水葫蘆修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的機(jī)制與工程化技術(shù)

目錄
前言
第一部分 水葫蘆生物學(xué)特征和水葫蘆凈化水質(zhì)的效果與機(jī)制
第一章 水葫蘆快速繁殖、吸收養(yǎng)分的生物學(xué)基礎(chǔ) 3
第一節(jié) 概述 3
第二節(jié) 形態(tài)適應(yīng)性 3
一、水葫蘆形態(tài)學(xué)#征 3
二、莖葉-根比例 5
三、海綿狀組織 6
第三節(jié) 水葫蘆的繁殖特性 6
一、水葫蘆的無性繁殖 7
二、水葫蘆的有性繁殖 10
第四節(jié) 水葫蘆組織的化學(xué)成分、含水量及對(duì)養(yǎng)分需求特性 19
一、水葫蘆組織的化學(xué)成分、含水量 19
二、水葫蘆對(duì)養(yǎng)分（氮和磷）的需求特性 20
第五節(jié) 生態(tài)位、光照和溫度環(huán)境因子對(duì)水葫蘆生長(zhǎng)的影響 20
參考文獻(xiàn) 27
第二章 水葫蘆凈化水體氮的規(guī)律及機(jī)制 31
第一節(jié) 概述 31
一、氮與水體富營(yíng)養(yǎng)化 31
二、水葫蘆修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體 32
三、多維集成技術(shù) 34
第二節(jié) 水葫蘆與氮?jiǎng)恿W(xué) 34
一、氮是水葫蘆生長(zhǎng)的必需大量元素 34
二、氮在水葫蘆植株內(nèi)分布 34
第三節(jié) 水葫蘆與水體氮素的相關(guān)性 35
一、氮素形態(tài)與水葫蘆的生長(zhǎng) 35
二、氮濃度與水葫蘆吸收 36
三、水葫蘆對(duì)氮的吸收同化與存儲(chǔ) 37
第四節(jié) 水葫蘆修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體氮素消減效果 38
一、水葫蘆凈化氮的效率 38
二、水葫蘆吸收同化的貢獻(xiàn)率 42
第五節(jié) 水體非水葫蘆吸收脫氮研究 42
一、水葫蘆對(duì)水體中氮素平衡的影響 42
二、N-15示蹤研究氮素歸趨 43
三、水葫蘆對(duì)反硝化微生物群落的影響 44
參考文獻(xiàn) 46
第三章 水葫蘆凈化水體磷的規(guī)律及機(jī)制 50
第一節(jié) 水生生態(tài)系統(tǒng)中的磷 50
一、磷是水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵因素 50
二、水生生態(tài)系統(tǒng)中磷的賦存形態(tài) 51
三、水生生態(tài)系統(tǒng)中鱗的遷移轉(zhuǎn)化 52
第二節(jié) 磷對(duì)水葫蘆生長(zhǎng)的影響 53
一、水葫蘆器官的鱗含量 53
二、水環(huán)境中可獲取鱗濃度對(duì)水葫蘆生長(zhǎng)的影響 55
三、水環(huán)境中氮濃度對(duì)水葫蘆吸收同化鱗的影響 57
第三節(jié) 水葫蘆對(duì)磷的去除 58
一、水葫蘆對(duì)溶解態(tài)鱗的吸收作用 58
二、水葫蘆對(duì)顆粒鱗的利用 59
三、在污水處理廠尾水凈化中水葫蘆對(duì)鱗去除的影響 61
第四節(jié) 水葫蘆除磷策略 62
一、靜態(tài)水體的鱗去除 62
二、流動(dòng)水體的鱗去除 63
第五節(jié) 小結(jié) 66
參考文獻(xiàn) 66
第四章 水葫蘆對(duì)水體微量污染物的去除效果和作用機(jī)制 71
第一節(jié) 概述 71
第二節(jié) 水葫蘆去除重金屬和類金屬的規(guī)律及其機(jī)制 71
一、水體環(huán)境中重金屬和類金屬的來源與污染現(xiàn)狀 71
二、水葫蘆對(duì)去除水環(huán)境中重金屬的影響 73
三、影響水葫蘆修復(fù)重金屬效果的主要因素 77
四、水葫蘆去除水環(huán)境中重金屬的機(jī)制 77
五、水葫蘆修復(fù)水體重金屬和類金屬后的資源化利用 80
第三節(jié) 水葫蘆對(duì)去除有機(jī)污染的影響及其機(jī)制 82
一、水環(huán)境中有機(jī)污染物種類、來源和污染現(xiàn)狀 82
二、水葫蘆對(duì)去除水環(huán)境中有機(jī)污染的影響 85
三、水葫蘆對(duì)有機(jī)污染物的凈化（修復(fù)）機(jī)理 86
參考文獻(xiàn) 89
第五章 水葫蘆攔截藍(lán)藻及藻體養(yǎng)分的分解與轉(zhuǎn)化 97
第一節(jié) 概述 97
第二節(jié) 水葫蘆攔截藍(lán)藻的效率與效果 98
第三節(jié) 富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中水葫蘆攔截藍(lán)藻的效果 100
一、水葫蘆對(duì)藍(lán)藻的攔截作用 101
二、水葫蘆對(duì)藍(lán)藻的攔截量 102
三、水葫蘆根系對(duì)藍(lán)藻的吸附情況 104
四、項(xiàng)目實(shí)施期間滇池外海北部水域藍(lán)藻變化狀況 104
第四節(jié) 水葫蘆-藍(lán)藻-微生物交互作用對(duì)水體氮?dú)w趨的影響 105
一、藍(lán)藻被水葫蘆攔截后生物量以及細(xì)胞形態(tài)變化 105
二、藍(lán)藻被水葫蘆攔截降解后細(xì)胞氮素歸趨途徑 106
第五節(jié) 小結(jié) 108
參考文獻(xiàn) 108
第六章 水葫蘆對(duì)水域生物群落的影響概述 111
第一節(jié) 概述 111
第二節(jié) 水葫蘆對(duì)浮游植物（藻類）的影響 111
第三節(jié) 水葫蘆對(duì)水生維管束植物的影響 114
第四節(jié) 水葫蘆對(duì)浮游動(dòng)物的影響 115
第五節(jié) 水葫蘆對(duì)大型無脊椎動(dòng)物的影響 116
第六節(jié) 水葫蘆對(duì)魚類的影響 118
第七節(jié) 水葫蘆對(duì)細(xì)菌和真菌的影響 120
第八節(jié) 小結(jié) 121
參考文獻(xiàn) 121
第二部分 水葫蘆治污工程及水葫蘆的處置利用
第七章 水葫蘆治污工程示范實(shí)例 129
第一節(jié) 概述 129
第二節(jié) 水葫蘆對(duì)水體的凈化功能研究 129
一、凈化生活污水和工業(yè)廢水 129
二、處理畜禽養(yǎng)殖廢水 130
三、凈化地表徑流水 131
四、修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化河流、湖泊、水庫(kù) 131
第三節(jié) 水葫蘆規(guī)?；瘧?yīng)用在污水治理面臨的挑戰(zhàn) 132
一、潛在的生態(tài)安全性問題 132
二、水葫蘆收獲難度大、成本高 133
三、水葫蘆處置、利用困難，商業(yè)化生產(chǎn)可行性小 133
第四節(jié) 規(guī)?；仞B(yǎng)水葫蘆修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的技術(shù)方案 134
一、種養(yǎng)安全控制工程 134
二、水葫蘆收獲 136
第五節(jié) 水葫蘆生態(tài)修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體示范工程 141
一、規(guī)?；仞B(yǎng)水葫蘆修復(fù)太湖水體示范工程 141
二、滇池水葫蘆治理污染試驗(yàn)性工程 145
三、水葫蘆深度凈化生活污水處理廠尾水生態(tài)工程 151
參考文獻(xiàn) 155
第八章 水葫蘆修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊試驗(yàn)工程的水體環(huán)境效應(yīng) 160
第一節(jié) 概述 160
第二節(jié) 水葫蘆種植對(duì)滇池水體理化性質(zhì)的影響 161
一、滇池北山灣 161
二、滇池外海 165
三、滇池草海 167
第三節(jié) 水葫蘆控養(yǎng)對(duì)滇池水生生物群落與多樣性的影響 176
一、滇池北山灣-底棲動(dòng)物群落 176
二、滇池北山灣-浮游動(dòng)物群落 179
第四節(jié) 水葫蘆控養(yǎng)對(duì)太湖水生生物群落與多樣性的影響 183
一、太湖竺山湖-底棲動(dòng)物群落 183
二、太湖竺山湖-浮游動(dòng)物群落 186
第五節(jié) 討論 189
一、滇池北山灣水質(zhì)變化 190
二、滇池北山灣底棲動(dòng)物特征 191
三、滇池北山灣浮游動(dòng)物特征 191
四、太湖竺山灣底棲動(dòng)物特征 192
五、太湖竺山灣浮游動(dòng)物特征 193
第六節(jié) 小結(jié) 193
參考文獻(xiàn) 194
第九章 水葫蘆的能源化利用 197
第一節(jié) 概述 197
第二節(jié) 水葫蘆生物質(zhì)能源開發(fā)利用技術(shù)形態(tài)適應(yīng)性 198
一、碳化 198
二、焚燒 198
三、壓塊 198
四、水解發(fā)酵產(chǎn)乙醇 199
五、厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫 199
第三節(jié) 水葫蘆厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷 200
一、水葫蘆產(chǎn)甲烷潛力 201
二、水葫蘆發(fā)酵產(chǎn)甲烷生產(chǎn)工藝 203
第四節(jié) 水葫蘆生產(chǎn)有機(jī)肥技術(shù)和應(yīng)用 205
一、水葫蘆直接用作綠肥 205
二、水葫蘆堆肥 206
三、脫水水葫蘆生產(chǎn)基質(zhì) 207
第五節(jié) （武進(jìn)）水葫蘆沼氣、有機(jī)肥生產(chǎn)工程簡(jiǎn)介 208
一、水葫蘆固液分離和沼氣生產(chǎn) 208
二、有機(jī)肥生產(chǎn) 208
參考文獻(xiàn) 210
第十章 水葫蘆生物質(zhì)的飼料化利用 214
第一節(jié) 概述 214
第二節(jié) 水葫蘆飼料質(zhì)量安全評(píng)價(jià) 215
一、水葫蘆常規(guī)飼料營(yíng)養(yǎng)成分及特點(diǎn) 215
二、水葫蘆富集水體中有害重金屬對(duì)飼料資源化利用的影響 216
三、不同水域來源水葫蘆重金屬含量及對(duì)畜產(chǎn)品安全影響 216
第三節(jié) 水葫蘆青貯飼料的加工調(diào)制 217
第四節(jié) 水葫蘆青貯飼料制作及飼喂試驗(yàn) 218
一、水葫蘆飼喂量與山羊日糧養(yǎng)分利用率間關(guān)系 220
二、水葫蘆養(yǎng)分及瘤胃降解率與常規(guī)粗飼料間的比較差異 220
三、水葫蘆飼喂山羊的育肥效果 222
第五節(jié) 青貯水葫蘆飼喂肉鵝 223
一、水葫蘆飼喂量與鵝日糧養(yǎng)分利用率間關(guān)系 223
二、水葫蘆育肥鵝方法及日糧適宜飼喂水平 224
第六節(jié) 水葫蘆葉蛋白飼料的生產(chǎn)技術(shù) 224
一、水葫蘆葉蛋白的提取 224
二、水葫蘆葉蛋白中的營(yíng)養(yǎng)組分及重金屬含量 226
參考文獻(xiàn) 227
第十一章 國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目研究成果簡(jiǎn)介 230
第一節(jié) 概述 230
第二節(jié) 主要科技創(chuàng)新 230
一、水葫蘆凈化水體效果 230
二、水葫蘆種養(yǎng)采收技術(shù) 232
三、水葫蘆加工利用技術(shù) 233
第三節(jié) 水葫蘆治污運(yùn)營(yíng)模式 235
一、根據(jù)在太湖和滇池實(shí)施的水葫蘆治理工程，測(cè)算了水葫蘆去除氮鱗成本和資源化利用收益，提出了生態(tài)補(bǔ)償辦法 235
二、實(shí)現(xiàn)了水葫蘆消減富營(yíng)養(yǎng)化水體氮鱗的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、企業(yè)化運(yùn)行 235
第四節(jié) 相關(guān)項(xiàng)目與成果 235
一、承擔(dān)的項(xiàng)目來源、名稱及編號(hào) 235
二、授權(quán)專利 236
三、編制的地方標(biāo)準(zhǔn) 238
四、發(fā)表的研究論文 238
五、出版專著 246
參考文獻(xiàn) 247
第三部分 水葫蘆治污生態(tài)工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和對(duì)應(yīng)用的展望及進(jìn)一步研究工作的建議
第十二章 水葫蘆修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 255
第一節(jié) 概述 255
第二節(jié) 關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié) 的成本收益分析 255
一、關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié) 的成本分析 256
二、關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié) 經(jīng)濟(jì)效益分析 261
第三節(jié) 水葫蘆生態(tài)修復(fù)技術(shù)綜合評(píng)價(jià) 262
一、經(jīng)濟(jì)效益 262
二、生態(tài)效益 263
三、社會(huì)效益 264
第四節(jié) 富營(yíng)養(yǎng)化水體治理生態(tài)補(bǔ)償政策探討 264
一、富營(yíng)養(yǎng)化水體治理生態(tài)補(bǔ)償屬于修復(fù)性補(bǔ)償范疇 264
二、生態(tài)補(bǔ)償?shù)闹骺腕w 265
三、生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的確定 265
四、生態(tài)補(bǔ)償資金的來源 266
參考文獻(xiàn) 266
第十三章 水葫蘆治污技術(shù)工程化的挑戰(zhàn)與研究展望 267
第一節(jié) 概述 267
第二節(jié) 水葫蘆控制種養(yǎng)生態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)防范和凈化工程技術(shù)參數(shù) 268
一、深入研究水葫蘆治污工程的生態(tài)安全問題 268
二、解決大水面種植水葫蘆對(duì)覆蓋水域內(nèi)生物多樣性影響問題 268
三、最佳收獲期和收獲量研究 268
四、深入研究水葫蘆凈化水質(zhì)的效率與效果的工程技術(shù)參數(shù) 269
第三節(jié) 水葫蘆的收獲、處置和利用技術(shù)研發(fā) 269
一、水葫蘆的收獲 269
二、水葫蘆的處置 270
三、水葫蘆的利用 270
第四節(jié) 關(guān)于水葫蘆凈化水質(zhì)技術(shù)工程化可行性論證和政策支持體系研究 272
一、加強(qiáng)用水葫蘆治污生態(tài)工程可行性論證 272
二、研究制定濕地建設(shè)運(yùn)行的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制 272
參考文獻(xiàn) 273