一种修复富营养水体的复合生态系统构建方法及人工礁石技术方案

本发明专利技术公开了一种修复富营养水体的复合生态系统构建方法及人工礁石，构建时将带有沉水植物的人工礁石尖端插入水体底泥中，待沉水植物生长稳定后，适当曝氧后，在水体中投放清藻类生物，待清藻类生物种群稳定后，投入生物复合菌，适当维护，待系统完整即可。该人工礁石，包括由火山岩制成的空心人工礁石，所述人工礁石的空心内填充有包含植物根径底端的凝胶，所述人工礁石的表面包覆有海藻酸钠凝胶溶液的固化层。空心人工礁石优选为锥形，锥形尖端插入底泥中。本发明专利技术复合生态系统构建操作简单、周期短、成本低、应用性强，且可以使水体长期保持清澈见底，同时有一定的厨余垃圾处理能力和生态养殖高营养价值泥鳅的能力。

A complex ecosystem construction method for the restoration of eutrophic water and artificial reefs

Method and artificial reef construction of complex ecological system of the invention discloses a restoration of eutrophic water, artificial reef tip during construction of submerged plants with insert in sediment, the submerged plant growth and stable and proper aeration, put clear algal biomass in the water, to clear algae population stability, investment composite biological bacteria, proper maintenance, complete system can be. The artificial reef includes a hollow artificial reef made of volcanic rock. The artificial reef hollow is filled with gel containing the bottom end of the plant root diameter, and the surface of the artificial reef is covered with a solidified layer of sodium alginate gel solution. The hollow artificial reefs are preferably conical, and the tapered tip is inserted into the bottom mud. The composite ecosystem of the invention has simple operation, short cycle, low cost and strong applicability, and enables the water body to keep clear and bottomed for a long time. Meanwhile, it has certain ability of kitchen waste disposal and ecological breeding of high nutritional value loach.

【技术实现步骤摘要】
一种修复富营养水体的复合生态系统构建方法及人工礁石
本专利技术涉及一种修复富营养水体的复合生态系统构建方法及人工礁石，属于环境保护

技术介绍
水体富营养化是指在人类活动的影响下，水体中氮、磷营养物质的富集,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖、水体溶解氧量下降、鱼类及其它生物大量死亡、水质恶化的现象。我国自20世纪80年代以来，由于经济的急速发展和环境保护的相对滞后，许多湖泊、水库已进入富营养化，甚至严重富营养化状态，如滇池、太湖、西湖、东湖、南湖、玄武湖、渤海湾、莱州湾、九龙江、黄浦江等。2014年对我国62个重点湖泊水质状况调查发现，被污染的湖泊占38.7％，其中主要我国主要淡水湖太湖、巢湖、滇池都达到了富营养化水平。近20年来,湖泊富营养化发展严峻，我国富营养化湖泊主要分布在长江中下游湖区、云贵湖区、部分东北山地及平原湖区与蒙新湖区。主要淡水湖泊除了位于人烟稀少地区和处于原始状态的部分湖泊外,其营养盐水平基本上均达到了发生富营养化的标准。随着经济的高速发展，人口的急剧增长以及工业化和城市化进程的加快，氮、磷营养物质向水体的排放量日益增多，加剧了水体的富营养化,富营养化湖泊的数量和面积已居世界前列，湖泊富营养化已经成为严重威胁我国水资源和水安全的最重要的社会和环境问题之一。水质污染严重和水环境质量恶化加剧了水资源危机，并将影响人们的生活和我国经济发展的速度。因此，保护水资源，防治水体污染以及富营养化水体修复是当今我国乃至世界环保工作的一个重大方向。人工种子包被技术是将植物离体培养中产生的体细胞胚或能发育成完整植株的分生组织(芽、愈伤组织、胚状体等)包埋在含有营养物质和具有保护功能的外壳内形成的在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。1981年Lawrence等研究了芹莱和茜筐体细胞包裹的液胶包埋带技术以后,便有越来越多的人工种子方面的报道。1987年我国开始将人工种子纳入国家高科技发展规划(863计划),对一些经济作物如橡胶树和一些我国南方的特有果树的人工种子进行研究。据王宏霞等的研究(2011)，结果表明，以MS液体培养基+海藻酸钠(3％)+活性炭(0.5％)+多菌灵(0.3％)+苯甲酸钠(0.2％)+壳聚糖(0.05％)+6-BA(0.5mg/L)+NAA(1mg/L)制作的半夏人工种子，其萌发率最高，达到80％；据安彦杰等的研究(2009)，以海藻酸钠+MS+蔗糖+IBA1.0mg/L+6-BA0.5mg/L制作的菹草人工种子在灭菌自来水中萌发率可达80％,且转株率达20％。国内外的研究和应用表明，人工种子与天然种子相比，具有繁殖速度快、生产周期短,可工厂化大规模制备、贮藏、迅速推广、生产不受季节限制等优点。目前,人工种子的研究范围主要集中于一些重要的粮食作物和经济作物，药用植物，以及观赏植物等,但在沉水植物的应用较少。富营养化水体修复技术经历了若干年的发展，目前国内外采用的湖泊水体修复技术可分为物理法、化学法和生物/生态法。物理法主要包括底泥疏浚、引水换水、污水截留、造流曝气、机械除藻等。底泥疏浚指把污染底泥从水体中清除出去，此方法可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率，从而改善水质。在很多情况下，底泥疏浚是一种必需的措施，此法见效快，效果好。例如瑞典的Trummen湖、滇池草海等在疏浚工程实施后水质都有了明显的好转。然而，对于疏浚的效果还存在一些争议，南京的玄武湖、日本的Suwa湖都是疏浚失败的例子。疏浚底泥的环境效果与疏浚方法有关，疏浚可能对生态修复产生负面影响。此外，疏挖底泥费用昂贵，对水体生态破坏较大，清除的污泥处置困难，容易造成二次污染。底泥疏浚只能作为湖泊水体修复的辅助手段。引水换水是将外来清洁水源注入湖泊水体，起到稀释水体污染物的作用，降低营养盐浓度，减少藻类生长，对提高水体透明度有一定作用。但此种方法不仅对补水水源的水质水量要求高，而且大流量调水成本高昂。污水截流即将原本直接排入湖泊的污水收集到污水厂处理后再排放。污水截流是削减排入受纳湖泊水体的污染物总量。环境治理的一个共识是源头治理最重要、过程治理次之、最后是终端治理。污水截流是源头治理，是治理湖泊水体污染的前提条件。但是污水截流法不能消除内源污染、干湿沉降等污染源；大部分湖泊的补水水源为河流或降雨，污水截流不能削减来自补水水源的污染物。对于已污染的水体只依靠污水截流很难恢复其水质功能。曝气是采用机械搅拌、压缩空气、水泵、喷射泵等方法进行曝气，提高水体溶解氧浓度，抑制水体中藻类的爆发，增强水体自净能力，能有效修复受污染水体。但是曝气法存在投资费用高、安装维护困难、运行费用高等问题，不适宜长期应用。机械除藻是将藻类从水体中移出的一种方式，一般应用在蓝藻富集区，采用固定式除藻设施和除藻船对区域内湖水进行循环处理，有效清除浮藻层。能直接大量清除湖面蓝藻水华，可以作为蓝藻大面积爆发时的应急措施。但是机械除藻速度远比不上藻类生长速度，去除效率低，费用高，作用微弱，不能从根本上解决湖泊水体富营养化和水体景观问题。除此之外，打捞出的藻类的处置也是一大难题。化学沉淀通过投加化学混凝药剂促进湖水中污染物的沉降，提高水体透明度，抑制沉积物中磷的释放，改善水质。但是化学药剂不仅成本高，效果持续时间短，而且容易造成二次污染。投加化学药剂只适用于应急处理。化学除藻是利用喷洒除藻剂来去除湖泊水体中的藻类，是一种工艺简单、操作方便的有效杀藻方法。但是化学除藻剂在抑藻的同时也造成了二次污染，对其它水生生物存在毒性。化学除藻剂未从根本上解决水体富营养化的问题，一旦停用藻类又会爆发，化学除藻法只能用于应急处理。生物/生态修复法是利用培育的植物或培养、接种微生物的生命活动对湖泊水中的污染物进行迁移、转化和降解，从而使水体得到净化的技术。湖泊水体修复常用的生物/生态水体修复技术包括微生物强化法、生物载体法、水生植物法、生物操纵法及人工湿地等。微生物强化法是通过向湖泊水体中投加人工选育或基因工程培育的修复菌种，通过这些高效菌种快速去除水体中的氮、磷营养元素和有机污染物。此技术操作简单，管理方便，可快速改善水质。但由于水体中缺少微生物的附着基质，投加的微生物往往会随水流损失，要保持良好的修复效果就要持续投加微生物，造成修复费用高昂。生物载体法是指用天然材料(如卵石)、合成材料(如纤维)为载体，在其表面形成一种特殊的生物膜，生物膜表面积大，可为微生物提供较大的附着面积，有利于加强对污染物的降解作用，提高湖泊水体自净能力。但目前生物载体法还存在以下问题：1)影响湖泊水体景观；2)应用过程中对水域生态系统的结构和使用功能造成一定影响，如在污染水体中使用的载体会影响到湖泊的蓄水和泄洪等功能；3)生物膜技术在基建及运行方面所需费用较高。水生植物法是利用水生植物及其共生微生物吸收和分解污染物，从而起到净化水体的作用。水生植物还可以改变湖水与底泥间的物质交换平衡，促使悬浮或溶解在水中的污染物向底泥转移，澄清净化水质。植物还可以与浮游藻类形成营养竞争，抑制藻类爆发。据研究报道，被制成浮床的大榕草、香根草、水芹、水蕹草、多花黑麦草等，对去除水体N、P和抑制藻类孳生均有明显的作用。通过对水生植物收割去除水体中的氮、磷。水生植物法投资成本低，能促进水生生态系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修复富营养水体的复合生态系统构建方法，其特征在于包括以下步骤：a、将带有沉水植物的人工礁石尖端插入水体底泥中；b、待沉水植物生长稳定后，适当曝氧后，在水体中投放清藻类生物，待清藻类生物种群稳定后，投入生物复合菌，适当维护，待系统完整即可。

【技术特征摘要】
1.一种修复富营养水体的复合生态系统构建方法，其特征在于包括以下步骤：a、将带有沉水植物的人工礁石尖端插入水体底泥中；b、待沉水植物生长稳定后，适当曝氧后，在水体中投放清藻类生物，待清藻类生物种群稳定后，投入生物复合菌，适当维护，待系统完整即可。2.根据权利要求1所述的一种修复富营养水体的复合生态系统构建方法，其特征在于所述的人工礁石为锥形空心人工礁石，所述的沉水植物由海藻酸钠凝胶包被固化在所述的空心人工礁石内。3.根据权利要求2所述的一种修复富营养水体的复合生态系统构建方法，其特征在于所述的沉水植物以包含植物根茎底端的凝胶形式放入空心锥形人工礁石内。4.根据权利要求3所述的一种修复富营养水体的复合生态系统构建方法，其特征在于所述包含植物根茎底端的凝胶由厨余垃圾液，EM复合菌液5-8wt％、海藻酸钠3-6wt％和GA375-85mg/l混合制成。5.根据权利要求1所述的一种修复富营养水体的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫志强，甘美娜，冯承婷，简向阳，赵强民，马智雄，杨慧君，
申请(专利权)人：棕榈生态城镇发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44