宁夏灌区浮床栽培净化农田退水技术研究

宁夏灌区浮床栽培净化农田退水技术研究

论文摘要

本试验采用植物秸秆和聚苯乙烯泡沫板作为浮床床体材料,在农田退水水面种植了三种植物:空心菜、生菜和水稻。试验主要的目的是:(1)选择适合制作浮床床体的植物秸秆;(2)以选择的芦苇和聚苯乙烯泡沫板制作浮床作为载体,在农田退水水面种植三种植物,以此形成良好的水上景观;(3)植物在水面栽培时,根系生长在水中,吸收利用水中的N、P等营养物质,庞大的根系表面附着微生物构建生物膜系统,具有对污染物的微生物同化和消解作用,实现退排水污染治理与植物生产双效应;(4)对浮床栽培植物净化农田退水的机制做一定探索性的研究,为浮床栽培净化农田退水在退水沟中的推广使用积累一定的经验。本试验分两部分进行,分别为:生物浮床材料的筛选试验、浮床栽培对农田退水净化试验。生物浮床材料的筛选试验:选择水稻、小麦、芦苇、蒲草四种植物秸秆,在水中浸泡时,均有不同程度的吸水,水体pH和溶解氧(DO)下降,秸秆向水体中释放部分NH4+-N、NO3--N和其它离子,导致水体的电导率上升。综合秸秆对水质的各种影响,短期浸泡时,芦苇对水质的影响最小。对芦苇进行长期浸泡,水体电导率有所下降,有机污染物浓度降低,溶解氧(DO)浓度有所上升,芦苇长期浸泡,对水质有一定的改善,适于选为制作浮床材料。浮床栽培植物对农田退水净化试验:使用芦苇秸秆和聚苯乙烯泡沫板制作浮床作为漂浮载体栽培植物,浮床尤其是芦苇浮床在水体表面能够为植物根系创造一个丰氧环境,在一定程度上满足植物生长对氧气的需求,创造稳定的根系环境,促进无土栽培根系功能的发挥,保证浮床植物的正常生长。其中芦苇浮床上的植物生长状况优于泡沫板浮床栽培植物,浮床栽培植物对农田退水中的氮有很好的去除效果,尤其是退水中的NH4+-N,芦苇浮床和泡沫板浮床栽培均能很快将其消解到很低的浓度,而对于退水中的NO3--N,芦苇浮床栽培植物的净化效果要优于泡沫板浮床栽培;对农田退水中磷的去除,浮床栽培水稻具有很好的去除作用,浮床栽培空心菜的去除效果与退水的自净效果相似。比较三种植物浮床栽培对农田退水中营养物质的去除效果,水稻>空心菜>生菜。浮床栽培可获得一定的生物学产量,三种浮床栽培植物的长势,空心菜优于水稻,水稻优于生菜,芦苇浮床栽培植物的产量要优于泡沫板浮床栽培。浮床栽培植物净化农田退水是集物理、化学和植物、微生物复合的综合效应,其中浮床植物和微生物对退水中营养成分的吸收和利用是浮床栽培净化农田退水机制中最直接最重要的方面,水体pH、溶解氧(DO)等通过影响植物和微生物的活动来发挥作用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 宁夏灌区农田退水污染现状
  • 1.1.1 自然地理条件
  • 1.1.2 农田退水污染的原因
  • 1.1.3 农田退水与水体富营养化
  • 1.1.4 农田退水污染的研究与治理
  • 1.2 浮床栽培技术研究进展
  • 1.2.1 生物浮床技术原理
  • 1.2.2 国内外生物浮床技术应用进展
  • 1.2.3 生物浮床的构建
  • 1.2.4 生物浮床栽培植物品种选择
  • 1.2.5 生物浮床技术在富营养化水体治理中的发展前景
  • 1.3 研究内容和技术路线
  • 1.3.1 研究内容
  • 1.3.2 技术路线
  • 第二章 秸秆浮床材料的筛选研究
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 供试材料
  • 2.1.2 试验设计
  • 2.1.3 测定项目和方法
  • 2.2 结果与分析
  • 2.2.1 不同植物秸秆浸泡后的重量变化
  • 2.2.2 不同植物秸秆浸泡后水体PH 变化
  • 2.2.3 不同植物秸秆浸泡后水体溶解氧质量浓度(DO)变化
  • 2.2.4 不同植物秸秆浸泡后水体N 的变化
  • 2.2.5 不同植物秸秆浸泡后水体电导率(Ec)的变化
  • 2.2.6 芦苇长期浸泡对水质的影响
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 生物浮床栽培植物净化农田退水研究
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 供试材料
  • 3.1.2 试验设计与方法
  • 3.1.3 测定项目和方法
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 供试水稻对农田退水的净化效果研究
  • 3.2.2 供试空心菜对农田退水的净化效果研究
  • 3.2.3 供试生菜对农田退水的净化效果研究
  • 3.2.4 浮床栽培植物的产量分析
  • 3.2.5 浮床栽培植物净化农田退水机制研究
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 结论与讨论
  • 4.1 结论
  • 4.2 有待于进一步解决的问题
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历
  • 相关论文文献

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