图2 各区透明度变化情况日期一围隔内围隔外3-2围隔内、外COD值对比图0.08(7Au)(dL)d0.060.040.020日期围隔内围隔外3-3围隔内、外氨氮质量浓度对比图3S-906z-900-20+A-BC-围隔外日期围隔内隔外3-4围隔内、外TP质量浓度对比图SI-LO61-20日期-L0Lz-20Te-LOt0-80(T/au)(NIL)d后，氨氮浓度较明显低于外部。示范区内初期叶绿素a质量浓度较高，围隔外部的叶绿素质量浓度为12 7 g/L，经过围隔措施处理后围隔内部的叶绿素质量浓度为18 g/L,叶绿素浓度降低了7 倍，表明围隔措施有良好的挡藻效果。3结果与讨论近年来，生物操控的湖泊水体富营养化修复措施愈来愈多。国内外的相关研究表明,对富营养化的水体单纯以营养盐控制难以取得较好的效果,因此大量研究开始将物理工程与生物操控相结合的方案,并取得一系列较好的成果。如太湖试验水体修复后,水体透明度提升1.2 倍，各项水质状况良好，太湖水质有了极大的改善 6 。滇池采用大型围隔研究湖泊水体由藻型浊水态向草型清水态的转换 7 。总体来说，生态围隔作为一种物理生态措施,其介质本身具有通过富集周丛生物和形成生物膜净化水质的作用。围隔不仅能起到隔离挡藻的目的,还能削减水面风浪，降低底泥悬浮，提高水体透明度。此次武汉市东湖水体修复工程对东湖水质有了极大的改善和提升，可为其他大型湖泊水体的修复提供参考。参考文献1】朱香英,梁亚荣.武汉市湖泊侵占现状分析与洪涝灾害 J.环境保护科学,2 0 17,43(4):10 2-10 7.(下转第2 2 1 页）1501005000日期-围隔内一围隔外3-5围隔内、外TN质量浓度对比图图3围隔内外水体水质指标变化日期围隔内围隔外3-6围隔内、外叶绿素质量浓度对比图2023年第8 期徐双全：焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝技术的应用研究221Application Research on Desulfurization and Denitration Technology of Coke Oven Flue Gasin Coking PlantXu Shuangquan(Shanxi Coking Group Co.,Ltd.,Hongtong Shanxi 041600,China)Abstract:The development of the coking industry is relatively extensive,and the coke oven flue gas emitted during the production processcontains a large amount of pollutants such as SO2 and NO2.The flue gas composition is complex,and the working conditions fluctuategreatly,making flue gas treatment difficult.In order to meet environmental protection requirements,combined with the actual requirementsof national environmental protection,an in-depth analysis was conducted on common stamping coke oven flue gas desulfurization anddenitrification technologies,including wet,dry,and semi dry desulfurization technologies,and nano ceramic low-temperature denitrificationSCR method denitrification technology.The process flow and application advantages of each process technology were studied in depth,inorder to provide useful guidance and reference for coal chemical production enterprises.Key words:coke oven flue gas;desulfurization and denitrification technology;SCR method for denitrification(上接第2 16 页）2胡旭，何亮，曹特，等.富营养化湖泊围隔中重建水生植被及其生态效应 J.湖泊科学,2 0 14,2 6(3)：349-357.3孙陆宇,温晓蔓，禹娜，等.现场围隔及其在水域生态学研究中的应用 J.水生态学杂志，2 0 11,32(3)：12 0-12 6.4李健，金中武，杨文俊.野外现场生态围隔实验研究进展 J.长江科学院院报，2 0 13,30(10)：2 7-31.5胡旭.富营养化湖泊水生植被恢复及其生态效应研究 D.武汉：Study on the Purification Effect of Ecological Enclosure and Submerged Plants on Water(Wuhan Hangfa Ruihua Ecological Technology Co.,Ltd.,Wuhan Hubei 438400,China)Abstract:From May 2020 to July 2020,the containment experiment was used in the waters of Wuhan East Lake to restore the waterquality of East Lake and analyze the changes of water quality factors inside and outside the fence before and after the test.The resultsshowed that the water quality inside the ecological enclosure was better than that outside the enclosure.During the test period,the averagetransparency of the water body inside the enclosure was 1.2 m,and the chlorophyll concentration decreased by 7 times,indicating that theenclosure test and the planting of submerged plants had obvious effects on the stability and improvement of the water environment.Key words:ecological enclosure;water quality analysis;lake water bodies(上接第2 18 页）1 修博文，明印，卫民.转移式微量点胶过程中胶液转移行为研究J.机械管理开发,2 0 2 2,37(11):2 7 5-2 7 7.2 庞爽.基于UV光催化活性炭法的煤化工净化处理技术研究J.化纤与纺织技术,2 0 2 2,51(8)：44-46.3李斌.UV光催化活性炭法处理煤化工污水废气的研究 J.煤Research on the Effect of UV Photocatalysis Combined with Active Adsorption in Treating(Jinkong Coal Industry Jinding Activated Carbon Shanxi Co.,Ltd.,Datong Shanxi 037001,China)Abstract:In order to further improve the sewage and exhaust gas treatment efficiency of coal chemical enterprises,this study starts withthe actual situation of a certain coal chemical enterprises exhaust gas emissions exceeding the standard,and refers to existing researchexperience,integrates three types of sewage and exhaust gas treatment technologies:washing purification,UV photocatalytic purification,and activated carbon adsorption,and constructs a UV photocatalytic combined active adsorption treatment process to achieve effectivetreatment of pollutants in the enterprise.From the actual treatment effect,the average concentration of ammonia and hydrogen sulfide havedecreased by 88.6%and 99.6%,respectively,with prominent advantages.It is expected that this process will also have certain practicalapplication value in the future.Key words:UV photocatalysis;active adsorption;coal chemical industry;pollutant treatment华中农业大学，2 0 13.6管卫兵，陆锋，许维岸，等.大型枝角类引导的沉水植物生态修复对太湖围隔水质的净化效果 J.湖南农业科学，2 0 12(5)：56-6 0.7代亮亮，张云，周维成，等.草型清水态维持与长效运行的营养盐响应机制：以滇池大型围隔试验为例 J.中国环境科学，2 0 2 0,40(9):3849-3858.Quality in East LakeHu Shenghua,Liu Hanmin,Feng Zhi,Wan Beihai,Wu Zhongkui参考文献Coal Chemical Wastewater and Waste Gas炭与化工,2 0 2 2,45(6):158-16 0.4魏振军.煤化工行业VOCs回收治理技术研究 J.山东化工，2022,51(3):198-200.5曲顺利.煤化工企业废气污染治理研究 J.氮肥技术,2 0 2 0,41(2):37-39.Zhao Yuan