魯南采礦塌陷地養(yǎng)殖水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及水體凈化效果研究.pdf

1、中國(guó)的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)規(guī)模在世界上是最大的，其中煤炭的來(lái)源大約4％是露天開(kāi)采，96％是井下開(kāi)采。井下開(kāi)采經(jīng)常形成采空區(qū)，易造成地面塌陷，目前因開(kāi)采煤礦造成的土地破壞面積已經(jīng)超過(guò)400萬(wàn)公頃，并且仍以每年3.3萬(wàn)～4.7萬(wàn)公頃的速度增加。采煤塌陷區(qū)正是由于煤炭常年大規(guī)模的開(kāi)采，再加上地下水位較高，導(dǎo)致地面移動(dòng)、土地下沉、盆地積水、淹沒(méi)耕地，形成塌陷積水區(qū)域。采煤礦井水、地下水及大氣降水在作為塌陷塘水體主要水源的同時(shí)，亦攜帶周邊污染物，給塌陷

2、地池塘輸入了大量的鈣、鎂、鉀等離子和有機(jī)物及氮、磷等，一定程度上改變著塌陷地池塘的理化環(huán)境，同時(shí)亦使塌陷池塘表現(xiàn)出采煤礦區(qū)獨(dú)具的環(huán)境特征。
　　養(yǎng)殖池塘是一個(gè)人工圈養(yǎng)的體系，其生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)有很大差異，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是養(yǎng)殖的水生動(dòng)物在系統(tǒng)生物群落中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。而這一優(yōu)勢(shì)是在人工扶持下形成的。其次，高密度、集約化的養(yǎng)殖模式，造成大量的殘餌、排泄物、動(dòng)植物尸體等沉積在池塘底部。形成惡性積累；加之大量的人工飼料、消毒劑、抗生素、殺蟲(chóng)

3、劑、重金屬等投入養(yǎng)殖系統(tǒng)。使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了一系列變化，導(dǎo)致了系統(tǒng)的低生態(tài)緩沖能力和脆弱性。其龐大的養(yǎng)殖水生動(dòng)物生物量造成系統(tǒng)生態(tài)金字塔畸形，系統(tǒng)生物多樣性指數(shù)下降。
　　本文選取了山東省塌陷比較嚴(yán)重的濟(jì)寧鄒城市和魚(yú)臺(tái)縣兩個(gè)塌陷區(qū)域，對(duì)其塌陷水域的養(yǎng)殖池塘和大水面進(jìn)行水質(zhì)調(diào)查，判斷該水體所處的水質(zhì)狀況及富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程；利用目前比較經(jīng)濟(jì)高效的生物浮床修復(fù)模式對(duì)鄒城市漁業(yè)局養(yǎng)殖基地的養(yǎng)殖池塘進(jìn)行竹葉草凈化效果研究，在魚(yú)臺(tái)縣浩洋生態(tài)

4、科技有限公司養(yǎng)殖基地的塌陷地改造的養(yǎng)殖池塘進(jìn)行鳳眼蓮（Eichhornia crassipes）、大薸（Pistia stratiotes）和水花生（Alternanthera philoxeroides）的凈化效果實(shí)驗(yàn)，為塌陷區(qū)生態(tài)養(yǎng)殖，高效節(jié)水提供科學(xué)的依據(jù)。
　　2012年5月到2012年10月，對(duì)濟(jì)寧鄒城市西固大水面以及周圍的大池塘和鄒城養(yǎng)殖基地進(jìn)行了水質(zhì)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括總氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、硝態(tài)氮（NO

5、3--N）、亞硝態(tài)氮（NO2--N）、總磷（TP）、pH值、溶解氧（DO）、化學(xué)耗氧量（COD）、透明度（SD）、葉綠素a（Chl-a）、溫度、氯化物、堿度、硬度、硫酸鹽（SO42+）、以及一些常見(jiàn)的重金屬離子如銅、鎘、鋅和鉛等。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析研究并對(duì)其富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，在2012年5月到2012年10月在鄒城養(yǎng)殖基地進(jìn)行竹葉草浮床凈化研究，在2013年5月到2013年10月在魚(yú)臺(tái)縣養(yǎng)殖池塘進(jìn)行水葫蘆、大薸和水花生的凈化

6、實(shí)驗(yàn)，凈化的項(xiàng)目包括TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、TP、pH值、DO、COD等，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析不同覆蓋面積的浮床以及不同的水草的凈化效果。結(jié)果如下：
　　(1)鄒城塌陷水域的水質(zhì)整體已經(jīng)處于Ⅲ類水的標(biāo)準(zhǔn)以下，TN、TP和COD甚至達(dá)到了Ⅴ類水的標(biāo)準(zhǔn)。營(yíng)養(yǎng)鹽的含量變化很有規(guī)律，均隨著養(yǎng)殖時(shí)間逐步上漲，而且大水面的各項(xiàng)指標(biāo)均小于另外兩個(gè)養(yǎng)殖區(qū)域。
　　(2)富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)的分析結(jié)果表明鄒城市西固大水面、大池塘

7、和鄒城養(yǎng)殖基地3個(gè)研究水域的水質(zhì)均達(dá)到輕度富營(yíng)養(yǎng)化以上的水平，大池塘和養(yǎng)殖基地池塘的富營(yíng)養(yǎng)化水平更高，達(dá)到中度富營(yíng)養(yǎng)化。
　　(3)放置了竹葉草浮床的池塘中TN和TP含量顯著低于未放置竹葉草的對(duì)照組池塘，且浮床覆蓋率越大，對(duì)水體中TN、TP、NH4+-N、NO2--N、COD凈化效果越好。在本次實(shí)驗(yàn)設(shè)定的條件下，30%覆蓋面積的竹葉草凈化效果比20%覆蓋面積和10%覆蓋面積的竹葉草凈化效果都好。
　　(4)不同水草凈化實(shí)驗(yàn)中

8、，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中的TN和TP都呈現(xiàn)下降或不變的趨勢(shì)，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)選取的三種水草對(duì)養(yǎng)殖水域有凈化作用。其中，30%覆蓋面積的大薸實(shí)驗(yàn)組的TN和TP明顯低于10%覆蓋面積和20%覆蓋面積的實(shí)驗(yàn)組，NH4+-N、NO3--N、NO2--N也呈現(xiàn)類似的趨勢(shì)，說(shuō)明在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的條件下，30%覆蓋面積的大薸的凈化作用較好。
　　10%覆蓋面積的鳳眼蓮實(shí)驗(yàn)組的TN和TP最高，但20%覆蓋面積的實(shí)驗(yàn)組的TN和TP最低，NH4+-N、NO3--N、NO2-