【题目】某地一条河流常年被生活废水污染。生活废水的水质、水量不均, 有机物、N、P含量高。为因地制宜探索治理河水污染的生态方法,研究人员将污染河水引入一个面积为 33m×20m 的人工实验湿地(见下图)。
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在该人工实验湿地中引入满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物,并暂时封闭出水口。一段时间后检测进水口和出水口的水质,结果见下表
参数 | 入口处半均值 | 出口处平均值 | 国家排放标准 |
总氮(mg /L) | 25 | 9 | 15 |
总磷(mg /L) | 2.4 | 0.8 | 1.0 |
*BOD (mg/ L) | 60 | 8 | 20 |
炎便类大肠杆菌(细菌数目100mL) | 1.0X 107 | 1.9X 105 | 100一500 |
*BOD表示污水中生物体在代谢中分解有机物消耗的氧气量,可间接反映出水质中有机物含量
请回答问题:
(1)组成该人工实验湿地的主要生物类群包括______________ ,其中所有芦苇构成一个种群。从生态系统营养结构分析, 该人工实验湿地中引入满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物属于 _________。
(2)据表分析,流经人工实验湿地后,污水中氮、磷总量均呈现________趋势。引起这种变化主要原因与研究人员__________________的措施有关。
(3)污水流经人工实验湿地后,BOD值的变化表明水体中______________________。
(4)为减少水体中 N、P含量过高给水生生态系统带来的不良影响,环保工作者选择其中 3种植物分别置于试验池中,90天后测定它们吸收 N、P的量,结果见下表。
植物种类 | 单位水体面积N吸收量(g/m2 ) | 单位水体面积P吸收量(g/m2) |
浮水植物a | 22.30 | 1.70 |
浮水植物b | 8.51 | 0.72 |
沉水植物c | 14.61 | 2.22 |
结合上表数据,投放___________两种植物可以达到降低该湿地中N、P的最佳效果。
(5)为保持该湿地现有的净化能力并使水质进一步达到国家排放标准,请提出还能完善 该治理方案的措施____________________________________________________。
【答案】生产者、消费者、分解者 生产者 下降 引种多种水生植物 有机物被微生物分解消耗了大量的氧气 浮水植物a、沉水植物c ①适量投放可取食或破坏大肠杆菌的生物到湿地水体中
②可增加出水口前的缓流区面积、降低流速、增加水生植物密度
【解析】
生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者和非生物物质和能量,生产者可以吸收无机盐,由图可知,水生植物可以净化水质,大大减少N、P等无机盐的含量。
(1)生态系统的组成包括非生物部分和生物部分,人工湿地生态系统的主要生物类群包括生产者、消费者、分解者。其中所有芦苇是同种生物个体的总和,构成一个种群。由图可知,满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物能通过光合作用合成有机物,将光能转变为化学能,属于生产者。
(2)封闭出水口一段时间后再测出水口的水质,可以反应植物的净化效果。由第一个表格可以看出,除了大肠杆菌数目外,N、P、有机物的含量都在下降,说明植物能吸收水中的N、P等无机盐,净化水质。引起这种变化主要原因与研究人员引种多种水生植物的措施有关。
(3)BOD值表示污水中生物体在代谢中分解有机物消耗的氧气量,该值越高,表明有机物的含量越高,污染越严重。污水流经人工实验湿地后BOD值下降,表明水体中的有机物被微生物分解消耗了大量的氧气。
(4)由第二个表格可以看出,三种水生植物相比,浮水植物a吸收N的能力最强,沉水植物c吸收P的能力最强,所以投放a、c两种植物可以达到降低该湿地中N、P的最佳效果。
(5)虽然引入水生植物后总氮、总磷、有机物的值都在下降,但是大肠杆菌的数目却在上升,因此需要控制大肠杆菌的数目。为保持该湿地现有的净化能力并使水质进一步达到国家排放标准,可以采取①适量投放可取食或破坏大肠杆菌的生物,如草履虫、噬菌体等到湿地水体中;②可增加出水口前的缓流区面积、降低流速、增加水生植物密度等。