薏苡对富营养化水体中氮磷的吸收去除效应及其影响因子研究

论文摘要

水体富营养化是当今世界面临的一个重要问题,而造成水体富营养化的主要原因就是水中的氮磷含量过高。许多研究已经表明利用一些大型植物富集氮、磷是治理、调节和抑制湖泊富营养化的有效途径之一。本论文研究了一种粮药兼用植物——薏苡对富营养化水体中氮磷吸收去除效果及其环境影响因子,为实际应用薏苡处理富营养化水体提供科学依据。取得的主要结果如下:1.薏苡对氮磷的吸收动力学特征与水稻存在显著差异。薏苡吸收铵态氮、硝态氮和磷的最大吸收速率分别为0.0298、0.0302、0.0.0043mmol·g-1FW·hr-1,米氏常数分别为0.2080、0.6599、0.0308mmol·L-1;而水稻吸收铵态氮、硝态氮和磷的最大吸收速率分别为0.0266、0.0270、0.0023 mmol·g-1FW·hr-1,米氏常数分别为0.3391、0.6051、0.0515 mmol·L-1,说明薏苡比水稻更能广泛适应在不同浓度氨氮、磷和较高浓度硝态氮的水体环境。2.利用室内模拟和野外大田试验研究了薏苡对富营养化水的净化效果。结果发现,在室内模拟条件下,经过30天的处理,薏苡对于水体中总氮的去除率能够达到84.59%,氨氮可以达到89.46%,硝态氮达到82.66%,对总磷、可溶性磷的去除率分别为66.36%和51.09%,CODMn的去除率为37.54%,pH也由8.25降到了7.51;大田试验结果表明,薏苡对二级污水中氮磷和CODCr的去除都有很好的效果。3.采用模拟试验研究了pH、温度和溶解氧对薏苡去除人工模拟富营养化水中氮磷的影响。一组试验在保持不同温度下即10℃、20℃、30℃进行;一组试验每两天调节一次水体pH,使其分别保持在4、5、6、7、8、9;第三组试验分别采用充气和不充气,以控制水中的溶解氧。结果发现,经过24天的处理,温度为30℃时对总氮的去除率达到了67.06%,氨氮的去除率达到68.74%,硝态氮达到了65.66%,总磷也达到了57.52%,都远远大于在10℃和20℃条件下对氮磷的去除率。在pH4和pH5条件下对总氮的去除率可达到77.75%和78.30%,总磷的去除率达到70.02%和73.52%,高于其他的pH条件。溶解氧对薏苡去除水体中氮磷的效果的影响小于温度和pH,但是充气条件下薏苡对水体中氮磷的去除率仍要比不充气的高。这些结果表明,较低pH、较高温度有和增加溶解氧浓度有利于薏苡对水体氮磷的去除,该植物可作为夏秋季富营养化水体修复的候选植物。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• Abstract
• 第一篇 文献综述
• 第一章 水体富营养化及其修复技术
• 1.1 水体富营养化概述
• 1.2 水体富营养化的危害
• 1.2.1 恶化水源水质
• 1.2.2 影响水体的生态环境
• 1.2.3 影响渔业和水产养殖
• 1.2.4 影响景观效应
• 1.3 导致湖泊富营养化的污染源
• 1.4 水体富营养化的预防措施
• 1.4.1 控制排入水中的营养盐的量
• 1.4.2 维持水体生态系统的完整性和稳定性
• 1.5 富营养化的治理方法
• 1.5.1 物理方法
• 1.5.1.1 底泥疏浚
• 1.5.1.2 引水冲洗
• 1.5.2 化学方法
• 1.5.3 生物方法
• 1.5.3.1 水生动物控制
• 1.5.3.2 微生物修复
• 1.5.3.3 植物修复
• 第二章 植物修复的原理与技术
• 2.1 植物修复的作用机制
• 2.1.1 植物对氮磷的直接吸收
• 2.1.2 促进反硝化作用
• 2.1.3 植物与微生物的联合作用
• 2.1.4 根系的吸附和促进沉降
• 2.2 修复植物的选择
• 2.3 影响植物修复的因素
• 2.3.1 植物的种类
• 2.3.2 温度
• 2.3.3 水体自身的性质
• 2.4 植物修复技术
• 2.4.1 人工浮床技术
• 2.4.2 人工湿地
• 2.5 薏苡的特点以及在富营养化修复中的优势
• 2.5.1 薏苡概述
• 2.5.2 薏苡的应用价值
• 2.5.2.1 薏苡的药用价值
• 2.5.2.2 薏苡的食用价值
• 2.5.2.3 其它利用价值
• 2.5.3 薏苡适于处理富营养化水的优点
• 2.5.3.1 薏苡本身是一种湿生植物
• 2.5.3.2 薏苡的形态特征
• 2.5.3.3 薏苡的生长特点
• 2.6 本文的研究目的及意义
• 第二篇 试验研究
• 第三章 薏苡对氮磷的吸收动力学特征研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验材料的准备
• 3.2.2 试验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 薏苡吸收铵态氮的动力学特征
• 3.3.2 薏苡吸收硝态氮的动力学特征
• 3.3.3 薏苡吸收磷的动力学特征
• 3.4 结论
• 第四章 薏苡对不同富营养化水体净化效果的研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验设计
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 室内试验结果
• 4.3.1.1 薏苡对不同形态的氮的去除效果
• 4.3.1.2 薏苡对不同形态磷的去除效果
• Mn,pH以及叶绿素a的处理效果'>4.3.1.3 薏苡对水中COD_Mn,pH以及叶绿素a的处理效果
• 4.3.2 大田试验结果
• 4.3.2.1 薏苡区对不同形态的氮的去除效果研究
• 4.3.2.2 薏苡区对不同形态的磷的去除效果
• Cr和pH的处理效果'>4.3.2.3 薏苡区对COD_Cr和pH的处理效果
• 4.4 结论
• 第五章 不同环境因子对薏苡去除富营养化水体中氮磷效果的影响研究
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 试验方法:
• 5.2.3 测定项目:
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 温度对薏苡去除水体中氮磷的影响
• 5.3.1.1 温度对薏苡生长状况的影响
• 5.3.1.2 温度对薏苡去除水体中氮素的影响
• 5.3.1.3 温度对薏苡去除水体中总磷的影响
• 5.3.2 pH对薏苡去除水体中氮磷的影响
• 5.3.2.1 pH对薏苡生长状况的影响
• 5.3.2.2 pH对薏苡去除富营养化水体中氮素的影响
• 5.3.2.3 pH对薏苡去除水体中总磷的影响
• 5.3.3 溶解氧对薏苡去除富营养化水体中氮磷的影响
• 5.3.3.1 溶解氧对薏苡生长状况的影响
• 5.3.3.2 溶解氧对薏苡去除水体中氮素的影响
• 5.3.3.3 溶解氧对薏苡去除富营养化水体中磷的影响
• 5.4 结论
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献