水生植物—微生物系统净化水质效应研究

论文摘要

目前,我国湖泊水体的环境现状令人堪忧。许多大型湖泊,如太湖杭州西湖等,都已经处于富营养或重富营养状态。因此如何治理富营养化的水体,减少其中的营养物质的含量,恢复水体的综合功能,己成为当前全球性的环境问题的研究热点。目前已有许多研究表明有些水生植物和微生物去除水体的氮磷能力是很强的,因此本实验研究了不同水生植物-微生物系统对水质的净化效应。实验分为三个主体部分,即室内实验、渤公岛及绍兴汤浦水库生物浮岛监测,研究内容如下:（1）室内实验以浮叶植物荇菜为试材,设计总磷（TP）和总氮（TN）两个浓度梯度,每个梯度各设5个浓度,研究水体氮磷营养物质浓度和细菌数量的变化。浮游细菌和根际细菌总数的变化以及它们与TN、TP去除率之间的相关性分析表明,无论在总磷或总氮浓度梯度中,浮游细菌、根际细菌总数的增量基本都与TN去除率呈正相关性,而与TP去除率的相关性不大明显,浮游细菌的总数是在第7天达到最大值。在荇菜-微生物系统去除氮、磷过程中,对氮的去除以细菌为主,包括浮游细菌和根际细菌;对磷的去除则以植物吸收为主,根际磷细菌也起了一定的作用。因此,在一些富营养化水体,尤其是氮浓度较高的富营养化水体,荇菜是一种较好的水体净化植物。（2）生态浮岛所种植三种水生植物美人蕉、菖蒲、再力花对微生物的生长都具有一定的促进作用;而且浮岛内部水质好于外部,说明挺水植物-微生物系统对水质去除有一定的效果。水生植物菖蒲、美人蕉、再力花的根区微生物数量浮动变化较大,但是,在三种挺水植物之中,菖蒲的根区微生物数量较为稳定,而且数量基本上是三者之中较多的,所以本文作者认为菖蒲是水质净化效果较好的高等水生植物。浮岛内外浮游微生物数量和营养盐指标明显受温度的影响,呈正相关关系,说明温度是浮岛水质各指标的控制因子。（3）渤公岛监测实验分析得出:总磷（TP）是细菌生长的控制因子。水生植物荇菜有较好的去除氮、磷营养盐能力,能促进细菌的生长。而且荇菜适应能力极强,也极易管理,所以荇菜在一些富营养化较高的河段和浅水湖泊里可以适当种植。菹草为多年生沉水植物,在大面积生长时对水域中氮、磷营养盐的吸收效果比较好,是冬季至初夏期间净化水质的主要水生植物。着生藻在生长时同样可以大量吸收氮、磷等营养盐。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 当前我国湖泊存在的主要问题
• 1.1.2 我国湖泊富营养化现状
• 1.1.3 湖泊富营养化的形成机理
• 1.1.4 湖泊富营养化的控制因子
• 1.2 水体富营养化控制措施
• 1.2.1 使用物理方法治理富营养化水体
• 1.2.2 使用化学方法治理富营养化水体
• 1.2.3 利用生物－生态的方法治理富营养化
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外的研究现状
• 1.3.2 国内的研究现状
• 1.4 立题依据及主要研究内容
• 1.4.1 立题依据
• 1.4.2 主要研究内容
• 第二章 浮叶植物荇菜－微生物系统去除氮磷能力研究
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验时间、地点
• 2.2.3 实验方法
• 2.2.4 药品与试剂
• 2.2.5 仪器和设备
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 浮游细菌变化规律分析
• 2.3.2 浮游细菌增加量与氮磷去除率比较分析
• 2.3.3 浮游细菌增加量与氮磷去除率相关性分析
• 2.3.4 根际细菌变化与氮磷去除率的比较
• 2.3.5 根际细菌增加量与氮磷去除率相关性分析
• 2.4 结论
• 第三章 挺水植物－微生物系统去除水体氮磷能力研究
• 3.1 浮岛工程
• 3.1.1 生物浮床技术的应用简况
• 3.1.2 工程主要研究内容
• 3.1.3 工程技术方案
• 3.2 采样点布置及监测安排
• 3.2.1 采样点布置
• 3.2.2 监测频率
• 3.2.3 样品保存
• 3.3 实验结果分析
• 3.3.1 浮岛内外微生物变化规律研究
• 3.3.2 浮岛水质变化规律研究
• 3.3.3 浮岛水质指标达标情况
• 3.3.4 水质指标相关性研究
• 3.3.5 浮岛内部水质指标聚类
• 3.4 结论
• 第四章 渤公岛水生植物－微生物系统净化水质效应研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 采样点布局
• 4.2.2 监测方法及时间
• 4.2.3 统计分析
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 水质动态变化规律
• 4.3.2 水质指标数值正态概率分析
• 4.3.3 各点的植物盖度统计
• 4.3.4 渤公岛水质指标聚类分析
• 4.3.5 细菌总数空间分布聚类分析
• 4.4 结论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.1.1 室内实验
• 5.1.2 野外实验——汤浦生态浮岛实验
• 5.1.3 野外实验——渤公岛实验
• 5.1.4 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1：作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录2