一種小型水體水華生態防治的器具及製備方法

2023-05-14 21:50:06

專利名稱：：一種小型水體水華生態防治的器具及製備方法
技術領域：
：本發明屬於水環境治理及生態修復
技術領域：
，更具體涉及一種小型水體(池塘、城市人工景觀水體)水華生態防治器具，同時還涉及一種小型水體水華生態防治器具的製備方法。本發明適用於小型富營養化水體中水華的生態控制以及水體的生態修復。
背景技術：
：水體富營養化是當前世界水環境的普遍性問題。經濟的快速增長給各種天然水體帶來沉重的負荷，在外來物質和內源汙染的綜合作用下，水體中營養鹽過剩，結果導致水體處於富營養化狀態。日趨嚴重的水體富營養化導致藻類異常增殖，水華頻繁出現，影響水體功能和水生生態系統的結構。此外，一些水華藻類會釋放藻毒素，藻毒素通過食物鏈的傳遞影響人類和其他動物的生理健康。對於小型水體，因其水量較少(平均深度不超過3m，面積幾十至幾百平方米)，相對封閉，生態群落較為簡單而導致其水體自淨能力較弱，更易遭受浮遊藻類爆發所帶來的危害。水體富營養化所導致的水華實質上是生態系統退化問題，應該以生態的理念、思路、方法來探索治理水域汙染的新途徑。富營養化水體中浮遊藻類的過量增殖危害巨大，因此如何有效地控制水華藻類是人們一直關注的課題。迄今，水體中抑制藻類生長的方法主要有物理法、化學法、動物捕食法等技術。化學技術是通過化學藥劑(統稱殺藻劑)來控制水中藻類的繁殖，常見的殺藻劑有硫酸銅和有機農藥等。化學除藻技術雖能立竿見影，但它不可避免的破壞生態平衡並造成二次汙染。物理除藻技術和傳統的生物捕食除藻則存在著操作時間長、難度大、費用高和不易控制等缺點，因而限制了它們的推廣應用。近十年來，人們通過對水生植物次生代謝產物的研究揭示出水生植物的化感抑藻效應，從而為尋找生態方法治理水華提供了新的思路。化感作用即廣泛存在於生物之間的化學作用關係，也就是通常所說的相生相剋作用。化感生物通過合成並釋放對目標生物具有強大生理調節活性的化學物質，影響目標生物的生長、發育和繁殖。水生或陸生植物化感抑藻是防治富營養化水體中浮遊藻類過度增殖的一種生物手段。近年來，利用水生植物來控制富營養化水體中有害藻類的爆發性繁殖已經成為該領域的熱點和前沿。抑藻水生植物普遍存在於自然水體中，容易栽種或移植，其釋放的化感物質多為次生代謝產物，能在自然條件下短期降解。利用水生植物化感抑藻具有生態危險性低，副作用小和抑制效果明顯等優點。眾多研究表明，沉水植物中的穗狀狐尾藻、金魚藻等；挺水植物中的石菖蒲、蘆葦等；浮水植物中的鳳眼蓮、滿江紅等；陸生植物中的大麥秸稈、黑麥草等都能對不同的浮遊藻類產生顯著的抑制效果。目前該領域的研究多集中於活體水生植物化感抑藻的實驗室研究，而對收穫後的乾燥水生植物體進行水華防治實踐卻少見報導。與活體植物相比，乾燥植物體在儲存、運輸、處理和使用等方面具有優勢，且一些乾燥植物體如大麥、水稻和玉米的秸稈均具有很強的抑藻能力，其中將大麥秸稈直接投入水體中抑制藻類的方法，已被應用於生態修復工程。利用乾燥植物體進行浮遊藻類控制具有以下優點①作用對象範圍廣，效果顯著。目前發現多種水生陸生植物能夠對多種水華藻類產生抑制效果，對有毒藍藻的抑制效果最佳。②安全性高，滯後效應小。大多數化感物質為植物所產生的次生代謝產物，在自然水體中容易降解，可為水生無脊椎動物及魚類安全食用，對其他大型藻無危害，因此對水體自然生物群落幾乎不產生影響，不會給生態環境帶來過重的負面壓力和影響。③經濟成本低廉。具有化感抑藻能力的植物來源廣泛，容易獲得，且無能耗無需看護，可降低環境治理的費用。實際操作簡易可行。向目標水體中投放乾燥植物體簡單易行，無需專業技術人員便可施工，利於普及，各地區均可推廣使用。⑤對於水體水質有明顯促進作用，可有效提高水體透明度。菖蒲(Acoruscalamus)是天南星科多年生挺水草本植物，在我國南北各省均有分布，常見於淺水池塘、水溝及溪澗溼地處。研究發現，菖蒲在活體狀態和乾燥植物體狀態下會g夠對銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)、水華魚腿藻(Anabaenaflos—aquae)禾口斜生柵藻(Scendesmusobliq皿s)等水華藻類產生化感抑制作用，表現出較佳的水華防治能力。因此，可開發利用菖蒲乾燥植物體進行富營養化水體的生態修復，旨在為小型水體中水華的生態防治提供新思路。藻菌生物膜技術是一種汙染水體原位淨化技術，藻菌生物膜載體又稱為"人工水草"。它通過在富營養化水體中鋪設多孔高分子材料製成的人工載體，為大型藻類、細菌提供生長場所，使其在生長過程中吸收水體中氮、磷等營養物質，減輕甚至消除水體的富營養化汙染。藻菌生物膜是一種高效共生系統，對汙水的淨化兼有藻、菌的協同作用。藻菌生物膜技術主要適用於受汙染的湖泊、水庫、河流等以及水質變劣的噴泉、魚塘等天然水體水質的改善，尤其是適合於城內小型景觀水體的水質改善工程。藻菌生物膜一般具有以下特點①純惰性材質，親和於水體生態環境，在水中性質穩定，不會分解或反應，對自然環境無任何汙染，且材料成本低廉，來源廣泛；②高比表面積，能為絲狀藻類、菌類提供充足的生長面積，以達到較高的淨水效率；③多孔性結構，為微生物群落提供適宜的生存環境並形成理想的微A/0處理環境。藻菌生物膜技術運用於汙染水體治理始於上世紀末，屬於新型汙染水體原位處理技術。目前為止，技術較為成熟的藻菌生物膜有美國梅瑞地安水生科技公司開發的"阿科蔓生態基"和中國科學院水生生物研究所研製的"人工水草_藻菌生物膜"。使用上述兩種藻菌生物膜技術均能夠快速有效的對富營養化水體進行治理修復，並能長期維護水體水質，此外，還具有投資費用低、安裝管理簡單、見效快等優點，並能兼容水產養殖、景觀建設等，為各種自然和人工水體的治理、維護提供了新途徑。
發明內容本發明的目的是在於提供了一種小型水體水華生態防治的器具，該器具由植物抑藻單元和藻菌生物膜淨水單元兩部分組成，其中植物抑藻單元是以大型植物與浮遊藻類之間相生相剋關係為理論基礎，通過大型植物所釋放的次生代謝產物有效控制富營養水體中浮遊藻類的過度增殖；藻菌生物膜淨水單元則是通過在富營養化水體中鋪設多孔高分子材料製成的人工載體，為大型藻類、細菌提供生長場所，並通過其新陳代謝作用同化水體中過量氮、磷等營養物質，減輕甚至消除水體的富營養化汙染。該器具以生態的方法進行水華防治，兩單元搭配合理，綠色環保，無二次汙染，製作成本低廉，工藝簡單，施工簡便，無需看護，適用壽命長，可重複使用。本發明的另一個目的是在於提供了一種小型水體水華生態防治器具的製備方法，方法工藝簡單，無能耗，材料來源廣泛，成本低廉，適宜廣泛推廣。通過該器具的植物抑藻單元，向目標水體內釋放抑藻活性強、生態安全性好的化感物質，有效預防和控制富營養化水體內浮遊藻類的爆發性生長(葉綠素a抑制率最高達26.7%);通過藻菌生物膜淨水單元上大型水藻和細菌的生長，形成微生態群落，全方位淨化水體，高效去除水體中過量營養鹽改善水質(TP和NH4+-N的去除率分別為25.5%和36.8%)，增加水體能見度和增強水體景觀欣賞美感，且無二次汙染。為了達到上述目的，本發明提供的技術方案是—種簡易懸掛式水華生態防治器具，它包括三個部分主繩、植物抑藻單元和藻菌生物膜淨水單元植物抑藻單元由化感植物乾燥體碎片(如菖蒲碎片、野艾蒿碎片、蘆葦碎片及大麥秸稈碎片)、耐水小網眼麻袋、耐水尼龍繩構成，其中乾燥植物體裝於耐水小網眼麻袋之中，耐水小網眼麻袋用耐水尼龍繩封口並繫於主繩上；藻菌生物膜淨水單元由多孔性高分子輕質懸浮填料、藻菌生物膜、耐水尼龍繩、耐水小型尼龍網袋組成，其中藻菌生物膜附著在多孔性高分子輕質懸浮填料表面，耐水小型尼龍網袋繫於多孔性高分子輕質懸浮填料底部，耐水尼龍繩一端繫於多孔性高分子輕質懸浮填料頂部，另一端繫於主繩上；在使用時主繩兩端固定於岸上，確保牢固。(所述的多孔性高分子輕質懸浮填料為聚乙烯、聚丙烯多孔性輕質懸浮填料)—種小型水體水華生態防治器具的製備方法，具體包括以下步驟(1)植物抑藻單元的構建a.原料準備將從野外採集的完整菖蒲植株洗淨後自然風乾58d，含水率低於35%，至於陰涼通風處保存；b.原料裝袋將步驟a所得的菖蒲乾燥植物體粉碎成碎片(碎片大小以不從麻袋出洩露為宜)，裝入耐水性和耐腐蝕性較好的麻袋，每袋裝入菖蒲乾燥植物體35kg，麻袋用繩狀柔性材料封口；(2)藻菌生物膜淨水單元的構建a.材料準備採用多孔性高分子輕質懸浮填料(如聚乙烯、聚丙烯多孔性輕質懸浮填料)作為藻菌生物膜載體。b.材料加工將多孔性高分子輕質懸浮填料進行剪裁，並在其一端固裝繩狀柔性材料(如輕質尼龍繩)，另一端固裝袋狀柔性材料(如耐水小型尼龍網袋)；c.預處理將大型淨水藻(如水綿藻、水網藻)於大型培養箱中採用WC培養基培養，再將剪裁好的多孔性高分子輕質懸浮填料置於培養箱內，使其作為載體懸浮於箱內培養液中，培養610天，載體上出現氣泡標誌著藻膜在載體單元上形成；(3)植物抑藻單元與藻菌生物膜淨水單元的組合主繩選取強度較高的耐水尼龍繩，用於懸掛植物抑藻單元與藻菌生物膜淨水單元。植物抑藻單元與藻菌生物膜淨水單元，交替排列懸掛於主繩上，每個抑藻袋和藻菌生物膜載體相互間隔0.81.2m，連接方式為輕質耐水尼龍繩。主繩長度依據目標水體大小而定，抑藻袋與藻菌生物膜載體吃水深度依據目標水體深淺而定。其中，可以使用小網眼的尼龍網袋、帶孔編織袋、麻袋作為抑藻乾燥植物體(包括菖蒲、野艾蒿、蘆葦、大麥秸稈)的載體，袋子大小根據實際需要而定，可在袋口打孔穿入耐水繩索，用於抑藻袋與主繩的連接。裝入麻袋的植物乾燥體碎片大小以略大於裝袋網眼為宜，確保與治理水體有最大接觸面積。可使用的抑藻乾燥植物體有菖蒲、艾蒿、蘆葦、大麥秸稈、水稻秸稈、玉米秸稈等，其中各種植物乾燥體可任意組合，摻混使用。多孔性高分子輕質懸浮填料採用性質穩定、耐水耐腐蝕、柔韌性好、比表面積大、微生物附著性好的聚乙烯或聚丙烯半軟性填料，尺寸大小根據治理水體需要而定，其兩端固裝的繩狀柔性材料可選用輕質尼龍繩，袋裝柔性材料可選用網眼較小的尼龍網袋。淨水藻可選用水綿藻、細顫藻、水網藻以及柵裂藻，在光照強度270029001x，明暗比12:1214:10，溫度2226。C條件下培養。該水華防治器具的使用步驟是A.將掛有植物抑藻單元和藻菌生物膜淨水單元的主繩跨度懸掛於治理水體上方，根據水域面積及汙染程度確定主繩長度、植物抑藻單元與藻菌生物膜淨水單元數量。主繩兩端固定於岸上，確保牢固。B.在4月底、5月初將植物抑藻單元放入目標水體，確保抑藻袋浸沒於水面，水華藻類為尋求最大光合作用通常聚集在水體表層，故抑藻袋吃水深度不宜過大，水面浸沒即可。抑藻單元內的乾燥植物體可通過釋放化感物質，有效抑制水體中微囊藻的過度增殖，有效預防水華爆發。C.藻菌生物膜淨水單元下部的袋裝柔性連接內可放置適重石塊，確保其在水體中垂直展開，不發生劇烈波動。藻菌生物膜淨水單元吃水深度比植物抑藻單元深O.81.2m，達到對水體的深層淨化作用(圖-l所示)。大型絲狀藻類、細菌可附著在多孔性懸浮填料的表面生長並形成生物膜，成為互利共生的微生態群落，且生物膜老化脫落後可水體中天然菌群分解。D.若目標水體中已存在數量較多的水華藻，可同時配以噴灑菖蒲乾燥體的水提取液加速殺滅微囊藻。菖蒲乾燥體水提取液的製備方法為取30kg乾燥菖蒲植物體，用100L清水浸泡57d後取清液，可通過普通農藥噴灑器具進行噴灑作業。本發明與現有除藻技術相比，具有以下優點1.本發明中植物抑藻單元中的乾燥植物體均為天然植物，來源廣泛，相比於人工合成的化學殺藻劑更安全，成本更低廉，且對人畜和其他水生生物無毒害作用，無二次汙染。此外，綠色高效地利用了一些農產品的廢棄產物，如麥稈，植物殘體等，實現了廢物資源化，可取得較為可觀的經濟效益和社會效益。2.與向目標水體栽種淨水植物、化感抑藻植物或浮床技術相比，該方法在原材料運輸、儲存及施工方面更加簡單易行。3.本發明中藻菌生物膜淨水單元的材料為多孔性高分子輕質懸浮填料，其材質為惰性高分子材料，性質穩定，無汙染，材料來源廣泛，成本低廉，對大型藻類、淨水細菌具有較好的吸附性能，經過預處理後能更快的在汙染水體中形成生物膜。4.本發明中將兩種不同單元組合，發揮各單元的優點，使抑藻袋中植物體有效克制富營養化水體中佔據主導地位的水華藻，間接強化了藻菌生物膜淨水單元上大型藻和淨水細菌競爭能力，促進藻菌生物膜的形成，可對汙染水體進行協同淨化。兩種單元的組合比單一植物抑藻單元或藻菌膜淨水單元能取得更佳的淨水效果。5.本發明使用壽命長(25年)，可重複使用(每35d需更新袋內乾燥植物體)，植物殘渣可回收用於農業堆肥，實現資源循環利用。6.本發明中兩種單元的運輸、組合、施工簡單方便，使用過程無汙染無能耗，且無需看護。7.該懸掛式器具的承載能力、掛膜能力以及抗衝擊能力視待治理汙染水體具體情況而定，可通過適度改變植物抑藻單元數量和藻菌生物膜淨水單元尺寸來達到治理效果與治理成本的最佳平衡。8.該懸掛式水華防治器具製作工藝簡單、能耗低、成本低、性質穩定、施工方便，適宜廣泛推廣。綜上所述，本發明的方法綠色環保，製作簡單，經濟實用，可以有效的預防小型水體內浮遊藻類的過量增殖，改善富營養化水體的水質狀況，提高景觀價值，對於生態環境、經濟和社會的可持續發展具有重要的意義。圖1為一種小型水體水華生態防治的器具(懸掛式)結構示意圖。其中1-主繩；2-植物抑藻單元；3-藻菌生物膜淨水單元圖2為植物抑藻單元結構示意圖。其中1-主繩；4-耐水尼龍繩；5_耐水小網眼麻袋；6_乾燥植物體碎片(如菖蒲、野艾蒿、蘆葦、大麥秸稈)圖3為藻菌生物膜淨水單元結構示意圖。其中1-主繩；4-耐水尼龍繩；7_藻菌生物膜；8-耐水小型尼龍網袋(內裝適重石塊)；9-多孔性高分子輕質懸浮填料具體實施例方式以下結合具體的實施例對本發明的技術方案作進一步說明實施例1:—種適用於小型水體的簡易懸掛式水華生態防治器具，它包括三個部分主繩(1)、植物抑藻單元(2)和藻菌生物膜淨水單元(3)，其中植物抑藻單元(2)由具有抑藻化感活性的乾燥植物體碎片(6)、耐水小網眼麻袋(5)、耐水尼龍繩(4)構成，其中植物乾燥植物體碎片(6)裝於耐水小網眼麻袋(5)之中，耐水小網眼麻袋(5)用耐水尼龍繩(4)封口並繫於主繩(1)上；藻菌生物膜淨水單元(3)由多孔性高分子輕質懸浮填料(9)、藻菌生物膜(7)、耐水尼龍繩(4)、耐水小型尼龍網袋(8)(內裝適重小石塊)組成，其中藻菌生物膜(7)附著在多孔性高分子輕質懸浮填料(9)表面，耐水小型尼龍網袋(8)(內裝適重小石塊)繫於多孔性高分子輕質懸浮填料(9)底部，耐水尼龍繩(4)一端繫於多孔性高分子輕質懸浮填料(9)頂部，另一端繫於主繩(1)上；在實際使用時主繩l兩端固定於岸上，確保牢固。所述的具有化感抑藻能力的植物種類包括菖蒲、野艾蒿、蘆葦、大麥秸稈，不同植物乾燥體含水率為菖蒲、蘆葦(<35%);野艾蒿(<加％);大麥秸稈(<5%);藻菌生物膜淨水單元(3)包括多孔性高分子輕質懸浮填料(9)和藻菌生物膜(7)，藻菌生物膜(7)附著在多孔性高分子輕質懸浮填料(9)表面。植物抑藻單元中的裝袋為耐水耐腐蝕的小網眼麻袋(5)，內裝菖蒲碎片(6)。小網眼麻袋(5)口打孔穿繩(4)(細耐水尼龍繩)，可繫於主繩(1)實現懸掛。多孔性高分子輕質懸浮填料(9)為聚乙烯或聚丙烯半軟性填料。每條主繩(1)上懸掛植物抑藻單元(2)1215隻、藻菌生物膜淨水單元(3)1015隻，其中，每個藻菌生物膜淨水單元(3)中的多孔性高分子輕質懸浮填料(9)長5080cm、寬1030cm、厚0.50.8cm，植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜淨水單元(3)的組合如表_1所示。實施例2:—種小型水體水華生態防治器具的製備方法，具體包括以下步驟A、植物抑藻單元(2)的構建a、原料準備將採集的完整菖蒲植株、野艾蒿、大麥秸稈洗淨後自然風乾58d，使菖蒲含水率低於35%;野艾蒿含水率低於20%;大麥秸稈含水率低於5%，風乾後植物體至於陰涼通風處保存；b、原料裝袋將步驟a所得的乾燥植物體粉碎成碎片(6)(碎片大小以不從麻袋中洩露為宜)，裝入耐水性和耐腐蝕性較好的小網眼麻袋(5)，每袋裝入菖蒲乾燥植物體35kg或野艾蒿乾燥植物體35kg或大麥秸稈35kg，麻袋(5)用細耐水尼龍繩(4)封□;B、藻菌生物膜淨水單元(3)的構建a、材料準備採用多孔性高分子輕質懸浮填料(9)(聚乙烯輕質多孔性懸浮填料，或聚丙烯輕質多孔性懸浮填料)作為藻菌生物膜載體。材料加工將多孔性高分子輕質懸浮填料(9)進行剪裁，並在其一端固裝耐水尼龍繩(4)，另一端固裝耐水小型尼龍網袋(8)(內裝石塊)；b、預處理將大型淨水藻(水綿藻或水網藻)於大型培養箱中採用WC培養基培養(配方見表_2)，再將剪裁好的多孔性高分子輕質懸浮填料置於培養箱內，使其作為載體懸浮於箱內培養液中，培養610天，藻菌生物膜載體(聚乙烯輕質多孔性懸浮填料)上出現氣泡標誌著藻膜(7)在載體單元上形成；C、植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜淨水單元(3)的組合主繩(1)選取強度較高的耐水尼龍繩作為懸掛植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜淨水單元(3)的載體，植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜淨水單元(3)交替排列懸掛於主繩(1)上，以耐水尼龍繩(4)為連接材料，每個植物抑藻單元(2)和藻菌生物膜淨水單元(3)相互間隔0.81.2m。主繩(1)長度依據目標水體大小而定，植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜淨水單元(3)吃水深度依據目標水體深淺而定。其中，可以使用小網眼的尼龍網袋、帶孔編織袋、麻袋作為抑藻乾燥植物體(菖蒲、野艾蒿、麥杆)的載體，袋子大小根據實際需要而定，可在袋口打孔穿入耐水繩索，以便強化抑藻袋與主繩的連接。袋內的植物乾燥體碎片大小以不從袋中洩露為宜，確保與治理水體有最大接觸面積。可使用的抑藻乾燥植物體有菖蒲、艾蒿、蘆葦、大麥秸稈等，其中各種植物乾燥體可任意組合，摻混使用。多孔性高分子輕質懸浮填料採用性質穩定、耐水耐腐蝕、柔韌性好、比表面積大、微生物附著性好的聚乙烯或聚丙烯半軟性填料，尺寸大小根據治理水體需要而定，其兩端固裝的繩狀柔性材料可選用輕質耐水尼龍繩，袋裝柔性材料可選用網眼較小的耐水尼龍網袋。淨水藻可選用水綿藻、細顫藻、水網藻以及柵裂藻，在光照強度270029001x，明暗比12:1214:10，溫度2226。C條件下培養。表1.懸掛式水華防治器具細合方案tableseeoriginaldocumentpage9實施例3:1.前期準備(1)現場調查試驗地點為武漢大學內一人工景觀湖，水域面積約為500m2，平均水深2m，現已受中度富營養化汙染；(2)原料製備植物抑藻單元中的菖蒲採自武漢市城郊一菖蒲種植園；艾蒿採集自郊區荒地；大麥秸稈取自郊區糧食生產基地，植物採集後洗去附著淤泥，置於室外風乾1015d;風乾後粉碎成殘體碎片；裝袋使用粗製小網眼耐水麻袋；與主繩之間的柔性連結採用耐水尼龍繩；懸掛式水華防治器具中的藻菌生物膜淨水單元以聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料為原料；藻菌生物膜淨水單元與主繩之間採用輕質耐水尼龍繩作為連接材料；(3)聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料的處理按表1中尺寸，將聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料進行剪裁，在兩端打孔，一端系上耐水尼龍繩，另一端系上網眼較小的耐水尼龍網袋。2.懸掛式水華防治器具的製作階段(1)按表1中所述定量稱取各種植物碎片，分別裝袋；(2)藻菌生物膜載體單元預處理將水綿藻接種於大型培養箱，使用WC培養基(WC培養基成分如表2所述)，在光照強度為28001x，明暗比14:10，溫度為22t:的條件下進行培養。將剪裁好的聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料置於培養箱內，使其懸浮於箱內培養液中，培養610天，載體上出現氣泡標誌著藻膜在載體單元上形成。(3)部件組裝分別將植物抑藻單元和藻菌生物膜淨水單元上部的耐水尼龍繩的一端繫於主繩上，確保固定，其中植物抑藻單元和藻菌生物膜淨水單元交替排列，兩單元之間間距為0.81.2m;(4)配套菖蒲幹體水提液的製備取30kg菖蒲乾燥植物體，置於IOOL水桶，避光浸泡46d後取清液，灌裝噴灑器具使用。3.放入水體(1)於4月底將6條上述長度為35m的懸掛式器具交錯放入水體，確保植物抑藻單元浸沒於目標水體且處於水體表層，藻菌生物膜淨水單元在水體中垂直鋪展；(2)懸掛式器具使用30天，期間氣溫1526t:，並有2次中等規模降雨。植物抑藻單元和藻菌生物膜淨水單元穩定懸掛於主繩上，抑藻袋無明顯破損及腐蝕；藻菌生物膜淨水單元上水綿藻長勢良好，形成綠色覆膜。在實驗期間，每2d向植物抑藻單元附近水域噴灑菖蒲乾燥體提取液50L，以強化抑藻效果。(3)對試驗前後該人工湖的水質分析顯示，試驗前該水體中葉綠素a濃度為23.66iig*L—、TP質量濃度為0.47mg*L—、NH4+_N質量濃度為1.33mg*L—1;試驗後水體中葉綠素a濃度為17.35iigL-、TP質量濃度為0.35mgL-、NH4+_N質量濃度為0.84mgL-、葉綠素a的抑制率為26.7%;TP和NH4+-N的去除率分別為25.5%和36.8%。結果表明，懸掛式器具對該富營養化水體中浮遊藻類的控制以及對水體淨化取得了較好的效果。實施例4:1.前期準備(1)現場調查試驗地點為武漢市市郊某池塘(水域面積400m2，平均水深2.5m)，池塘受中度富營養化汙染，每年春末、夏季浮遊藻類過量繁殖，水體生態破壞嚴重；(2)原料準備植物抑藻單元中的菖蒲採自武漢市城郊一菖蒲種植園；艾蒿採集自郊區荒地；大麥秸稈取自郊區糧食生產基地；植物採集後洗去附著淤泥，置於室外風乾1015d;風乾後粉碎成殘體碎片；裝袋使用粗製耐水小網眼麻袋；與主繩之間的柔性連結採用耐水尼龍繩；藻菌生物膜淨水單元以聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料為原料；藻菌生物膜淨水單元與主繩之間的連接材料採用輕質耐水尼龍繩；(3)對聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料的處理按表1中尺寸將聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料進行剪裁，在兩端打孔，一端系上耐水尼龍繩，另一端系上網眼較小的耐水尼龍網袋。2.懸掛式水華防治器具的製作階段(1)按表1中所述定量稱取各種植物碎片，分別裝袋；(2)藻菌生物膜淨水單元預處理將水綿藻接種於大型培養箱，使用WC培養基(WC培養基成分如表2所述)，在光照強度為28001x，明暗比14:10，溫度為22t:的條件下進行培養。將剪裁好的聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料置於培養箱內，使其懸浮於箱內培養液中，培養610天，載體上出現氣泡標誌著藻膜在載體單元上形成。(3)部件組裝分別將植物抑藻單元和藻菌生物膜淨水單元上部的耐水尼龍繩繫於主繩上，確保固定，其中植物抑藻單元和藻菌生物膜淨水單元交替排列，兩單元之間間距為0.81.2m;(4)配套菖蒲幹體水提液的製備取30kg菖蒲乾燥植物體，置於IOOL水桶，室溫避光浸泡46d後取清液，灌裝噴灑器具使用。3.放入水體(1)於4月底將8條上述長度為30m的懸掛式器具交錯放入水體，確保植物抑藻單元浸沒於目標水體且處於水體表層，藻菌生物膜淨水單元在水體中垂直鋪展；(2)懸掛式器具使用35天，期間氣溫1427t:，並有3次中等規模降雨。植物抑藻單元和藻菌生物膜淨水單元穩定懸掛於主繩上，抑藻袋無明顯破損及腐蝕；藻菌生物膜淨水單元上水綿藻長勢良好，形成綠色覆膜。在實驗期間，每2d向植物抑藻單元附近水域噴灑菖蒲乾燥體提取液50L，以強化抑藻效果。(3)對試驗前後該池塘的水質分析顯示，試驗前該水體中葉綠素a濃度為27.34iig*L—、TP質量濃度為0.55mg*L—、NH4+_N質量濃度為1.83mg*L—1;試驗後水體中葉綠素a濃度為20.65iigL—、TP質量濃度為0.42mgL—、NH4+_N質量濃度為1.24mgL—、葉綠素a的抑制率為24.5%;TP和NH4+-N的去除率分別為23.6%和32.2%。結果表明，懸掛式器具對該池塘中水華的防控取得了較好的效果，並清除水體中過量的營養鹽。主繩的長短和抑藻袋的大小、數量可以根據景觀和水體需要而定，對發明效果沒有影響。淨水藻種可選用水綿藻、細顫藻、水網藻以及柵裂藻，分別採用WC培養基、HGZ培養基、BBM培養基和SE培養基，本實施例中選用淨水效果好的水綿藻，在WC培養基中培養。權利要求一種小型水體水華生態防治的器具，它包括主繩(1)、植物抑藻單元(2)和藻菌生物膜淨水單元(3)，其特徵在於植物抑藻單元(2)由乾燥植物體碎片(6)、耐水小網眼麻袋(5)、耐水尼龍繩(4)構成，其中乾燥植物體碎片(6)裝於耐水小網眼麻袋(5)之中，耐水小網眼麻袋(5)用耐水尼龍繩(2)封口並繫於主繩(1)上；藻菌生物膜淨水單元(3)由多孔性高分子輕質懸浮填料(9)、藻菌生物膜(7)、耐水尼龍繩(4)、耐水小型尼龍網袋(8)組成，其中藻菌生物膜(7)附著在多孔性高分子輕質懸浮填料(9)表面，耐水尼龍網袋(8)繫於多孔性高分子輕質懸浮填料(9)底部，耐水尼龍繩(4)一端繫於多孔性高分子輕質懸浮填料(9)頂部，另一端繫於主繩(1)上；主繩(1)兩端固定於岸上。2.根據權利要求1所述的一種小型水體水華生態防治的器具，其特徵在於所述的多孔性高分子輕質懸浮填料(9)為聚乙烯或聚丙烯半軟性填料。3.根據權利要求1所述的一種小型水體水華生態防治的器具，其特徵在於所述的主繩(1)上懸掛植物抑藻單元(2)和藻菌生物膜淨水單元(3)1215隻；其中每個藻菌生物膜淨水單元(3)的多孔性高分子輕質懸浮填料(9)長5080cm、寬1030cm、厚0.50.8cm。4.根據權利要求1所述的一種小型水體水華生態防治的器具，其特徵在於所述的乾燥植物體碎片(6)為菖蒲、野艾蒿、蘆葦、大麥秸稈植物碎片。5.根據權利要求1所述的一種小型水體水華生態防治的器具，其特徵在於所述的藻菌生物膜(7)為水綿藻、水網藻覆膜。6.權利要求1所述的一種小型水體水華生態防治器具的製備方法，其步驟是A、植物抑藻單元(2)的構建a、原料準備將從野外採集的完整菖蒲植株洗淨後自然風乾58d，含水率低於35%，至於陰涼通風處保存；b、原料裝袋將步驟a所得的菖蒲乾燥植物體粉碎成碎片(6)，裝入耐水性和耐腐蝕性的麻袋，每袋裝入菖蒲乾燥植物體35kg，麻袋用耐水尼龍繩(4)封口；B、藻菌生物膜淨水單元(3)的構建a、材料準備採用多孔性高分子輕質懸浮填料(9)作為藻菌生物膜載體；b、材料加工將多孔性高分子輕質懸浮填料進行剪裁，並在其一端固裝耐水尼龍繩(4)，另一端固裝耐水小型尼龍網袋(8);C、預處理將大型淨水藻於培養箱中採用培養基培養，再將剪裁的多孔性高分子輕質懸浮填料置於培養箱內，作為載體懸浮於箱內培養液中，培養610天，載體上出現氣泡標誌著藻膜(7)在載體單元上形成；所述的大型淨水藻為水綿藻、水網藻；C、植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜淨水單元(3)的組合主繩(1)選取耐水尼龍繩，用於懸掛植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜淨水單元(3)，植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜淨水單元(3)交替排列懸掛於主繩上，每個植物抑藻單元(2)和藻菌生物膜淨水單元(3)相互間隔0.81.2m，與主繩(1)之間的連接物為耐水尼龍繩(4)。7.根據權利要求1所述的一種水體水華生態防治器具的製備方法，其特徵在於所述的抑藻乾燥植物體碎片(6)包括菖蒲、野艾蒿、蘆葦、大麥秸稈。全文摘要本發明公開了一種水體水華生態防治的器具及製備方法，植物抑藻單元由乾燥植物體碎片、耐水小網眼麻袋、耐水尼龍繩構成，耐水小網眼麻袋用耐水尼龍繩封口並繫於主繩上；藻菌生物膜淨水單元由多孔性高分子輕質懸浮填料、藻菌生物膜、耐水尼龍繩、耐水小型尼龍網袋組成，耐水小型尼龍網袋繫於多孔性高分子輕質懸浮填料底部，耐水尼龍繩一端繫於多孔性高分子輕質懸浮填料頂部，另一端繫於主繩上。a、從野外採集的完整菖蒲植株洗淨後自然風乾；b、將步驟a所得的菖蒲乾燥植物體粉碎成碎片，裝入麻袋；c、採用多孔性高分子輕質懸浮填料；d、將填料進行剪裁；e、預處理；f、植物抑藻單元與藻菌生物膜淨水單元組合。原料易得、成本低、無二次汙染，效果明顯。文檔編號C02F3/32GK101708901SQ200910272668公開日2010年5月19日申請日期2009年11月6日優先權日2009年11月6日發明者侯浩波,周旻,張維昊,胡光濟,董峰申請人:武漢大學