生态修复考试要点

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1、人是自然的有机组成部分在宏观上协调社会一经济一生态”的结构和关系在微观上达到物质多层次循环和综合利用,提高能量转化和物质循环效率。农业文明社会工业女明社会生态文明社会人类住区形式以乡村为主以城市为主城乡融合(生态城市)社会中心产业宓业工业知识信息业奇源开发方向自然自遂智力能源新材、畜力石油.煤可再生能旅为主技术形式衣耕技术工业技术如识信息技木城各关系混沌、并存分离、对立融合、共生人与自然关系敬禺顺应掠夺统治协调共处价值现自然中心主义人类中心主义生态人文主义1962,生态工程学:为了控制生态系统,人类应用来自自然的能源作为辅助能对环境的控制20世纪80年代在环境管理方面,根据对生态学的深入了解。

2、花最小代价的措施,对环境的损 害又是最小的一些技术马世骏整体、协调、循环、再生卡彭特湖泊营养级联生态工程是人类认识和改造世界的一种系统方法,将社会经济与其自然环境综合在一起,并达 到两方面效益相统一的可持续生态系统的规划、设计与管理的系统科学方法与组合技术手段 生态工程的应用主要在四个方面: 管理、利用和保护自然资源,如生态林业、湿地保护工程; 恢复受损生态系统,缓解对资源的过度开发。如生态恢复工程; 设计各种生态系统,来代替人工系统或能源密集型系统,如有机农业生态工程; 将人类社会和生态系统紧密结合起来,进行环境治理和生态建设,如环境工程、景观建筑、 生态城市规划、城市园林设计等)。陈灵芝和

3、陈伟烈1999年,在美国San Francisco召开的第4届国际恢复生态学大会,以“重组世界”为主题,概 括了生态修复的基本范畴:图干旱与采矿地的恢复;图森林恢复;图河滨生态系统的恢复;图湖泊和水库的恢复;图草地恢复;图湿地恢复;图恢复生态学的艺术、表达和教育。国际恢复生态学会生态恢复是帮助研究生态整合性的恢复和管理过程的科学,生态整合性包括生物多样性、生态 过程和结构、区域及历史情况、可持续的社会实践等广泛的范围环境工程技术:保护自然环境和自然资源、防治环境污染、修复生态环境、改善生活环境和城 镇环境质量的工程技术和工艺单元。通常可分为水污染控制工程技术、大气污染控制工程技术、 固体废物污

4、染控制工程技术、物理污染控制工程技术和生态修复工程技术等。生态修复工程技术生物修复技术物理修复技术化学修复技术植物修复技术生物修复技术原位微生物修复生物通风;生物淋洗;生物耕作;空气/生物注射修复;微生物菌剂强化;酶制剂强化;其他 异位微生物修复生物预制床;生物堆腐;生物泥浆反应;其他其他生物修复物理修复技术物理分离水动力分离;脱水分离;重力分离;浮选分离;磁分离;其他物理稳定修复原位稳定修复;异位稳定修复;其他热力学修复高温热修复;低温热修复;电磁波热修复;其他热解吸浸提原位热解吸浸提;异位热解吸浸提;其他其他物理修复技术化学修复技术化学淋洗修复化学浸提修复活性栅修复化学固定修复化学氧化还原

5、修复其他化学修复技术生态学原理 限制性因子原理 能量流动与物质循环原理 生态系统结构原理 生态适应性与生态位原理 生物群落演替原理 生物多样性原理 缀块-廊道-基底理论 自我设计与人为设计理论限制性因子原理生态因子是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接作用的环境要素。限制因子 限制生物生存和繁殖的关键性因子。酬众多生态因子中,任何接近或超过某种生物的耐受性 极限,而且阻止其生长、繁殖或扩散甚至生存的因素。最小因素定律能够影响生物的无数因子中,总有一个因素限制生物的生长、生存或繁殖。能量流动与物质循环原理 生态系统中能量形成的转换完全符合热力学第一定律(能量转化和守恒)。 能量

6、沿着食物链方向流动,在其流动时,生物中的能量由于各个营养 级生物维持自身生命消耗而逐级减少,估计每经一个营养级的剩余能 量为原有能量的十分之一左右,其余的都消耗了。 生态系统的能量流动是单向、非循环的,它只能一次流过生态系统,单程前进,决不可逆。能量流动的主要渠道:捕食食物链寄生食物链腐生食物链 物质循环两个基本概念环流三个循环 水循环 气体型循环 沉积型循环生态系统结构原理生态适应性与生态位原理生态适应:是生物随着环境生态因子变化而改变自身形态、结构和生理生化特性,以便于环境相适应的过程。生态适应是在长期自然选择过程中形成的。生态位是指一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关

7、种群之间的功能关 系与作用。演替是指一个生物群落被另一个生物群落所代替的过程。外因演替:由于外部环境的改变所引起的生物群落演替,叫外因演替。又可分为: 气候性外因演替; t壤性外因演替; 生物性外因演替;砍为演替。内因演替:在生物群落里,群落成员改变着群落内部环境,改变了的内部环境反过来又改变着 群落成员。这种循环往复的进程所引起的生物群落演替,称为内因演替。同时,在一个生物群 落内,由于各群落成员之间的矛盾,即使群落的外部、内部环境没有显著的改变,群落仍进行 着演替,也称为内因演替。演替顶级是这样的一个群落,它们的种类在综合彼此之间发展起来的环境中很好地互相适合;它们能够 在群落内繁殖而且能

8、排除新的种类,特别是可能成为优势种的种类在群落内的定居。生物多样性原理 物种多样性遗传多样性生态群落多样性缀块-廊道-基底理论自我变化与人为变化理论生态系统是不平衡的,它首先是不平衡开始,永远处于不断的变化和发展。这种变化有自然变化和人为变化两种自我变化简单-复杂;复杂-简单人为变化农业、林业的过度开垦;都市化、工业化和现代化对环境的污染1)城市垃圾(包括生活垃圾和工业垃圾)2)废水废气3)农药与化肥循环再生;和谐共存;整体优化;区域分异生态修复的机制 污染物的生物吸收与富集机制 F机污染物的生物降解机制 F机污染物的转化机制 生态修复的强化机制污染物的生物吸收与富集机制植物对重金属的吸收完全

9、的避”,吸收耐受损害,超级累吸收木质化作用:植物根对中度憎水有机物有很高的去除效率代谢作用:也可以代谢或矿化为CO2和H2O挥发作用:还可以将其挥发掉根系对有机污染物的吸收程度取决于有机污染物的浓度和植物的吸收率、蒸腾速度。其中蒸腾作用可能是关键;植物根系对有机污染物吸收的强度不如对无机污染物如重金属的吸收强度大;植物根系对有机污染物的修复,主要是依靠根系分泌物对有机污染物产生的络合和降解等作用。有机污染物的生物降解机制这里一般是指微生物降解微生物具有降解有机污染物的潜力,但有机污染物能否被降解取决于这种有机污染物质是否具 有可生物降解性细菌除直接利用自身的代谢活动降解有机污染物外,还能以环境

10、中有机质为主要营养源,对大 多数有机污染物进行降解菌根真菌在促进植物根对有机污染物吸收的同时,也对根际圈内大多数有机污染物尤其是持久 性有机污染物(POPs)起到不同程度地降解和矿化作用;附生真菌及一些土壤动物对污染物质也有一定的修复作用。有机污染物的转化机制生态修复的强化机制一是提高生物本身的修复能力;二是提高环境中污染物的可生物利用性如深层曝气、投入营养物质、投加添加剂等。生物修复技术生物修复主要是指微生物修复,即利用天然存在的或人为培养的专性微生物对污染物的吸收、 代谢和降解等功能,将环境中有毒污染物转化为无毒物质甚至于彻底去除的环境污染修复技术。 有原位生物修复和异位生物修复生物修复基

11、本原理微生物对污染物的作用降解作用:好氧呼吸、厌氧呼吸、发酵去毒作用:水解作用、羟基化作 用、脱卤作用、硝基还原、氰转化为酰胺等固定作用:生物屏障法、氧化还原沉淀法、键和法 生物修复影响因素微生物:土著微生物外来微生物基因工程菌污染物物理化学性质:主要指污 染物淋失、吸附、挥发、生物降解和化学反应等方面的性质场地环境:污染现场特性温度环境 pH原位生物修复原位生物修复是在污染现场就地处理污染物的一种生物修复技术,包括自然修复 和工程修复。异位生物修复异位生物修复是将污染物移位,在异地(场外或运至场外的专门场地)进行生物 修复的一类技术。物理修复技术物理分离修复技术(筛分是其主要分离过程,干筛,

12、水动力分离装置)蒸汽浸提修复技术是在污染介质中引入清洁空气产生驱动力,对于污染土壤,主要是利用土壤固相、液相和气相 之间的浓度梯度,降低土壤孔隙的蒸汽压,将污染物转化为气态形式排出土壤外的过程。(原位, 异位,多相,压裂)固化/稳定化修复技术是指防止或者降低污染介质(土壤和沉积物等)释放有害化学物质的一组修复技术,通常用于 重金属和放射性物质污染土壤的无害化处理。玻璃化修复技术是指利用热能或高温条件,使污染的介质称为玻璃状的物质,而使其中的污染物得以固定而不 再释放的过程。热力学修复技术是指利用热传导(如热井和热强)或辐射(如无线电波加热)实现对污染土壤、沉积物及其它 介质的修复热解析修复技术

13、是通过直接或间接热交换,将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度(通常被加热 到150-540C),以使有机污染物从污染介质上得以挥发或分离的过程。冰冻修复技术是指通过将温度降低到0C一下,冻结土壤、沉积物或污泥等介质,形成冻土层,使环境介质 或者地下水中的有害和辐射性污染物失去生物学活性或得以固定的过程 隔离包埋技术采用物理方法将污染介质中的污染物与其周围环境隔离开来,减少其对周围环境的污染。化学修复技术化学淋洗修复是指借助能促进环境介质中污染物溶解或迁移的溶剂,通过水力压头推动淋洗液, 将其注入到污染介质中,然后再把包含有污染物的液体从介质中抽提出来,进行分离和污水处 理。溶剂浸提修

14、复技术是一种利用溶剂将有害化学物质从污染介质中提取出来或去除的修复技术。 化学氧化修复是指采用化学氧化剂对污染环境实施修复治理的过程。化学还原与还原脱氯修复就是利用化学还原剂将污染物还原为难溶态,从而使污染物在环境介 质中的迁移性和生物可利用性降低;或者把其中有害的含氯分子中的氯原子去除,使之成为低 毒性或没有毒性的化合物。电化学修复技术指使用低能级的直流电流(几个A/m2)穿过污染的土壤,通过电化学和电动力 学的复合作用而去除环境介质中污染物的过程。植物修复技术是指利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥发和转化、降解的作用机制来清除环境中污染 物质的一项新兴的污染环境治理技术厂净化空气L植物

15、净化-净化水体一植物提取常见植物去除作用广义 植物修复1一植物挥发植物降解卜狭义L根际圈植物降解植物稳定作用植物固定植物净化修复技术包括污染空气的净化修复及污染水体的净化修复空气的净化修复吸收空气中的污染气体、灰尘,减弱噪声、含菌量等作用机制以保持大气及室 内空气的清洁污染水体的净化修复利用凤眼莲、菱草、水花生、眼子菜、叶香蒲、丽澡等湿生、挺水、沉水 植物对有机养分的充分利用以防治水体的富营养化;水生植物对酚类、重金属、农药等水体污 染物的吸收、富集和降解。植物提取修复技术利用超积累植物从污染土壤或水体中超量吸收、积累一种或几种重金属元素, 之后将植物整体(包括部分根)收获并移走,然后再重复上

16、述步骤最终使污染环境中的重金属 含量降低到可接受的水平。植物挥发修复利用挥发植物将污染土壤中的一些挥发性污染物吸收到植物体内,然后转化为气 态物质释放到大气中,从而对污染土壤起到清洁作用植物稳定修复通过耐性植物根系分泌物质来积累和沉淀根际圈污染物质,使其失去生物有效性, 以减少污染物质的毒害作用,能起到这种作用之一的植物通常叫做固化植物。植物降解修复利用降解植物根分泌直接将土壤中有机污染物降解,或将污染物质吸收到植物体 内,再将这些化合物及其分解的碎片藏在新的植物组织中,或者使化合物完全挥发,或矿质化 为二氧化碳和水,从而将污染物转化为毒性小或无毒的物质。根际圈生物降解修复利用植物根际圈微生物

17、修复系来转化或降解污染物质,从而使有机污染土 壤得到修复。缓冲带技术是指利用永久性植被拦截污染物或有害物质的条带状、受保护的土地。湿地技术湿地是陆地和水生生态系统间的过渡带人工湿地技术是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如砾 石等)混合组成填料床,使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动,并在床体表面种植 具有性能好,成活率高,抗水性强,生长周期长,美观及具有经济价值的水生植物如芦苇,蒲 草等)形成一个独特的动植物生态体系。根据湿地中主要植物形式人工湿地可分为:1、浮游植物系统;2、挺水植物系统;3、沉水植物系统。生态修复有待解决的关键问题最佳生态条件的确定;

18、微生物接种;共代谢作用与二次利用;生物有效性及其改善;生物进化及其利用。最佳生态条件的确定水分水分通过对介质通透性能、可溶性物质的特性和数量、渗透压、溶液pH和不饱和水力学 传导率发生作用,而对污染土壤及地下水和污染地表水体的生态修复产生重要影响。,25%-85% 持水容量或-0.01MPa或许是土壤水分有效性的最适水平。营养物质C:N:P最佳比为100:10:1处理场地处理场地中存在的化学污染物及其浓度不应显著抑制微生物或酶的降解活性和超积累植物的吸收作用,否则应加以稀释;处理的化学污染物必须是生物可利用的;在处理点或反应器中的条件必须适合生物生长。氧气与电子受体微生物降解的速率常取决于终端

19、电子受体供给的速率。介质物化因素有机质含量、黏粒含量、CEC和pH,环境温度及其影响环境温度的气候变化,磷 肥和钙肥的可利用性,也影响生态修复过程。其中生态修复的最适pH是5.5-8.5,最适温度范 围为 15-45 C微生物接种微生物接种,指把一些土著微生物群落有关的具有独特或专性代谢功能的微生物引入污染处理 现场的过程。共代谢作用与二次利用共代谢作用一般指微生物群落在利用另一种化学物质作为碳源和能源的同时,使环境中存在的 其他污染物也得以参与代谢转化的过程在某些情况下,微生物可以通过转移反应转移污染物,这些转移反应对细胞并不产生益处,这种无益处的生物转移称之为二次利用。生物有效性及其改善不

20、论生态条件多么优化,由于环境介质本身对污染物的吸附或其他固定作用,隔断了专性微生物、酶和植物与污染物直接的接触,导致了专性微生物、酶和植物对污染物的生物可降解和对投加的营养物质的可利用能力或成程度(生物有效性)的降低生物进化及其利用一方面,需要对污染环境中的生物降解和生物积累过程进行识别,并从生物进化的角度,通过 有意识、长时间的驯化,在实验条件下获得更强的生物降解或生物积累能力的微生物或超积累 植物并积极应用这些生物进化的机制,为生态修复达到技术上的完全成熟打下基础;另一方面,需要在生态修复结束后,应用生物进化原理对引入的专性微生物加以有目的的控制, 包括投入污染环境中的种群数量随污染物浓度

21、降低而逐渐减少,以至最后消失的过程,以及将 其加以提取用于其它污染点修复的方法等。利比希最小因子定律植物对某些矿物盐类的要求不能低于某一数量。当某种土壤不能供应这一最低量时,不管其他 养分的量如何多,该植物也不能正常生长。谢尔福德耐受性定律:生态因子在最低量时可以成为限制因子,但如果过量超过生物体的耐受程 度时也可成为限制因子。生态幅定律:在自然界,长期自然选择的结果使得每种生物对一种生态因子都有一个生态上的适 应范围。生物在最适点或接近最适点才能很好生活,趋向两端时就减弱,然后被抑制。内稳态及其保持机制:内稳态即生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制,它能减少生物对外界条件的依赖性,从而大大

22、提高生物对外界环境的适应能力。内稳态是通过生理过程或行为 的调整而实现的。耐性限度的驯化:还可以通过人为驯化的方法改变生物的耐性范围。如果一个物种长期生活在 最适生存范围的一侧,将逐渐导致该种耐性限度的改变,适宜生存范围的上下限会发生移动, 并形成一个新的最适点。两种群间可能存在的各种相互关系竞争(-捕食(+ -)寄生+ -)偏害卜0)负相互作用彼此互相抑制种群A杀死或吃掉种群B一些个体 种群A寄生于种群并有害于后者 对A种群有害,对种群B无利害中性(00)彼此互不影响正相互作用偏利1+0)对A种群有利,对种群B无利害共生&+)彼此互相有利,专性互惠(+)彼此互相有利.兼性种间竞争的结果常常是

23、不对称的,即一方取得优势,而另一方被抑制甚至被消灭。竞争可以分为资源利用性竞争和相互干涉性竞争两类。捕食:典型捕食,食草,寄生,拟寄生协同进化生态位(niche)是生态学中的一个重要概念,指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色。 对于某一生物种群来说,只能生活在一定环境条件范围内,并利用特定的资源,甚至只能在特 殊时间里在该环境中出现。生态位主要指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关 系。生境是指生物生存的周围环境,分布区是指种分布的地理范围,生态位则说明在一个生物群落 中某个种群的功能地位(势力范围)。没有两个物种的生态位是完全相同的。有些物种亲缘关系接近

24、或相似而使生态位部分重叠,这 时就会出现严酷的竞争。没有两个物种生活在同一生态位中。弃耕农田的生物群落演替田间杂草多年生植物植物群落的动物区系和微生物区系原生草原群落森林群落演替顶极演替最终的成熟群落彼此间在发展起来的环境中,很好地互相配合,它们能够在群落内繁殖、更新,而且排斥新的 种类,特别是可能成为优势的种类在群落中定居。顶极群落无论在区系和结构上,以及它们相互之间的关系和与环境相互间的关系,都趋于稳定,演替顶极意味着一个自然群落中的一种稳 定情况群落的形成过程,可简单地分为三个阶段L开敞或先锋群物种僵入定居并获代小为小打 枚舶EH码用H】乂梨I祁%郁闭未稳定的吩段竞争排斥繁殖等作用种群数

25、量增加3、郁闭稽定的阶竞争平衡|协调原生演替系列地衣植物阶段r植物阶段r草本植物阶段r灌木植物阶段乔木植物阶段原生演替水生植物 自由漂浮植物阶段 沉水植物群落阶段 浮叶根生植物群落阶段 挺水植物群落阶段 湿生草本植物阶段 木本植物阶段浅水湖和深水湖在营养结构、营养负荷等许多方面都有所不同。它们之间最基本的不同点是: 夏天深水湖常常出现温度分层现象,而浅水湖没有此类现象。依据光的穿透深度和植物光合作用,湖泊具有垂直分层和水平分层现象水平分层:沿岸带,湖沼带,深水带沿岸带和深水带都有垂直分层的底栖带沿岸带,在湖泊和池塘边缘的浅水处生物种类最丰富,优势植物是挺水植物沿岸带可为整个湖泊提供大量的有机质

26、。有灯芯草香蒲等。湖沼带,湖沼带的主要生物不是鱼类而是浮游植物和浮游动物,但主要自游生物是鱼类。深水带,深水带中的生物种类和数量不仅决定于来自湖沼带的营养物和能量供应,而且也决定 于水温和氧气供应。底栖带,湖底软泥具有很强的生物活性,但湖底氧气含量非常少,因此优势生物是厌氧细菌。湖沼带的初级生产主要靠浮游植物,而沿岸带的初级生产则主要靠大型植物,水中营养物的含 量是影响浮游植物生产量的主要因素。富营养化是指湖泊由于营养元素的富集导致生态系统的退化,进而使水质恶化的过程一般认为水体含氮量0.20.3mg/L,含磷量0.010.02mg/L,BOD10mg/L,淡水细菌总数105个/ml,叶绿素a

27、10mg/m3即已经富营养化。富营养化成因的两种理论:生命周期理论含氮和含磷的化合物过多排入水体,破坏了原有的生态平衡,引起藻类大量繁殖,过多的消耗 水中的氧,使鱼类、浮游生物缺氧死亡,它们的尸体腐烂又造成水质污染。氮磷的过量排放是 造成富营养化的根本原因。食物链理论自然水域中存在水生食物链。如果浮游生物的数量减少或捕食能力降低,将使水藻生长量超过 消耗量,平衡被打破,发生富营养化。该理论说明营养负荷的增加不是导致富营养化的唯一原 因。但从目前我国水体的富营养化状况来看,富营养化产生的原因主要是用前者(生命周期理论)来解 释。藻类的生长同氮、磷的含量及其比例有关系。一般认为藻类生长需要的氮磷原

28、子比为16: 1。溶解氧含量降低,浮游生物因缺氧而死亡。水体生态平衡将遭到破坏,水质恶化。光强和温度 则会影响藻类光合作用和体内酶活性。水体流速低,水体更新周期长,水体复氧能力差,营养物质易于聚集,为藻类的大量繁殖创造 了有利条件。水体富营养化演化自然演化水生植物富营养化自然演化示意图植物消亡、悬 浮物沉降至湖底7洪水期间洪水带来的 悬浮物沉积物悬浮 营养了:上覆人为加速演化水体富营养化治理研究进展营养元素研究方面目前研究表明,水体中氮、磷含量直接决定了藻类的繁殖速率,影响水体富营养化进程,是水体富营养化主要控制因子。富营养化水质改善技术研究方面减少入湖外源性营养负荷的技术、控制湖泊内源营养负

29、荷技术、控制湖泊富营养化的湖泊生态 修复技术和水体中藻类的治理技术。政策措施方面湖泊富营养化政策措施主要分为两类。一种是运用激励机制去影响产生污染的生产投入,例如 化肥和农药的投入。第二种是利用税收补贴机制影响湖泊污染浓度。除了进行外源控制之外,还必须进行内源的治理,治理内源营养盐的有效途径是水生植被的恢 复。“截断外源、控制内源、人工生态修复”物理一生态工程”、复合人工湿地系统”、湖滨生态系统重建”、开敞湖面修复等一系列湖 泊富营养化治理应用技术。蓝藻本身的生理特点以及温度、光照、营养盐、其它生物等诸多环境因素所引发。湖泊反馈机制在营养负荷积累初期,湖泊内存在不可忽视的跃迁阻力,这些阻力可能

30、是系统内某些反馈机制 作用的结果,其中,生物反馈机制较为重要。优势大型植物缓冲机制直接作用当营养负荷增加时,大型沉水植物的生物量也增加,提高固定营养物的能力,使得夏天浮游植 物可利用的营养物减少沉水植物的增加会减少沉积物的再悬浮,从而减少再悬浮过程中释放的营养物如果沉水植物的根与植物体表面积很大,会促进脱氧作用,会使湖水中氮含量减少。沉水植物的遮蔽可以影响浮游植物的光和作用,而使浮游植物减少。间接作用首先通过减少波浪的冲击力,沉水植物促进沉积物的沉积并减少沉积物的再悬浮其次,沉水植物通过对鱼类群落结构的影响也可以减少沉积物的再悬浮再之,大型沉水植物释放的化学物质可以抑制浮游植物的生长,从而使得

31、大型植物多的湖泊特 别清澈。化学作用机制因为湖泊底部沉积物在营养负荷高时聚集了大量的磷,形成营养库(磷的内部负荷),使磷的浓度仍保持很高,这种释放过程需要花几年时间才能结束生物作用机制浮游鱼类和底栖鱼类的相互作用:肉食性鱼类持续捕食阻碍了大型食草浮游动物的出现,而这 些食草浮游动物可以显著的净化水质,减少底栖动物的数量及氧化沉积物底栖鱼类的排泄物、鱼类对沉积物的扰动会加重湖水浑浊状态;这样,光线减弱阻碍了底部藻 类的生长和沉水大型植物的出现,从而使得湖泊保持较低的沉积物保留能力。食草性水鸟(如白骨顶和哑天鹅)的取食,推迟了大型沉水植物的繁殖,这也是一种生物限制 因素。湖泊恢复生态调控措施物理化

32、学措施疏浚底泥、机械过滤、引水稀释;杀藻剂杀藻,采用铝盐及铁盐离子对分层湖泊沉积物进行化 学处理,向深水湖底层充入氧或氮,或通过水体的有效循环,不断干扰温跃层,该不定性可加 快水体与DO、溶解物等的混合,有利于水体的恢复。水位调控措施由于自然和认为因素引起的水位变化,会涉及到多种因素,如水位变化程度、湖水浑浊度、植 物类型和波浪的影响短期的水位下降可以促进鱼类活动,减少食草鱼类和底栖鱼类,增加肉食性鱼类的生物量和种 群大小此外水位调控可以控制损害性植物的生长,为营养丰富的浑浊湖泊向清水状态转变创造条件。 水体滞留时间很短(小于10天),藻类生物量不可能积累;水体滞留时间适当时,既能大量提 供植

33、物营养物,又有足够时间供藻类吸收营养促进其生长和积累;如有足够营养物,100天以 上的水体滞留时间,可为藻类生物量的积累提供足够的条件。因此营养物输入与水体滞留时间 对藻类生产的共同影响,是预测湖泊状况变化的基础。增加水体冲刷以及其它不稳定因素,可以使水体内浮游植物的损失超过其生长,从而控制浮游 植物的增加(适应于冬季)。生物操纵与鱼类管理生物操纵即通过去除食浮游生物者或添加食鱼动物降低食浮游生物鱼类的数量,使浮游动物的 体型增大,生物量增加,从而提高浮游动物对浮游植物的摄食效率,降低浮游植物的数量。生物管理Czech实验中用消减鱼类密度来改善水质、增加水体的透明度。大型水生植物的保护和移植由

34、于水生高等植物与藻类同处于初级生产者的地位,与藻类竞争营养、光照和生长空间等生态 资源,所以水生植被组建及其恢复,对于富营养化水体的生态恢复具有极其重要的地位和作用。 围栏能使大型植物在不被取食的环境中自由生长和繁衍,此外,白天它们还为浮游动物提供庇 护。适当控制大型沉水植物的生长在营养化湖泊中出现密集的植物床时也有危害性,如妨碍船的航行、降低垂钓等娱乐价值 入侵种的过度生长会改变湖泊的生态系统组成蚌类与湖泊的恢复蚌类是湖泊中有效的滤食者,大型蚌类有时候能够在1.5-3天将整个湖泊的水过滤一次,但在浑 浊的湖泊中它们常常会消失,这可能是它们的幼体即被捕食的缘故。蚌类在改善水质的同时也可能会产生

35、问题。温带富营养化湖泊生态调控过程现状测定控制污染源富营养化治理河道断面基本形式U型断面,梯形断面,矩形断面,复式断面生态河床构建和修复手段恢复蛇形断面(1.过水能力增强,入海路径缩短,减少了该地可用水资源的量2原有不同流速带 的消失,导致部分水生植物的消失3河床人为缩短,减少了附着的微生物量,降低了自净能力) 设置浅滩和深沟(浅滩:水生昆虫,藻类,鱼类觅食产卵深沟:鱼类休憩深沟浅滩产生不同流 速带,增加了比表面积)设置人工落差(水体富氧,景观)粗柴沉床(防止水流对河床的侵蚀)生态护岸构建技术自然岸坡是由水流和泥沙运动自然形成的,抗冲刷和陶蚀能力弱,易被冲垮或发生滑塌现象。自然型护岸,天然材料

36、,石材木材,混凝土浆砌块石,以达到高强度和耐久性的要求,即硬质 型护岸。缺透气性和透水性,调节温度和湿度的能力就较差;硬质型护岸的光滑平面使许多水 生生物失去栖息和繁殖的场所。导致水生生态系统的失衡。生态型护岸不仅强调抗冲刷和抗风浪陶蚀强度等,而是强调安全性、稳定性、景观性、生态性、 自然性和亲水性的结合。硬质护岸不具生态效应阻挡了水与土壤之间的物质能量交换影响水生生态系统也易坍塌(河道片石河岸)自然河岸容易造成土壤流失,不耐水力冲刷,植被生长不能持久。因此,其生态效应和景观效 应都较差。硬质护岸的影响对水体自身的影响:(水力糙率小,过水容易,很多相关的动物植物失去了栖息繁衍和避难的场 所,导

37、致生态系统结构被破坏;几乎不能生长植被,失去一道天然屏障,加重了水体的污染负 荷)对周围气候的影响。护岸上的植物群落具有涵蓄水分、净化空气的作用,可在植物覆盖区内形 成小气候,改善周边的生态环境。丰水期,水可以向堤岸中渗透储存;到了枯水期,储水反渗 透进入河中或蒸发,起到调节周围小气候的作用。对城市景观的影响对人类精神上的影响 水 ,生 植 被 复 合 型 护 岸单独用水生植物做护律材料只能庶受较轻微的水浦侵烛,只适用流速较小的级瘟水草皮护坡改善!态秆境,W* tM*的功能却肖到人俏的普遍认识.首尤震坪可增加坡面慰盖 度通过其茎叶可拦蓄地丧径脱、延缱江河汇旅的时机克次,坡而迥平近通过其强大的、

38、 错嫁篦杂的槌系同定坡面土重,威少降水对坡面的侵蚀,曲止水土流失,此外,草坪擅物还 可滴葬水分,起到调节小气候、St善周图生杰环境的作用。怛单纯的草皮护坡一般只适用 网垫植被复合型护坡木材护岸(栅栏护岸,生态坝护岸)石材护岸(石积护岸,石张护岸,石雨口护岸,石笼护岸水环境化学修复化学沉淀法、营养盐钝化法、酸碱中和法、化学除藻等。污染土壤的化学修复化学修复技术又包括化学淋洗技术、化学还原与还原脱氯修复技术、化学 氧化修复技术、可渗透反应墙和土壤性能改良修复技术等生物修复技术原理微生物作为生态系统中重要的分解者,对环境中的污染物具有多种作用方式,其中降解作用、 去毒作用和固定作用是微生物发挥其生物

39、修复效果的关键过程。降解作用降解作用实质是微生物以异生物质作为基质的代谢过程去毒作用降解作用是通过生物氧化将污染物分解为无毒小分子,而去毒则是使污染物分子在分子结构层 面上,改变其形态,从而降低或去除其对生态系统的有害性。固定作用微生物也可以降低污染物的移动性,使其固定下来。主要分为生物屏障、氧化还原沉淀和键合 法。生物修复技术影响因素微生物、污染物以及反应条件(对于异位来说)或环境状况(对于原位 来说)生物修复技术方法土壤和地下水生物修复技术原位技术:生物通风法(Bioventing)、生物注气法(Biosparging)、生物冲淋法(Bioflooding)、 生物农耕法(BioLandf

40、arming)。异位技术:土地填埋法、生物制备床法、生物堆肥法、生物泥浆反应器法、游离酶法 水体生物修复技术(1)投菌法:直接向污染环境中接入外源的污染降解菌以及提供这些菌生长所需的营养,从 而达到降解污染物、净化环境的目的。(2)生物培养法:为了满足污染环境中已经存在的降解菌的需要而定期地向污染环境中投加过 氧化氢和营养,以便使污染环境中的微生物通过代谢将污染物彻底矿化为二氧化碳和水,从而 消除污染物,净化环境。水体修复:物理修复法引流冲污和综合调水曝气复氧底泥疏浚机械除藻化学修复法化学絮凝处理(化学药剂法,絮凝沉淀技术)生物-生态修复技术水生植物,微生物制剂与促生剂,生物膜法,浮岛技术,人

41、工湿地,河流专 门化或修建净水湖增氧的主要功能(1 )消除有机物污染和黑臭。减少水体营养盐含量。(3)消除藻类水华。(4)改善 水色及透明度。(5)减少底泥内源污染。土壤污染物种类及其来源无机污染物,有机污染物,放射性污染物污染土壤的修复技术重金属污染土壤的修复热处理法,电动修复法,淋洗络合法,菌根技术,微生物强化修复,植 物修复技术有机污染土壤的修复土壤气相抽提技术,冲洗修复技术,植物一微生物一菌根修复联用 放射性污染土壤的修复植物修复技术,菌根修复技术,微生物修复技术物理分离修复技术依据粒径大小,采用过滤或微过滤的方法进行分离;依据土壤或沉积物颗粒分布、密度大小、采用沉淀或离心分离;依据磁性有无或大小,采用磁分离的手段;根据表面特性,采用浮选法进行分离。物理分离修复技术蒸汽浸提修复技术,固化/稳定化修复技术,玻璃化修复技术,热力学修复技 术,热解吸修复技术,冰冻修复技术植物修复技术在净化空气方面的应用主要包括吸滞放射性物质、吸收有害气体、滞尘、除菌和 杀菌、吸收co2、减弱噪声、吸滞放射性物质。影响植物修复的环境因子主要有酸碱度、温度、氧化还原电位、共存物质、污染物间的复合效应、植物营养物质、植物 激素和生物因子。

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