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植物修复富营养化及有机农药污染水体技术研究
作 者: 黄亚
导 师: 赵建夫;傅以钢
学 校: 同济大学
专 业: 环境科学
关键词: 植物修复 富营养化 石菖蒲 污染水体 香蒲 氮负荷 微生物多样性 有机农药 植物吸收 灯心草
分类号: X52
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
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内容摘要
植物修复是利用植物吸收、降解、代谢环境中污染物的一种修复技术。这种技术直接利用绿色植物系统通过转移、降解或固定的方式修复污染的土壤、沉积物、水和空气。由于这种技术不需要将污染物转移到别处进行专门处理,而是在受污染区域进行原位修复,因此可以节约大量转移、处置和贮存污染废弃物的费用。 水体的富营养化和有机农药污染是水体污染的主要问题。本课题以人工配制的营养液作为植物生长基质,研究了香蒲、水葱、石菖蒲、慈姑、茭白、灯心草六种植物对富营养化水体中氮磷营养盐的净化能力,比较了在不同无机氮负荷的富营养化水体中,香蒲、水葱和石菖蒲三种植物对氮磷的去除效果,探讨了不同无机氮浓度对植物修复效果的影响,并进行了选择性的分子生物学研究,对部分水体中的微生物种群结构的分布和变化趋势进行了分析。对富营养化水体植物修复的研究主要得出如下结论: 1) 综合考虑对氮磷的修复效果,六种植物对富营养化水体的修复能力可依次排列为:水葱>香蒲>茭白>慈姑>灯心草、石菖蒲。 2) 在较重无机氮负荷的富营养化水体(约25 mg·L-1无机氮)中,试验结束时,水体中硝态氮的浓度高于初始值:在较轻无机氮负荷的富营养化水体(约15 mg·L-1无机氮)中,试验结束时,各植物处理组水体中硝态氮浓度均低于初始浓度,由低到高依次为:水葱<香蒲<石菖蒲。 3) 在高浓度无机氮水体中,植物组与对照组的亚硝态氮几乎同时出现峰值,且峰值浓度差别不大,但植物组可以加快亚硝态氮浓度的下降速率;在低浓度无机氮水体中,植物组亚硝态氮的峰值浓度显著低于对照组,除石菖蒲组外,其他植物组的峰值浓度的出现时间也明显早于对照组。 4) 植物组与空白组的微生物多样性随时间的变化规律相反。空白组微生物种群的多样性上升,优势种群变得明显;植物组的微生物种群多样性下降,且优势微生物种群不明显。 5) 在试验中期(第19天),香蒲处理组的微生物多样性高于空白组,石菖蒲和水葱处理组的微生物多样性低于空白组。在试验后期(第37天),香蒲和石菖蒲处理组的微生物多样性均低于空白组。
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全文目录
第1章 引言 13-31 1.1 研究背景 13-14 1.2 文献综述 14-28 1.2.1 水体富营养化的植物修复技术研究 14-19 1.2.2 有机污染修复技术研究 19-22 1.2.3 植物修复的微生物学研究 22-24 1.2.4 各种水生植物的净污特性 24-26 1.2.5 应用实例 26-28 1.3 研究目的及意义 28 1.3.1 研究目的 28 1.3.2 研究意义及实际应用价值 28 1.4 试验设计 28-31 1.4.1 试验植物的选择 28-29 1.4.2 试验安排 29-31 第2章 富营养化水体的植物修复技术研究 31-49 2.1 植物对较重富营养化水体无机氮的净化效果研究 31-37 2.1.1 试验方法 31-33 2.1.2 结果与分析 33-36 2.1.3 讨论 36-37 2.1.4 小结 37 2.2 植物对较轻富营养化水体净化效果的比较研究 37-49 2.2.1 试验方法 38-39 2.2.2 结果与分析 39-47 2.2.3 讨论 47-48 2.2.4 小结 48-49 第3章 水体中微生物种群结构分析 49-58 3.1 实验方法及技术路线 49-50 3.2 样品预处理 50-54 3.2.1 总DNA提取 50-51 3.2.2 PCR扩增程序 51-52 3.2.3 提取总DNA及PCR结果检测 52 3.2.4 PCR产物浓缩 52 3.2.5 DGGE及后续PCR产物的序列分析 52-53 3.2.6 DGGE条件 53 3.2.7 其他材料及试剂 53-54 3.2.8 主要试验仪器和分析软件 54 3.3 水体中微生物的种群结构变化分析 54-56 3.3.1 水样的DGGE图谱 54-56 3.3.2 DGGE图谱的相似性分析 56 3.4 本章小结 56-58 第4章 有机污染水体的植物修复技术研究 58-68 4.1 不同植物对农药污染水体的净化效果比较研究 59-62 4.1.1 材料与方法 59-61 4.1.2 结果与分析 61-62 4.1.3 讨论 62 4.2 水葱对水体中农药降解的动力学研究 62-66 4.2.1 材料与方法 63 4.2.2 结果与分析 63-65 4.2.3 讨论 65-66 4.3 本章小结 66-68 第5章 结论及建议 68-70 5.1 主要结论 68-69 5.2 建议 69-70 致谢 70-71 参考文献 71-76 个人简历在学期间发表的学术论文与研究成果 76
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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 水体污染及其防治
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