人工湿地基质酶及其活性与净化养殖废水效果相关性研究

论文摘要

池塘养殖作为我国水产养殖中最主要养殖形式,其养殖产量占到我国淡水养殖产量的70%以上（据2005中国渔业年鉴）。在养殖过程中,池塘水质容易恶化、病害容易发生,养殖产品质量降低以及养殖废水任意排放,严重影响到水产养殖业的可持续发展。人工湿地是20世纪70年代兴起的污水处理生态工程,由于其具有建造、运行和日常管理费用低廉,处理效果稳定,适用面广等特点,发展到现在越来越受到人们重视。本文在应用人工湿地净化池塘养殖废水的基础上,重点探讨了湿地基质酶及其活性与净化养殖废水效果相关关系,主要研究结果如下:1.对系统中人工湿地净化功能进行了研究。结果表明:（1）综合4-10月,在水力负荷为600mm/day运行条件下,人工湿地对TSS、COD的去除率均值为85.8%、62.1%,出水浓度均值为9.0 mg/L、4.7 mg/L:对NH4+-N、NO2--N、NO3--N和TN的去除率分别为39.6%、69.0%、22.0%和40.1%,出水浓度均值分别为0.38 mg/L、0.013 mg/L、0.061mg/L和1.52mg/L:对TP的去除率均值为53.2%,出水浓度为0.22mg/L,上述出水水质指标均满足《渔业水质标准》要求。植物收割对TSS指标去除效果影响较小;通风强化增氧能显著提高湿地NH4+-N、NO2--N和COD的去除能力,改善出水水质,是提高湿地净化养殖废水能力的有效措施。2.对湿地基质酶及其活性进行了研究。结果表明:4-10月份,磷酸酶、脲酶、蛋白酶、脱氢酶、纤维素酶活性的变化分别为9.2-14.3 mg/100g、0.98-2.06mg/100g、29.9-56.1mg/100g、142.1-280.4uL/100g、8.5-15.4mg/100g;植物收割对蛋白酶、脱氢酶、磷酸酶和脲酶活性有一定程度影响,但对纤维素酶活性影响不大;通风强化可显著增加磷酸酶、脲酶、纤维素酶、脱氢酶活性,但对蛋白酶活性影响不大;基质酶活性均表现为中上层较高,下层较低;植物根区酶活性显著高于非根区（P＜0.05）,而且不同植物根部基质酶活性存在差异。3.人工湿地基质酶及其活性与净化养殖废水效果相关关系研究表明:磷酸酶与TP的去除率呈极显著正相关;脲酶活性分别与TN和NO2--N去除率呈极显著正相关和显著正相关;脱氢酶活性分别与COD和TP去除率呈极显著正相关和显著正相关。因此,酶活性在一定条件下可以作为判断人工湿地养殖废水处理效能的指标。

论文目录

• 缩略表
• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述及课题提出
• 1.1 人工湿地及分类
• 1.1.1 人工湿地概念
• 1.1.2 人工湿地类型
• 1.2 人工湿地组成
• 1.2.1 人工湿地植物
• 1.2.2 人工湿地基质
• 1.2.3 人工湿地微生物和基质酶
• 1.2.3.1 湿地微生物
• 1.2.3.2 人工湿地基质酶及其活性
• 1.3 人工湿地在水产养殖中的应用
• 1.4 课题提出
• 第二章 人工湿地净化池塘养殖废水的效果
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.1.1 系统组成和布局
• 2.1.1.2 人工湿地设计与构建
• 2.1.1.3 水样采集
• 2.1.1.4 实验仪器与实验药品
• 2.1.2 方法
• 2.1.3 数据分析
• 2.2 结果
• 2.2.1 人工湿地系统进出水常规理化参数的变化
• 2.2.2 人工湿地对氮的净化效果
• 2.2.3 人工湿地对磷的净化效果
• 2.2.4 人工湿地对悬浮物和化学耗氧量的净化效果
• 2.2.5 人工湿地不同截面主要水质参数变化
• 2.3 讨论
• 2.4 小结
• 第三章 人工湿地基质酶及其活性
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.1.1 人工湿地构建
• 3.1.1.2 基质样本采集
• 3.1.1.3 实验仪器与实验药品
• 3.1.2 方法
• 3.1.2.1 磷酸酶测定
• 3.1.2.2 脲酶测定
• 3.1.2.3 脱氢酶测定
• 3.1.2.4 纤维素酶测定
• 3.1.2.5 蛋白酶测定
• 3.1.3 数据分析
• 3.2 结果
• 3.2.1 人工湿地基质酶及其活性的动态变化
• 3.2.2 人工湿地基质酶不同层次活性变化
• 3.2.3 湿地三种植物根区与非根区酶活性比较
• 3.2.3.1 植物根区与非根区磷酸酶的活性
• 3.2.3.2 植物根区与非根区脉酶的活性
• 3.2.3.3 植物根区与非根区蛋白酶的活性
• 3.2.3.4 植物根区与非根区脱氢酶的活性
• 3.2.3.5 植物根区与非根区纤维素酶的活性
• 3.3 讨论
• 3.3.1 人工湿地基质酶活性变化
• 3.3.2 人工湿地不同层次基质酶活性
• 3.3.3 湿地植物基质酶活性及根区与非根区酶活性
• 第四章 人工湿地基质酶及其活性与净化池塘养殖废水效果相关关系
• 4.1 分析方法
• 4.2 结果
• 4.2.1 植物收割时期基质酶活性与养殖水体中污染物去除率的相关分析
• 4.2.2 通风曝气时期基质酶活性与养殖水体中污染物去除率的相关分析
• 4.2.3 人工湿地基质酶活性与养殖水体中污染物去除率的相关分析
• 4.2.3.1 基质磷酸酶与总磷去除率的相关关系
• 4.2.3.2 基质脲酶与总氮和亚硝酸氮去除率的相关关系
• 4.2.3.3 基质脱氢酶与总磷和化学耗氧量去除率的相关关系
• 4.3 讨论
• 4.4 结果与研究展望
• 4.4.1 初步研究结果
• 4.4.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录（硕士期间发表的文章）