一种富营养水体香灰土沉积物的生态修复方法技术

本发明专利技术提供一种富营养水体香灰土沉积物的生态修复方法，通过泼洒絮凝剂对目标湖泊的水体进行絮凝净化，之后泼洒复合絮凝压缩材料使香灰土沉积物絮凝压缩，所述复合絮凝材料为多孔材料，其组成为20‑50%煤渣粉、20‑60%水稻或麦秸纤维、10‑30%高岭土、0.5‑10%聚丙烯酰胺和0.1‑10%壳聚糖。还可对进行种子库补充以及沉水植物补栽与促壮。本发明专利技术的方法能有效改善香灰土环境，促进沉水植物种子萌发与植物群落的快速恢复，从而达到修复富营养水体香灰土沉积物以及沉水植物群落快速恢复的目的，并且所述方法安全、成本低。

An ecological restoration method for sediment of aromatic soil in eutrophic water body

The invention provides an ecological remediation method for perfume soil sediment in eutrophic water body. The water body of the target lake is flocculated and purified by sprinkling flocculant, and then the perfume soil sediment is flocculated and compressed by sprinkling composite flocculant compression material. The composite flocculant material is porous material, which is composed of 20_50% cinder powder and 20_60% cinder powder. Rice or wheat straw fiber, 10 30% 30% kaolin, 0.5 10% polyacrylamide and 0.1 10% chitosan. The seed bank can also be supplemented and submerged plants can be replanted and promoted. The method can effectively improve the environment of perfume soil, promote the seed germination of submerged plants and the rapid recovery of plant communities, thereby achieving the goal of restoring perfume soil sediments in eutrophic water bodies and the rapid recovery of submerged plant communities, and the method is safe and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种富营养水体香灰土沉积物的生态修复方法
本专利技术涉及环保
，具体涉及一种富营养水体香灰土沉积物的生态修复方法。
技术介绍
沉水植被恢复是生态系统恢复的核心环节，也是实现浊水态向清水态转变的关键，这其中沉水植被的生态作用机制主要包括：（1）与藻类竞争可利用营养物质，降低藻类生物量；（2）增加颗粒物沉降，抑制沉积物再悬浮；（3）为浮游动物提供生长繁殖的场所，并为其躲避鱼类捕食创造条件；（4）通过根系向沉积物释放氧气，改善沉积物氧化还原电位，抑制沉积物磷的释放，等等。生态系统修复的实践表明，只有在沉水植被恢复后清水系统才能稳定。国外大量研究发现，生物操纵后如果沉水植被没有恢复，系统也会回复到浊水态，但植被一旦形成，由于生物生境发生了巨大变化，就会形成一个具有不同结构的清水系统。然而，生态修复的实践发现，有些湖泊的沉积物表层存在一种香灰土，为有机质含量极高的一种沉积物，是特殊水文水动力以及沉积物特征下长期形成的，悬浮于沉积物表层与水体底层之间，厚度为5-20cm左右。香灰土的存在对生态修复有极大负面影响，严重影响沉水植物恢复，尤其是沉水植物萌发的关键时期，遮光效应导致种子萌发失败，从而导致整个生态修复的失败。有研究发现，利用锁磷剂可以减低香灰土水体的磷含量，但对香灰土本身的没有任何作用，就是说改变不了香灰土对沉水植物萌发的遮光效应。因此，如何将香灰土沉积物去除或者变得紧实，改善水底层光照条件，创造沉水植物种子库萌发与幼苗生长的光照环境，是富营养水体生态修复成功的技术关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种富营养水体香灰土沉积物的生态修复方法。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种富营养水体香灰土沉积物的生态修复方法，包括：泼洒絮凝剂对目标湖泊的水体进行絮凝净化，之后泼洒复合絮凝压缩材料使香灰土沉积物絮凝压缩；其中，所述复合絮凝材料为多孔材料，其组成为质量含量20-50%煤渣粉、20-60%水稻或麦秸纤维、10-30%高岭土、0.5-10%聚丙烯酰胺和0.1-10%壳聚糖。本专利技术的方法依照沉水植物萌发与生长的季节规律，首先使用絮凝剂絮凝水体悬浮物质改善水体透明度，然后在沉水植物种子萌发之前半个月，泼洒复合絮凝压缩材料，材料在水体中自然形成多孔网状絮状体，均匀缓慢沉降，覆盖香灰土沉积物，复合絮凝压缩材料多孔特征利于萌发的种子长出沉积物表层，且有利于还原性物质如硫化氢溢出；复合材料中的煤渣粉等还有能吸收沉积物中的磷，改善底泥环境。作为本专利技术的进一步改进，所述絮凝剂选用聚丙烯酰胺。现有聚铝等絮凝剂对沉水植物生长有一定抑制作用，并且铝盐使用后会导致絮凝体相对比重较低且相对松散，加重香灰土效应。进一步的，所述絮凝剂泼洒方式为：在2月中下旬份选择晴朗无风天气，泼洒聚丙烯酰胺使其在水体中浓度达到5-30mg/L。作为本专利技术的进一步改进，所述复合絮凝压缩材料中，选用的原料煤渣粉粒径为0.1-0.5cm；水稻或麦秸纤维长0.5-5cm。所述复合絮凝压缩材料在沉积物表面覆盖厚度为0.5-1cm。复合絮凝压缩材料泼洒方式为：在2月底至3月初，泼洒复合絮凝压缩材料，材料在水体形成多孔网状体，均匀缓慢沉降，覆盖香灰土沉积物，并逐步压实，使复合絮凝材料覆盖在沉积物表面。作为本专利技术的进一步改进，本专利技术的方法还包括，在泼洒复合絮凝压缩材料后，对沉水植物种子库进行补充。在4月上中旬，观察沉积物中沉水植物种子库的发芽情况；补充撒播沉水植物种子或营养体，植物补充的沉水植物种子选用苦草，大茨藻、眼子菜、狐尾藻以及黑藻的营养体冬芽；苦草与大茨藻的使用量为每亩0.5-2kg，播撒在常水位时水深1.5米以下处，眼子菜、黑藻与狐尾藻种子每亩用量为1.0-5kg，撒播在常水位时水深1.5米以上处；种子与块茎的撒播方法是，用黏土加种子和水，均匀泼洒。第三步是观察种子库萌发情况，在萌发率较低区域补充撒播沉水植物种子或营养体，在浅水区域（常水位时水深1.5米以下）播撒苦草与大茨藻种子，在较深水域撒播眼子菜、黑藻与狐尾藻种子。作为本专利技术的进一步改进，本专利技术的方法还包括沉水植物幼苗的补种；在撒播沉水植物种子发芽后，检查沉水植物的生长情况，5月中旬-6月上旬在浅水处补种苦草与大茨藻苗种，在深水处补种眼子菜、黑藻与狐尾藻苗种。进一步的，补种后，泼洒萘乙酸钠药液用于促壮，用量为0.5-1g/m2，一个月内连续使用2-3次，每次间隔7-10天，促壮。在萌发率较低的地方补种沉水植物幼苗，再进行沉水植物促壮，泼洒萘乙酸钠药液，可促进植物根系粗壮与多根，稳定沉水植物群落，对植物矮化也有一定效果。采用本专利技术的方法进行香灰土沉积物处理，使用安全、成本低，能极为有效改善香灰土环境，促进沉水植物种子萌发与植物群落的快速恢复，从而达到修复富营养水体香灰土沉积物以及沉水植物群落快速恢复的目的。具体实施方式实施例1杭州市某小型景观水体，水域面积3000平方米，平均水深2.2米，透明度40cm，叶绿素浓度平均为50ug/L，湖泊沉积物表面存在一层15-20cm厚的香灰土。2014年12月份选择沉积物性质一致、水深相同的水域（100平方米），撒播沉水植物黑藻营养体，营养体在沉积物表面分布均匀。2015年2月下旬进行在撒播植物营养体的水域，进行原位实验，分析4种处理方法对沉水植物开春萌发率与生长的影响。布设5个围隔，每个围隔水面积9平方米，5个围隔分为5个处理组，分别为对照组、实验组1、实验组2、实验组3、实验组4，处理方式如下：对照组：不采取处理措施；实验组1：采用聚铝对水体进行絮凝净化处理，用量为使聚铝在水体中浓度达到20mg/L；实验组2：采用聚丙烯酰胺对水体进行絮凝净化，用量为使聚丙烯酰胺在水体中浓度达到20mg/L；实验组3：直接使用复合絮凝压缩材料使香灰土沉积物絮凝压缩（覆盖厚度0.5cm），复合絮凝材料组成为，30%煤渣粉、麦秸纤维50%、高岭土10%、5%聚丙烯酰、5%壳聚糖，其中煤渣粉粒径为0.2cm，麦秸纤维长2-3cm；实验组4：先使用聚丙烯酰胺对水体进行絮凝净化，之后泼洒复合絮凝压缩材料使香灰土沉积物絮凝压缩。实验为期2个月，4月底观察各处理中沉水植物的萌发情况。实验结果表明，对照组中黑藻基本没有萌发，只能依稀看到几株；实验组1中黑藻平均萌发率为9.0%；实验组2黑藻平均萌发率为13.5%；实验组3黑藻平均萌发率为50.5%；实验组4黑藻平均萌发率为82.5%。实施例2重庆某城市景观湖泊，水域面积15000平方米，水深范围在1-2.5米，透明度30cm，为典型浊水态。2013年7月开始进行生态修复，主要生态修复措施为沉水植物种植，2013年10月生态修复效果呈现，沉水植物被覆盖度达到50%，水体透明度有改善。但在2014年5月份时，发现沉水植物萌发率极低（不到10%），生态修复失败。通过查找原因，发现问题就在于该湖泊沉积物表面存在一层15-18cm厚的香灰土。2015年2月底，选择晴朗无风天气，泼洒聚丙烯酰胺，使聚丙烯酰胺在水体中浓度达到20mg/L，水体透明度上升40cm；3月初，泼洒复合絮凝材料，材料在水体形成多孔网状絮状体，均匀缓慢沉降，覆盖香灰土沉积物，并逐步压实，复合絮凝材料在沉积物覆盖厚度为0.8cm。复合絮凝材料组成为，30%煤渣粉、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富营养水体香灰土沉积物的生态修复方法，其特征在于，包括：泼洒絮凝剂对目标湖泊的水体进行絮凝净化，之后泼洒复合絮凝压缩材料使香灰土沉积物絮凝压缩；其中，所述复合絮凝材料为多孔材料，其组成为质量含量20‑50%煤渣粉、20‑60%水稻或麦秸纤维、10‑30%高岭土、0.5‑10%聚丙烯酰胺和0.1‑10%壳聚糖。

【技术特征摘要】
1.一种富营养水体香灰土沉积物的生态修复方法，其特征在于，包括：泼洒絮凝剂对目标湖泊的水体进行絮凝净化，之后泼洒复合絮凝压缩材料使香灰土沉积物絮凝压缩；其中，所述复合絮凝材料为多孔材料，其组成为质量含量20-50%煤渣粉、20-60%水稻或麦秸纤维、10-30%高岭土、0.5-10%聚丙烯酰胺和0.1-10%壳聚糖。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂选用聚丙烯酰胺。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂泼洒方式为：在2月中下旬份选择晴朗无风天气，泼洒聚丙烯酰胺使其在水体中浓度达到5-30mg/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合絮凝压缩材料中，选用的原料煤渣粉粒径为0.1-0.5cm；水稻或麦秸纤维长0.5-5cm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合絮凝压缩材料在沉积物表面覆盖厚度为0.5-1cm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，复合絮凝压缩材料泼洒方式为：在2月底至3月初，泼洒复合絮凝压缩材料，材料在水体中自然形成多孔网状体，均匀缓慢沉降，覆盖香灰土沉积物，并逐步压实，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宽意，利翔燕，肖羽堂，
申请(专利权)人：中国科学院南京地理与湖泊研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32