[发明专利]一种沉水植物种植装置和污染底泥的修复方法

说明书

本发明提供的沉水植物种植装置和污染底泥的修复方法，该种沉水植物种植装置底部具有锥形结构，顶部具有中空帽形结构，其内设置有用于放置第一控氮材料的第一容置腔室和用于放置第二控氮材料的第二容置腔室，且第一容置腔室靠近底部一侧，第二容置腔室靠近顶部一侧，所述第一控氮材料的粒径小于等于所述第二控氮材料的粒径。使用该沉水植物种植装置不仅可以解决高有机质疏松淤泥沉水植被定植困难，高氮污染底泥毒性大，沉水植被生长受限等技术难题，而且可显著削减间隙水和上覆水溶解性氮浓度，抑制底泥累积性氮污染物的释放，有效改善水质，可实现退化水生态系统的快速修复。

技术领域

本发明涉及水环境污染控制技术领域，具体涉及一种沉水植物种植装置和污染底泥的修复方法。

背景技术

水体富营养化是普遍存在的生态问题，富营养化是水中氮磷等营养物质的富集而使水质恶化的过程，表现出水生植物生长繁殖能力提高、藻类异常增殖等现象。受湖泊富营养化和草型-藻型转换等影响，水生植被和藻类残体产生的内源负荷在湖内大量富集，导致底泥累积性内源污染较重。对于底泥总氮和有机质高污染水平的浅水湖泊，沉水植被栖息地生境受到严重破坏，尤其是沉积物有机氮可矿化大量铵态氮，导致沉水植被根系受损。残存草根和植物凋落物混杂着底栖生物残体在湖底形成厚重的草渣层，阻断泥-水界面的物质交换、营养循环，破坏水生生物的生境。此外，大量细微的有机颗粒物的存在改变了湖泊水体的理化性质，使水体的粘度提高，透明度较低，增加生态修复的难度。

水生植被是阻止底泥污染释放的有效手段，如何在水质、透明度等尚未有根本好转的情况下利用水生植被对底泥内负荷进行有效截留和净化，是需要研究的重要课题。水生植物占据浅水水体生态系统的关键界面，通过茎叶和根系吸附水体和沉积物间隙水中氮磷营养盐进而影响湖泊水体氮磷循环，为满足根部吸收需要，通过体内发达的通气系统使氧气从茎叶向根部转移，而呼吸消耗剩余的氧气则会释放到水中，在根际区构成有氧环境，同时水生植物根系生长及根系分泌物为好氧微生物大量繁殖提供了有利的栖息环境和营养来源，使氮的硝化反硝化成为影响间隙水中氮磷浓度变化的主要原因。

然而，高有机质疏松淤泥，通常含水率较高，沉水植被着根困难，高氮污染底泥毒性大，沉水植被生长受限，因此高有机质高氮污染底泥沉水植被修复仍是目前难以解决的技术瓶颈。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中高有机质、高氮污染底泥环境中沉水植物生长有限而导致无法自然修复的缺陷，从而提供一种沉水植物种植装置和沉水植物的修复方法。

本发明提供了一种沉水植物种植装置其底部具有锥形结构，顶部具有中空帽形结构，其内设置有用于放置第一控氮材料的第一容置腔室和用于放置第二控氮材料和沉水植物的第二容置腔室，且第一容置腔室靠近底部一侧，第二容置腔室靠近顶部一侧，，所述第一控氮材料的粒径小于等于所述第二控氮材料的粒径。

进一步地，第一控氮材料和第二控氮材料可以独立地选自申请号为CN201510770507.X或CN201510771749.0公开的控氮材料。

进一步地，所述沉水植物种植装置包括第一锥形体和设置于所述第一锥形体顶部的第二锥形体，第一容置腔室位于所述第一锥形体内；还包括：第二锥形体，位于第一锥形体的顶部，第二容置腔室位于第二锥形体内，所述第二锥形体的顶端向远离第一锥形体的方向延伸设置有中空帽形结构的第二罩体。

进一步地，所述沉水植物种植装置包括第一锥形体和设置于所述第一锥形体顶部的第二锥形体，第一容置腔室位于所述第一锥形体内；还包括：具有中空帽形结构的第一罩体，所述第一锥形体的顶端设置有隔离板，所述第一罩体的内侧壁与第一锥形体的顶端抵接且第一罩体与隔离板之间形成第二容置腔室。

进一步地，所述沉水植物种植装置的第一锥形体、第二锥形体、第二罩体的侧壁上均设置有若干网孔。或者，所述沉水植物种植装置的的第一锥形体、第一罩体的侧壁上以及隔离板上均设置有若干网孔。

进一步地，网孔的孔径为0.1-0.5mm。