水葫芦修复富营养化水体的机制与工程化技术

目录
前言
**部分 水葫芦生物学特征和水葫芦净化水质的效果与机制
**章 水葫芦快速繁殖、吸收养分的生物学基础 3
**节 概述 3
第二节 形态适应性 3
一、水葫芦形态学#征 3
二、茎叶-根比例 5
三、海绵状组织 6
第三节 水葫芦的繁殖特性 6
一、水葫芦的无性繁殖 7
二、水葫芦的有性繁殖 10
第四节 水葫芦组织的化学成分、含水量及对养分需求特性 19
一、水葫芦组织的化学成分、含水量 19
二、水葫芦对养分（氮和磷）的需求特性 20
第五节 生态位、光照和温度环境因子对水葫芦生长的影响 20
参考文献 27
第二章 水葫芦净化水体氮的规律及机制 31
**节 概述 31
一、氮与水体富营养化 31
二、水葫芦修复富营养化水体 32
三、多维集成技术 34
第二节 水葫芦与氮动力学 34
一、氮是水葫芦生长的必需大量元素 34
二、氮在水葫芦植株内分布 34
第三节 水葫芦与水体氮素的相关性 35
一、氮素形态与水葫芦的生长 35
二、氮浓度与水葫芦吸收 36
三、水葫芦对氮的吸收同化与存储 37
第四节 水葫芦修复富营养化水体氮素消减效果 38
一、水葫芦净化氮的效率 38
二、水葫芦吸收同化的贡献率 42
第五节 水体非水葫芦吸收脱氮研究 42
一、水葫芦对水体中氮素平衡的影响 42
二、N-15示踪研究氮素归趋 43
三、水葫芦对反硝化微生物群落的影响 44
参考文献 46
第三章 水葫芦净化水体磷的规律及机制 50
**节 水生生态系统中的磷 50
一、磷是水体富营养化的关键因素 50
二、水生生态系统中磷的赋存形态 51
三、水生生态系统中鱗的迁移转化 52
第二节 磷对水葫芦生长的影响 53
一、水葫芦器官的鱗含量 53
二、水环境中可获取鱗浓度对水葫芦生长的影响 55
三、水环境中氮浓度对水葫芦吸收同化鱗的影响 57
第三节 水葫芦对磷的去除 58
一、水葫芦对溶解态鱗的吸收作用 58
二、水葫芦对颗粒鱗的利用 59
三、在污水处理厂尾水净化中水葫芦对鱗去除的影响 61
第四节 水葫芦除磷策略 62
一、静态水体的鱗去除 62
二、流动水体的鱗去除 63
第五节 小结 66
参考文献 66
第四章 水葫芦对水体微量污染物的去除效果和作用机制 71
**节 概述 71
第二节 水葫芦去除重金属和类金属的规律及其机制 71
一、水体环境中重金属和类金属的来源与污染现状 71
二、水葫芦对去除水环境中重金属的影响 73
三、影响水葫芦修复重金属效果的主要因素 77
四、水葫芦去除水环境中重金属的机制 77
五、水葫芦修复水体重金属和类金属后的资源化利用 80
第三节 水葫芦对去除有机污染的影响及其机制 82
一、水环境中有机污染物种类、来源和污染现状 82
二、水葫芦对去除水环境中有机污染的影响 85
三、水葫芦对有机污染物的净化（修复）机理 86
参考文献 89
第五章 水葫芦拦截蓝藻及藻体养分的分解与转化 97
**节 概述 97
第二节 水葫芦拦截蓝藻的效率与效果 98
第三节 富营养化湖泊中水葫芦拦截蓝藻的效果 100
一、水葫芦对蓝藻的拦截作用 101
二、水葫芦对蓝藻的拦截量 102
三、水葫芦根系对蓝藻的吸附情况 104
四、项目实施期间滇池外海北部水域蓝藻变化状况 104
第四节 水葫芦-蓝藻-微生物交互作用对水体氮归趋的影响 105
一、蓝藻被水葫芦拦截后生物量以及细胞形态变化 105
二、蓝藻被水葫芦拦截降解后细胞氮素归趋途径 106
第五节 小结 108
参考文献 108
第六章 水葫芦对水域生物群落的影响概述 111
**节 概述 111
第二节 水葫芦对浮游植物（藻类）的影响 111
第三节 水葫芦对水生维管束植物的影响 114
第四节 水葫芦对浮游动物的影响 115
第五节 水葫芦对大型无脊椎动物的影响 116
第六节 水葫芦对鱼类的影响 118
第七节 水葫芦对细菌和真菌的影响 120
第八节 小结 121
参考文献 121
第二部分 水葫芦治污工程及水葫芦的处置利用
第七章 水葫芦治污工程示范实例 129
**节 概述 129
第二节 水葫芦对水体的净化功能研究 129
一、净化生活污水和工业废水 129
二、处理畜禽养殖废水 130
三、净化地表径流水 131
四、修复富营养化河流、湖泊、水库 131
第三节 水葫芦规模化应用在污水治理面临的挑战 132
一、潜在的生态安全性问题 132
二、水葫芦收获难度大、成本高 133
三、水葫芦处置、利用困难，商业化生产可行性小 133
第四节 规模化控养水葫芦修复富营养化水体的技术方案 134
一、种养安全控制工程 134
二、水葫芦收获 136
第五节 水葫芦生态修复富营养化水体示范工程 141
一、规模化控养水葫芦修复太湖水体示范工程 141
二、滇池水葫芦治理污染试验性工程 145
三、水葫芦深度净化生活污水处理厂尾水生态工程 151
参考文献 155
第八章 水葫芦修复富营养化湖泊试验工程的水体环境效应 160
**节 概述 160
第二节 水葫芦种植对滇池水体理化性质的影响 161
一、滇池北山湾 161
二、滇池外海 165
三、滇池草海 167
第三节 水葫芦控养对滇池水生生物群落与多样性的影响 176
一、滇池北山湾-底栖动物群落 176
二、滇池北山湾-浮游动物群落 179
第四节 水葫芦控养对太湖水生生物群落与多样性的影响 183
一、太湖竺山湖-底栖动物群落 183
二、太湖竺山湖-浮游动物群落 186
第五节 讨论 189
一、滇池北山湾水质变化 190
二、滇池北山湾底栖动物特征 191
三、滇池北山湾浮游动物特征 191
四、太湖竺山湾底栖动物特征 192
五、太湖竺山湾浮游动物特征 193
第六节 小结 193
参考文献 194
第九章 水葫芦的能源化利用 197
**节 概述 197
第二节 水葫芦生物质能源开发利用技术形态适应性 198
一、碳化 198
二、焚烧 198
三、压块 198
四、水解发酵产乙醇 199
五、厌氧发酵产氢 199
第三节 水葫芦厌氧发酵产甲烷 200
一、水葫芦产甲烷潜力 201
二、水葫芦发酵产甲烷生产工艺 203
第四节 水葫芦生产有机肥技术和应用 205
一、水葫芦直接用作绿肥 205
二、水葫芦堆肥 206
三、脱水水葫芦生产基质 207
第五节 （武进）水葫芦沼气、有机肥生产工程简介 208
一、水葫芦固液分离和沼气生产 208
二、有机肥生产 208
参考文献 210
第十章 水葫芦生物质的饲料化利用 214
**节 概述 214
第二节 水葫芦饲料质量安全评价 215
一、水葫芦常规饲料营养成分及特点 215
二、水葫芦富集水体中有害重金属对饲料资源化利用的影响 216
三、不同水域来源水葫芦重金属含量及对畜产品安全影响 216
第三节 水葫芦青贮饲料的加工调制 217
第四节 水葫芦青贮饲料制作及饲喂试验 218
一、水葫芦饲喂量与山羊日粮养分利用率间关系 220
二、水葫芦养分及瘤胃降解率与常规粗饲料间的比较差异 220
三、水葫芦饲喂山羊的育肥效果 222
第五节 青贮水葫芦饲喂肉鹅 223
一、水葫芦饲喂量与鹅日粮养分利用率间关系 223
二、水葫芦育肥鹅方法及日粮适宜饲喂水平 224
第六节 水葫芦叶蛋白饲料的生产技术 224
一、水葫芦叶蛋白的提取 224
二、水葫芦叶蛋白中的营养组分及重金属含量 226
参考文献 227
第十一章 国家科技支撑计划项目研究成果简介 230
**节 概述 230
第二节 主要科技创新 230
一、水葫芦净化水体效果 230
二、水葫芦种养采收技术 232
三、水葫芦加工利用技术 233
第三节 水葫芦治污运营模式 235
一、根据在太湖和滇池实施的水葫芦治理工程，测算了水葫芦去除氮鱗成本和资源化利用收益，提出了生态补偿办法 235
二、实现了水葫芦消减富营养化水体氮鱗的产业化生产、企业化运行 235
第四节 相关项目与成果 235
一、承担的项目来源、名称及编号 235
二、授权专利 236
三、编制的地方标准 238
四、发表的研究论文 238
五、出版专著 246
参考文献 247
第三部分 水葫芦治污生态工程的技术经济评价和对应用的展望及进一步研究工作的建议
第十二章 水葫芦修复富营养化水体技术经济分析 255
**节 概述 255
第二节 关键技术环节 的成本收益分析 255
一、关键技术环节 的成本分析 256
二、关键技术环节 经济效益分析 261
第三节 水葫芦生态修复技术综合评价 262
一、经济效益 262
二、生态效益 263
三、社会效益 264
第四节 富营养化水体治理生态补偿政策探讨 264
一、富营养化水体治理生态补偿属于修复性补偿范畴 264
二、生态补偿的主客体 265
三、生态补偿标准的确定 265
四、生态补偿资金的来源 266
参考文献 266
第十三章 水葫芦治污技术工程化的挑战与研究展望 267
**节 概述 267
第二节 水葫芦控制种养生态安全风险防范和净化工程技术参数 268
一、深入研究水葫芦治污工程的生态安全问题 268
二、解决大水面种植水葫芦对覆盖水域内生物多样性影响问题 268
三、*佳收获期和收获量研究 268
四、深入研究水葫芦净化水质的效率与效果的工程技术参数 269
第三节 水葫芦的收获、处置和利用技术研发 269
一、水葫芦的收获 269
二、水葫芦的处置 270
三、水葫芦的利用 270
第四节 关于水葫芦净化水质技术工程化可行性论证和政策支持体系研究 272
一、加强用水葫芦治污生态工程可行性论证 272
二、研究制定湿地建设运行的生态补偿机制 272
参考文献 273