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随着我国经济水平不断地发展和人民生活水不断地提高,同时也引起许多河流出现水体富营养化、水质严重恶化等环境问题,而部分地区的城市河流的该类环境问题更为凸显。沉水植物是水生生态系统的重要组成部分之一,它的完全水生性,使其在水体生态修复中扮演不可替代的重要角色,同时也致使其受到光照强度、水体透明度和水深等环境因素的影响更为明显。因此,探索一种经济有效的、生态环保的,能减轻沉水植物受光照、水体透明度和水深的影响,促进污染河流修复和城市景观建设的水体原位修复技术势在必行。 从改善沉水植物生存环境出发,半浮式沉床技术通过人为调节悬挂深度,利用沉水植物、基质材料和人工载体,并创造性地结合了人工水草,来达到净化污染水体的目的。针对上述几个构建半浮式沉床技术的重要影响因素进行了研究,这将为城市河流的修复提供参考。主要研究成果如下: ①确定半浮式沉床悬挂深度的试验结果表明:苦溪河试验点水下照度垂直分布均符合比而定律,但受光照强度、天气情况的直接影响;在水温为28.6℃时,苦草、粉绿狐尾藻和轮叶黑藻的昼夜光补偿点分别为388.93lx、871.03lx和335.87lx;重庆夏季(主要包含晴天、多云和阴天),苦草、粉绿狐尾藻和轮叶黑藻的昼夜光补偿深度分别为119.11cm、92.03cm和124.03cm;若将3种沉水植物直接种植在苦溪河河底,明显无法满足它们的昼夜光补偿深度。 ②半浮式沉床基质材料的筛选试验结果表明:鹅卵石表面光滑、空隙率较小且重量大,白石子和碎石表面相对粗糙、空隙率较大且重量相对较小;白石子对提高苦草的NH3-N、TP、CODMn和粉绿狐尾藻的NH3-N、TP的净化效果相对较佳,鹅卵石对提高粉绿狐尾藻CODMn的净化效果相对优;在试验第18 d和第35 d时,除第18d鹅卵石组B以外,基质组水体中的DO浓度均高于对照组;各基质组的生物量也均高于对照组,其中,鹅卵石和白石子中苦草生长较优,碎石和白石子中的粉绿狐尾藻生长较优;因此,白石子是更适合作为半浮式沉床的基质材料。 ③3种单一沉水植物水质净化效果试验结果表明:对于NH3-N,轮叶黑藻>苦草>粉绿狐尾藻;对于 TP,苦草>轮叶黑藻>粉绿狐尾藻;对于 CODMn,苦草>轮叶黑藻>粉绿狐尾藻。 ④3种沉水植物的4种组合方式的水质净化效果试验结果表明:对NH3-N而言,苦+轮>苦+粉>轮+粉>苦+轮+粉;对 TP而言,苦+轮>苦+轮+粉>苦+粉>轮+粉;对CODMn而言,苦+轮>苦+粉>苦+轮+粉>轮+粉。 ⑤不同沉水植物及其各种组合方式的水质净化效果差异较大,综合考虑它们分别对NH3-N、TP和CODMn的平均去除效果,轮叶黑藻、苦草、苦+轮和苦+粉的综合净化效果较好。 ⑥4种半浮式沉床现场试验研究结果表明:虽然4种半浮式沉床部分时段对水质均存在负效应,但总体上对水体中NH3-N、TP、CODMn和DO浓度均有一定改善效果。对NH3-N的平均去除率:苦草床(10.4%)>苦+轮床(7.6%)>苦+粉+人床(5.7%)>轮叶黑藻床(0.6%);对TP的平均去除率:苦草床(11.3%)>苦+粉+人床(5.5%)>苦+轮床(4.7%)>轮叶黑藻床(1.5%);对 CODMn的平均去除率:苦草床(21.2%)>苦+轮床(17.2%)>苦+粉+人床(14.6%)>轮叶黑藻床(7.4%);对DO的平均提高率:苦草床(12.4%)>苦+粉+人床(10.1%)>苦+轮床(6.5%)>轮叶黑藻床(3.6%)。