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1、湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化已成為目前世界水環(huán)境工作者面臨的重大問題,對(duì)其發(fā)生機(jī)制的研究一直是水污染領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),本課題擬通過研究藻類與硝化細(xì)菌的相互關(guān)系來說明湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生機(jī)制。
1.自然湖泊水體主要的研究結(jié)果如下:
(1).紫陽湖經(jīng)過長(zhǎng)期治理,生態(tài)系統(tǒng)保持基本平衡,各水質(zhì)指標(biāo)均維持在Ⅳ類水平,即使溫度較高的7、8月份,也不會(huì)發(fā)生藻華現(xiàn)象,NH4+-N和NO3--N在入冬均出現(xiàn)累積,而夏天檢測(cè)不到NO3--N,硝化
2、細(xì)菌定量的結(jié)果顯示,氨氧化細(xì)菌(AOB)在7月份維持在較低水平,約1.82×102CFU/mL,而在進(jìn)入9月份之后,劇增至9.9×103CFU/ml,呈現(xiàn)數(shù)量級(jí)的增加,而硝化桿菌的增長(zhǎng)滯后一個(gè)月,但從1月份開始,由于溫度急劇降低,各菌數(shù)均開始出現(xiàn)減少,菌量的變化是對(duì)NH4+-N和NO3--N冬季積累的可能性解釋。
(2).水果湖是東湖的小湖灣區(qū),為重度富營(yíng)養(yǎng)化水體,水質(zhì)為劣Ⅴ類。NH4+-N含量持續(xù)較高,平均5.44mg/
3、L,進(jìn)入六月份以后,葉綠素水平劇增,形成暴發(fā)性水華,NH4+-N在水華期間大幅度降低,6-8月份,均為1mg/L-2mg/L,而細(xì)菌定量結(jié)果顯示:AOB及硝化桿菌在這一時(shí)期均有所減少,并處在所有月份中的最低水平,夏末秋初為氨氧化和亞硝酸氧化細(xì)菌生長(zhǎng)的最佳時(shí)期,分別增至105和107CFU/ml。
(3).菱角湖水生植物過度生長(zhǎng),內(nèi)源污染嚴(yán)重,為富營(yíng)養(yǎng)化水體,在夏末秋初形成暴發(fā)性水華。氮素監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),與紫陽湖類似,NH4+-N
4、在11月份開始增長(zhǎng),NO3--N也在1月份逐漸升高至最高值0.39mg/L,而在進(jìn)入6月份,NO3--N呈現(xiàn)一年中最低水平,幾乎檢測(cè)不到,這與往年同比趨勢(shì)相同。從葉綠素含量及細(xì)菌定量結(jié)果的對(duì)照中可以看出明顯的負(fù)相關(guān),每種菌都在溫度急劇升高,藻類旺盛繁殖的6月份急劇減少,而在10月份之后開始出現(xiàn)增殖,由此可得出結(jié)論,三個(gè)湖泊的共同點(diǎn)顯示藻類的增殖抑制了硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)及活性。
2.實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:自然環(huán)境模擬藻菌共存體
5、系,光照條件下,NH4+-N迅速降低,6天之內(nèi)從5.52mg/L降至0,而未出現(xiàn)NO2--N和NO3--N的積累,黑暗條件下,氨氮先略微上升后逐漸下降,并同時(shí)出現(xiàn)NO2--N的增長(zhǎng),由0.04升至3.89mg/L;純培養(yǎng)條件下模擬藻菌共存體系,光照組NH4+-N在20d內(nèi)從30mg/L降至7mg/L,其他各氮素指標(biāo)均維持初始值,黑暗組的NH4+-N在前13d幾乎沒有變化,而在第17d,出現(xiàn)NH4+-N的逐漸降低,NO2--N從0增至14
6、mg/L,接著NO2--N在第27d全部轉(zhuǎn)化為NO3--N。因此不管是自然環(huán)境的模擬,還是經(jīng)過滅菌接種的純培養(yǎng)環(huán)境,結(jié)果一致說明:光照條件下,藻類的生長(zhǎng)及增殖抑制了硝化作用,而在黑暗條件下硝化細(xì)菌的活性高,氮素轉(zhuǎn)化率快。
通過三個(gè)自然湖泊中對(duì)菌量及葉綠素的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),藻類的生長(zhǎng)抑制了硝化細(xì)菌的增殖,這在模擬實(shí)驗(yàn)中也同樣得到了驗(yàn)證,因此,對(duì)自然水體中出現(xiàn)的規(guī)律,其原因的推論是成立的,這也為湖泊治理過程遇到的各種難題以及微生態(tài)制
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