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水葫芦在污染水体净化中的应用、风险控制及其资源化利用

文献类型： 获奖成果

作者：

获奖名称： 科学技术奖

获奖等级： 二等奖

关键词： 风险;利用;资源化;资源;水;葫芦;水体净化;风险控制;水体;污染水;污染;污染水体;控制;水葫芦;资源化利用;净化;风

第一完成单位： 江苏省农业科学院

获奖时间： 2015

摘要： 水体污染是制约我国生态文明建设和社会经济发展的重大问题。在各级政府的高度重视下，主要湖泊水质稳定改善，但氮磷浓度仍居高不下，成为治理重点与难点。水葫芦吸收氮磷能力强，是水体净化的优势物种，但大规模利用水葫芦治污国内外未见成功先例，主要原因是存在生态风险和收获处置难度大。本成果通过关键技术和装备创新，建立了水葫芦治理污染与资源化利用有机结合的生态模式，制定省级标准4项，授权专利17件，发表论文101篇（SCI收录11篇），并在太湖和滇池治理中推广应用，取得显著成效。 1、揭示了水葫芦削减水体氮磷机制，解析了潜在生态风险。发现水葫芦光合生态位宽，光合生产能力高，氮磷吸收同化能力强，并促进生物脱氮过程，削减氮磷速率最高达3和0.4g/m2/d，是水体脱氮除磷优势植物。同时，水葫芦生长繁殖快、竞争力强，存在影响生物多样性和不及时打捞造成次生污染的生态风险。 2、提出水葫芦治污技术参数，为生态工程建设提供科学依据。明确水葫芦脱氮除磷效果与水体氮磷浓度的相关性，提出治污目标与种养规模配比；获得水葫芦最佳治污效果的种养管理参数；发现水葫芦覆盖度＜50%时，对水体生境无不利影响；研发出水葫芦抗风浪防逃逸围栏，制定了控养技术规程；根据水葫芦生物学产量，提出治污工程的设备配置方案。 3、创新水葫芦收获专用装备，大幅提高效率，降低成本。 （1）研制水葫芦打捞减容一体船，机动收获水葫芦，减容后容重从0.3t/m3提高到0.9t/m3。单船日采收、转驳量由200吨提高到350吨，成本下降50%，每吨低于10元。 （2）创新了采收传输生产线，定点收获水葫芦，进一步提高效率，降低投资和运行成本。 4、研发出专用固液分离装备，破解水葫芦快速脱水技术难题，创新资源化利用工艺。针对水葫芦海绵组织丰富，持水能力强，脱水难度大的特性，改进了挤压装备关键部件，研发出水葫芦专用固液分离机，首次应用于大批量水葫芦快速脱水，满足利用工艺要求。创新水葫芦汁渣分开的沼气发酵工艺，大幅提高容积产气率，缩短水力滞留期；改进脱水水葫芦快速高温堆肥工艺，产品质量优于部颁标准；优化脱水水葫芦复合青贮发酵饲料生产工艺，形成山羊、鹅等草食动物的优质草料。 在太湖和滇池累计推广种养水葫芦82.5km2，收获水葫芦330万吨，带出湖体氮5046吨，磷530吨，生产水葫芦有机肥13万吨。2011-2013年滇池草海共控养水葫芦约12km2，昆明市环境监测数据显示草海入湖口总氮、总磷年均浓度13.10和0.80mg/L，经水葫芦净化排出，分别降至 3.33和0.25mg/L，突显水葫芦治污效果。 蔡道基、陈剑平院士等专家认为：该成果解决了控制、收获、利用等各环节技术难题，技术系统完整，可作为水体氮磷提取的有效技术选择。澳大利亚知名环境学教授Zed Rengel认为控养水葫芦净化水体氮磷效果极其显著，且对水体生态安全没有负面影响。

  • 相关文献

[1]水葫芦在污染水体净化中的应用和资源化利用成套技术研究及示范. 刘海琴,张志勇,张迎颖,闻学政,秦红杰,严少华. 2016

[2]长期施肥条件下水稻土磷素分布特征及对水环境的污染风险. 王建国,杨林章,单艳红,沈明星,路长缨. 2006

[3]水葫芦放养的生态风险及控制对策. 常志州,郑建初. 2008

[4]几种除草剂水体残留对水葫芦生长的影响. 朱普平,王子臣,郑建初,盛婧,陈留根. 2012

[5]水葫芦治理太湖流域水体氮磷污染的可行性研究. 郑建初,常志州,陈留根,朱普平,盛婧. 2008

[6]水葫芦去除污水中氮磷的效果. 宋伟,韩士群,刘海琴,高运强. 2008

[7]几种植物净化能力的比较及浮床应用效果研究. 宋伟,周庆,王彦玲,李国锋,韩士群. 2010

[8]水葫芦在污染水体净化中的应用、风险控制及其资源化利用研究进展. 严少华. 2015

[9]猪支原体肺炎控制和净化评价方法研究进展. 华利忠,刘茂军,冯志新,张小飞,邵国青. 2012

[10]农业废弃物资源分类及利用技术. 张志高,王志春,王春云,耿安红,荣耀宗,吴承东. 2015

[11]凤眼莲的生态功能及其利用. 郑建初,盛婧,张志勇,李霞,白云峰,叶小梅,朱普平. 2011

[12]江苏省蔬菜种质资源保护与利用现状. 羊杏平. 2004

[13]污染水灌溉对土壤影响的研究进展及问题分析. 万蕾,张曼玉,陆晟,胡凯. 2015

[14]固定化氮循环细胞的抗逆境运行. 李正魁,濮培民. 2001

[15]葫芦小孢子发育时期与花器形态相关性. 胡雪丹,张曼,侯茜,徐锦华,刘广,姚协丰,李苹芳,陈学好,羊杏平. 2015

[16]不同影响因子诱导葫芦花药愈伤组织. 胡雪丹,张曼,侯茜,徐锦华,刘广,姚协丰,李苹芳,任润生,陈学好,羊杏平. 2016

[17]农业废弃物生物炭对水中重金属的去除作用. JIN Hong-mei,靳红梅,CHANG Zhi-zhou,常志州,HUANG Hong-ying,黄红英,AI Yu-chun,艾玉春. 2015

[18]中国小麦抗赤霉病育种的成就、问题与对策. 陆维忠,姚金保. 2001

[19]资源化脱氮脱磷是治理太湖的重要途径. 李德新,黄俊,张木莲. 2007

[20]利用农业副产物制作低成本吸附材料的研究现状与展望. 杨林章,冯彦房,薛利红,周徽,陆海鹰. 2013

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