浮萍去除和利用水體中不同形態(tài)氮的研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，水體富營養(yǎng)化問題日益嚴(yán)重，水體藻類的爆發(fā)給全球環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害，導(dǎo)致了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。浮萍由于具有生長繁殖快、蛋白質(zhì)含量高、易收獲、相比其他水生植物不易造成二次污染、對水體中氮、磷具有較高的去除率、適合生長的pH和溫度范圍較廣等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被許多國家應(yīng)用于污水處理。然而，關(guān)于浮萍去除和利用水體中不同形態(tài)氮的研究相對較少。
　　 本試驗(yàn)研究內(nèi)容主要包括:
　　 (1)以青萍為材料，在高

2、(1mmol/L，14mg/L)、中(0.5mmol/L，7mg/L)、低(0.05mmol/L，0.7mg/L)氮素供應(yīng)水平下，設(shè)置不同銨/硝比(5/0、4/1、3/2、2/3、1/4和0/5)處理，進(jìn)行培養(yǎng)試驗(yàn)，觀測青萍對不同形態(tài)氮和總氮的去除效果。
　　 (2)在高氮水平下，設(shè)置高(30℃)、中(20℃)、低(10℃)不同溫度和不同銨/硝比(5/0、4/1、3/2、2/3、1/4和0/5)處理，研究氮素形態(tài)與幾種浮萍對富營

3、養(yǎng)物質(zhì)的利用與去除效果之間的關(guān)系，及其受溫度的影響情況。
　　 (3)在高(30℃，)、中(20℃)、低(10℃)不同溫度條件下，觀測浮萍的生物量增長動態(tài)，并分析浮萍生物量增加與積溫的關(guān)系。
　　 主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)在低氮供應(yīng)水平下，無論何種銨/硝比處理，青萍對水體中NH4+-N和NO3--N的去除效率都很高，在10天內(nèi)均能接近100％。青萍處理10天后，培養(yǎng)液中的TN（總氮）濃度維持在0.2mg/

4、L左右。在低氮供應(yīng)水平下，不同銨/硝比處理中青萍的鮮重相對增長率僅維持在0.3d-1左右。NH4+-N比例的增加有利于提高浮萍體內(nèi)葉綠素的含量。
　　 (2)在中氮供應(yīng)水平下，不同銨/硝比處理會影響青萍對水體中NH4+-N和NO3--N的去除效率。高比例NH4+-N處理會導(dǎo)致青萍對水體中氮素的去除時(shí)間延長，100％NH4+-N處理中NH4+-N在第25天左右才能基本去除。所有處理中的NO3--N在第15天時(shí)都能夠基本去除完。不同

5、處理下TN的去除率在第15天達(dá)到最高(76.5～94.6％)。15天后，高比例NH4+-N的處理（銨/硝比為5/0和4/1），青萍生長受到明顯的抑制，水體中TN濃度開始上升。
　　 (3)在高氮供應(yīng)水平下，NH4+-N比例較低的處理中NH4+-N在第5～10天去除率均達(dá)到100％，NO3--N在第15～20天達(dá)到100％的去除;TN的去除率在第15天接近100％。高比例NH4+-N處理中各種浮萍的生長均受到了不同程度的毒害作用，

6、青萍的相對增長率只有0.1d-1左右，并伴有葉片解體、發(fā)白等癥狀，影響了水體中NH4+-N、NO3--N和TN的去除效果。當(dāng)銨/硝比為2/3時(shí)，青萍體內(nèi)的葉綠素含量在所有處理中最高。100％NO3--N處理中青萍的相對增長率達(dá)到所有處理的最大值，為1.5d-1，此時(shí)，青萍的葉片飽滿、個(gè)體較大。
　　 (4)當(dāng)水中的NO3--N濃度大于40mg/L、銨/硝比小于1/4且環(huán)境條件適宜時(shí)，可以導(dǎo)致培養(yǎng)液中藻類的大量發(fā)生，以未培養(yǎng)青萍的

7、對照更為突出。100％NH4+-N處理培養(yǎng)液沒有藻類發(fā)生，隨著NO3--N所占比例的提高，培養(yǎng)液中藻類的發(fā)生量明顯增加。水體中浮萍的存在能在一定程度上抑制藻類的發(fā)生。
　　 (5)在高溫(30℃)培養(yǎng)條件下，青萍在1mmol/L的硝態(tài)氮營養(yǎng)液中長勢最好，其鮮重相對增長率達(dá)到了25.1d-1。青萍對高濃度硝態(tài)氮水體中的富營養(yǎng)化元素的累積量較大，去除效果較好，青萍是修復(fù)高濃度硝態(tài)氮水體的最佳選擇。
　　 (6)在高濃度銨態(tài)氮

8、培養(yǎng)液中，不同培養(yǎng)溫度對紫背浮萍生長及氮素的吸收影響較大。在高溫(30℃)條件下，紫背浮萍長勢明顯優(yōu)于少根紫萍和青萍，體內(nèi)氮累積量也是三種浮萍中最高的。在高溫季節(jié)修復(fù)高濃度銨態(tài)氮水體時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用紫背浮萍。但在低溫(10℃)條件下，紫背浮萍隨培養(yǎng)的時(shí)間延長呈負(fù)增長，在低溫季節(jié)不宜選用紫背浮萍修復(fù)富營養(yǎng)化水體。
　　 (7)在中(20℃)、低溫(10℃)培養(yǎng)條件下，少根紫萍對高濃度銨態(tài)氮和硝態(tài)氮水體中的富營養(yǎng)化元素累積量最大，相應(yīng)

9、季節(jié)可選用少根紫萍來修復(fù)高濃度的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮水體。
　　 (8)紫背浮萍在10℃和20℃下長勢較差，30℃下顯著增長。不同溫度下，紫背浮萍的相對增長率是三種浮萍中最低的。低溫下少根紫萍的生物量最大，高溫下青萍的生物量最大。
　　 通過對浮萍去除和利用水中不同形態(tài)氮的研究，發(fā)現(xiàn)浮萍對不同氮濃度下不同銨/硝比富營養(yǎng)化水體中營養(yǎng)物質(zhì)的去除效果有所不同，并受到培養(yǎng)溫度的影響較大。應(yīng)根據(jù)富營養(yǎng)化水體的不同環(huán)境溫度、氮素水平及氮素