浮萍对富营养化水体中N、P净化能力初探

论文摘要

随着农村经济和城镇现代工业化的快速发展,农业生产中化肥的流失、农村和城镇生活污水和畜禽养殖产生的氮、磷有机污水的排放,对水体环境的污染危害越来越严重。在部分地区,来自畜禽养殖和农村生活的氮、磷污水已成为最主要和最严重的环境污染源,其对水体环境的污染负荷甚至远超过当地工业企业的污染负荷总和。农村污水地域广面积大,需要一种投资少、运费低、操作管理简便、适合农村特点、容易推广的就地净化技术。利用水生植物净化氮、磷污水,是一种最为经济有效和容易推广的处理技术,一直受世界各国的高度重视。近年来,小型水生植物浮萍因其具有吸收氮、磷能力强、营养价值高和易回收利用等优点而受到广泛关注,国内外学者已相继在筛选适合氮、磷污水净化的浮萍品种,利用浮萍处理氮、磷污水等方面开展了大量的研究工作。本文采用长江流域两种优势浮萍——稀脉浮萍和少根紫萍,在模拟自然光照和温度的条件下,研究了其在不同投放密度和温度下,对水体中氮、磷的去除效果；就浮萍对水体中磷的吸收能力进行了试验研究；模拟不同品种浮萍混养体系,从而研究营养物质含量的变化；最后,对浮萍进行不同周期和不同比例的打捞处理,从而探讨浮萍对水体负效应及其经济效益,为进一步大规模应用浮萍净化自然水体提供理论依据。主要研究结果如下：1、浮萍对水体中总氮、总磷去除率随投放密度而增加。两种浮萍对水体中总磷的去除效果明显高于总氮,且在低温环境下稀脉浮萍对水体中氮、磷的去除高于少根紫萍。2、最适宜利用浮萍净化水体的环境温度为25℃。在25℃和35℃时少根紫萍对水体净化更具有优势,且能在25℃时获得最大生长量。低温下,稀脉浮萍的净化效果较好,而高温时应选用少根紫萍进行水体修复。3、不同比例的稀脉浮萍和少根紫萍的混养体系,对总氮、总磷去除效果有所不同。稀脉浮萍与少根紫萍1:2的处理对总氮去除效果最佳,单养稀脉浮萍总磷去除效果最好,而稀脉浮萍与少根紫萍1:2混养时COD去除效果最优。稀脉浮萍在培养初期对水体中氮、磷的去除效果明显,随时间的增加趋于稳定。少根紫萍则与之相反。4、打捞可提高浮萍净化水体的能力。浮萍对水体中氮的去除主要发生在试验初期的3-6天内,9天后逐渐稳定。水体中磷的去除主要是发生在第6-9天,且浮萍对磷的净化效果优于氮,但整体变化趋势基本相同。将打捞周期设为’6天较为合理。5、不同打捞量处理水体中氮、磷浓度在第9天趋于相等,浮萍对氮、磷的去除效率与浮萍生物量呈非线性关系。浮萍打捞不会影响对水体的净化作用,确定合理打捞量要综合考虑水体中营养物质浓度、打捞周期等因素。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 我国水体富营养化现状分析
• 1.1.1 我国水体富营养化现状
• 1.1.2 水体富营养化的原因
• 1.1.2.1 自然原因
• 1.1.2.2 人为影响
• 1.1.3 水体富营养化的不良影响
• 1.1.3.1 影响水生生态环境与水体水质
• 1.1.3.2 影响水资源利用
• 1.1.3.3 影响渔业生产
• 1.1.4 水体富营养化的防治措施
• 1.1.4.1 控制外源污染物
• 1.1.4.2 控制内源污染物
• 1.1.4.3 直接除藻
• 1.2 富营养化水体的生态修复
• 1.2.1 水生植物修复
• 1.2.1.1 沉水植物
• 1.2.1.2 挺水植物
• 1.2.1.3 浮叶植物
• 1.2.1.4 漂浮植物
• 1.2.2 微生物修复
• 1.3 浮萍对水体净化的研究进展
• 1.3.1 利用浮萍净化水体的优势
• 1.3.1.1 浮萍的生长优势
• 1.3.1.2 浮萍对有机物、N、P具有较高去除率
• 1.3.1.3 浮萍对重金属的吸收
• 1.3.1.4 浮萍对藻类的抑制作用
• 1.3.1.5 浮萍资源化利用
• 1.3.2 浮萍吸收N、P的动力学特性
• 1.3.2.1 浮萍对水体中N的吸收动力学特性
• 1.3.2.2 浮萍对水体中P的吸收动力学特性
• 1.3.3 浮萍生长及对N、P吸收的影响因素
• 1.3.3.1 温度
• 1.3.3.2 pH
• 1.3.3.3 N素构成
• 1.3.3.4 浮萍生长密度
• 1.3.3.5 表面活性剂
• 1.3.3.6 重金属含量
• 1.4 本研究的目的和主要研究内容
• 2 不同条件下浮萍对水体中N、P的去除效果
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验设计
• 2.1.2.1 不同投放密度
• 2.1.2.2 不同温度
• 2.1.3 测定项目与方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同投放密度下浮萍对水体中N、P的去除效果
• 2.2.1.1 不同投放密度的浮萍对水体TN的去除效果
• 2.2.1.2 不同投放密度的浮萍对水体TP的去除效果
• 2.2.1.3 不同投放密度下浮萍生长差异
• 2.2.2 不同温度下浮萍对水体中N、P的去除效果
• 2.2.2.1 不同温度下浮萍对水体中TN的去除效果
• 2.2.2.2 不同温度下浮萍对水体中TP的去除效果
• 2.2.2.3 不同温度下浮萍生长差异
• 2.3 讨论与小结
• 3 不同品种的浮萍混养体系中N、P及COD的去除效果
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验设计
• 3.1.3 测定项目及方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 浮萍对水体中TN的去除率
• 3.2.2 浮萍对水体中TP的去除率
• 3.2.3 浮萍对水体中COD的去除
• 3.3 讨论与小结
• 4 浮萍的打捞对水体中N、P净化的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验设计
• 4.1.2.1 不同打捞周期对水体净化的影响
• 4.1.2.2 不同打捞量对水体净化的影响
• 4.1.3 测定项目与方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 不同打捞周期时水体的净化效果
• 4.2.1.1 不同打捞周期水体中TN去除效果
• 4.2.1.2 不同打捞周期水体中TP去除效果
• 4.2.1.3 不同打捞周期水体中COD去除效果
• 4.2.2 不同打捞量时水体中N、P的去除率
• 4.2.2.1 不同打捞量对浮萍净化的污水中TN浓度变化的影响
• 4.2.2.2 不同打捞量对浮萍净化的污水中TP变化的影响
• 4.2.2.3 浮萍体内N含量的变化
• 4.2.2.4 浮萍体内P含量的变化
• 4.3 讨论与小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文