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水生植物—根际微生物系统净化水质的效应和机理及其应用研究

作　者: 唐静杰
导　师: 张光生
学　校: 江南大学
专　业: 环境工程
关键词: 水生植物-根际微生物系统不同程度富营养化水体植物吸收作用微生物去除作用硝化反硝化细菌 DAPI
分类号: X524
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

目前,我国湖泊水体的环境现状令人堪忧。近年来随着人口增长和经济的迅速发展,以及水资源的不合理开发利用,使水域环境富营养化呈现加剧恶化的趋势。据报导,我国富营养和超富营养化湖泊占我国湖泊总量的66%和22%。太湖流域富营养化水域已占太湖总面积的83.5%以上。2007年5月29日发生在无锡市的太湖蓝藻危机事件,在国内外造成广泛的影响。如何治理富营养化水体,恢复水体综合功能,己成为当前全球性的环境问题的研究热点。许多学者的研究表明,有些水生植物和微生物能有效的去除水体中的氮磷。本实验通过构建植物-微生物系统,对水质净化能力进行研究,研究内容包括:(1)第一阶段室内实验以水芹为试材,通过总磷(TP)或总氮(TN)一个恒定,设计另一指标的浓度梯度,每个梯度设5个浓度,研究水体氮磷浓度和根际细菌数量的变化。结果表明,总氮浓度对根际细菌数有直接的促进作用。即当在营养液氮盐充足情况下,当营养液氮盐浓度增高时,水芹菜根际细菌生长加快。总体上,在第14d时,根际细菌数较多,活性较大。在水芹-微生物系统去除营养盐氮、磷过程中,对氮的去除是以细菌为主;而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,在一些富营养化的河流或浅水湖泊可以适当配置水芹进行生态修复。(2)第二阶段室内实验以香根草、水葫芦、水芹为试材,设计总磷梯度恒定,改变总氮浓度,研究水体氮磷浓度、植物量和细菌数量的变化。研究表明,三种水生植物去除营养盐氮、磷的能力各有不同,在所设置的三个TN浓度下,各有一种植物能够达到最好的处理效果,且能较好地促进根际细菌的生长。比较而言,水芹系统对高浓度氮的吸收能力强,水葫芦系统对高浓度磷的吸收能力强。而且香根草、水芹耐寒,水葫芦耐高温,适于在一些氮、磷营养盐浓度较高的河段和湿地处理时的交替使用,不仅可以用于水面绿化,而且还能带来一定的经济效益。因而研究香根草、水芹、水葫芦对水体污染的改善作用显得尤为重要,也具有现实的应用价值。(3)太湖十八湾野外示范工程实验结果表明,削浪工程能显著削弱波浪的能量,削减波高,波高削减系数达到75%左右。当波浪继续通过第二层生态削浪带后,波高更低,不到1cm。物理削浪带和生态削浪带有效削减了风浪。且示范实验区内挺水植物香根草生长繁茂,漂浮植物水葫芦与空心菜生长良好,没有发生逃逸现象,沉水植物菹草生长尚可。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-16
  1.1 研究背景  9-10
    1.1.1 当前我国湖泊存在的主要问题  9
    1.1.2 水体富营养化的原因  9-10
    1.1.3 水体富营养化的危害  10
  1.2 水体富营养化控制措施  10-12
    1.2.1 生态修复原理及其目标  10-11
    1.2.2 水生植物对富营养化水体的作用机理  11-12
    1.2.3 水生植物与根系微生物对富营养化水体的处理作用  12
    1.2.4 水生植物对富营养化水体的处理意义  12
  1.3 当前水生植物对富营养化水体作用的研究状况  12-14
    1.3.1 国外的研究现状  12-13
    1.3.2 国内的研究现状  13-14
  1.4 立题依据及主要研究内容  14-16
    1.4.1 立题依据  14-15
    1.4.2 主要研究内容  15-16
第二章挺水植物－微生物系统去除水体氮磷能力研究  16-22
  2.1 前言  16
  2.2 材料与方法  16-19
    2.2.1 实验材料  16
    2.2.2 实验时间、地点  16
    2.2.3 实验方法  16-17
    2.2.4 药品与试剂  17-19
    2.2.5 仪器和设备  19
    2.2.6 统计分析  19
  2.3 结果与分析  19-21
    2.3.1 实验前后水体TP、TN 浓度变化及去除率分析  19-20
    2.3.2 根际细菌变化规律分析  20-21
  2.4 结论  21-22
第三章漂浮植物－微生物系统去除水体氮磷能力研究  22-31
  3.1 前言  22
  3.2 材料与方法  22-26
    3.2.1 实验材料  22
    3.2.2 实验时间、地点  22
    3.2.3 实验方法  22-25
    3.2.4 药品与试剂  25
    3.2.5 仪器和设备  25
    3.2.6 统计分析  25-26
  3.3 结果与分析  26-30
    3.3.1 实验周期内水质指标变化  26-27
    3.3.2 实验周期内微生物指标变化  27-29
    3.3.3 实验周期内植物体指标变化  29-30
  3.4 结论  30-31
第四章太湖十八湾湖滨带水生植物恢复与生态系统重建工程研究  31-38
  4.1 前言  31
  4.2 工程的选择及主要技术措施  31-33
    4.2.1 恢复水生植被，控制湖泊富营养化优点  31-32
    4.2.2 工程的选择  32
    4.2.3 工程主要技术措施  32-33
    4.2.4 工程应用简介  33
  4.3 工程主要研究内容  33
  4.4 工程技术方案  33-36
    4.4.1 工程野外实验地点选择  33-34
    4.4.2 工程布置结构  34-35
    4.4.3 工程植物选择  35-36
  4.5 结论  36-38
    4.5.1 工程研究成果  36-37
    4.5.2 研究成果的科学意义和应用前景  37
    4.5.3 工程研究中存在的问题  37-38
第五章结论与展望  38-39
  5.1 全文结论  38
  5.2 展望  38-39
致谢  39-40
参考文献  40-44
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  44

水生植物—根际微生物系统净化水质的效应和机理及其应用研究

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