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水蕴草对水中氮磷的去除及其抑藻效应研究

左奇丽  
【摘要】:水生生态系统修复以及水环境的质量的改善,已经成为国内外生态领域和水环境领域研究的热点。水生植物是水体中的初级生产者,其产生的环境效应为水环境质量的改善提供依据;本论文针对沉水植物水蕴草对水体中氮磷的去除效果及其抑藻效应进行研究,并开展了以下几方面研究工作: 一、不同水生植物对水中氮、磷去除效果的研究 (1)不同营养浓度条件下(中营养、富营养、超富营养和胁迫浓度),水蕴草、绿松尾、绿菊三种沉水植物在对水中氮、磷的去除效果的研究。结果表明:①在不同的营养浓度条件下,三种沉水植物均能去除水体中的氮、磷营养物质;②在不同的营养浓度条件下,水蕴草均能正常生长,在胁迫浓度条件下,金鱼藻和绿菊都表现出对氮磷营养成分吸收能力下降、水质恶化、金鱼藻叶片变黄、绿菊部分叶片脱落等症状;③对比三种沉水植物脱氮除磷效果发现,在不同营养浓度条件下,水蕴草均能快速的去除水中TP;尤其在在超富营养浓度和胁迫浓度条件下,第四天时,水蕴草对水中TP的累积去除率分别为78.8%、55%,绿松尾、绿菊对水中TP的累积去除率分别为24.9%、26%和35%,23%;第十二天时,水蕴草对水中TP的累积去除率均为100%,绿松尾、绿菊对水中TP的累积去除率分别为62%、53%和44%、37%。同时研究还发现,在各种营养浓度条件下,水蕴草均能正常生长。在胁迫浓度条件下,绿松尾、绿菊表现出对氮磷去除能力下降、绿松尾叶片变黄、绿菊部分叶片脱落、水质恶化等症状。 (2)水蕴草、水葫芦对富营养化水体中氮磷去除效果的研究。结果表明:①在富营养化浓度条件下,水蕴草、水葫芦均能去除水体中的氮、磷营养物质;其中水蕴草能吸收大量的氮、磷营养物质,但是生物量的增加量较小。②水蕴草去除水中TP的效果远远好于水葫芦对水中TP的去除效果; 二、在不同磷浓度条件下(TP的浓度分别为1.2mg/L、2.4mg/L、3.6mg/L、7.2mg/L、14.4mg/L),水蕴草对水中TP去除能力的研究。结果表明:①在各浓度条件下,水蕴草对水中的TP有很好的去除效果;尤其是当TP浓度为7.2mg/L,水蕴草表现出去除速度快、去除量大的特点。当TP浓度为14.4mg/L,水蕴草能正常生长并且还能很好的去除水体中的TP。②在各浓度条件下,水蕴草具有生物量增加量小、除磷效果显著等特点。 以上研究表明了水蕴草对水中TP具有去除速度快、去除量大和去除效果好等特点。 三、水蕴草水培液化感抑藻效应以及水蕴草抑藻作用的研究。 (1)水蕴草水培液中化感物质的测定及其对滇池蓝藻化感抑藻效应研究。①GC-MS分析结果表明:水蕴草水培液中含有抑藻活性的成分为:2-环丙烯-丁烷(C7H14)、3,5-二甲基-1-已烯(C8H17)、2,2,4-三甲基-3戊酮(C8H160)、2,4,6,7-四甲基庚烷(C12H26)、1,3-二氧环戊烷(C3H602)、正十三烷(C13H28)、2-正十五烷基-二氧环戊烷(C18H3602)、3,7,11-三甲基十三烷(C16H34)等。②用200g水蕴草制备得14升水培液,并研究其化感抑藻。结果表明:水蕴草水培液中的化感物质对滇池中的蓝藻有好的化感抑制效果,68天实验周期间,第14天时,水培液中蓝藻叶绿素量从初始0.5g降至0.24g,第56天时,水培液中蓝藻叶绿素量已趋于零,试验用蓝藻全部死亡,沉于容器底部。该研究结果可为研发环境友好型生物除藻剂提供理论依据。 (2)对水蕴草抑藻滇池蓝藻生长作用进行了研究。针对研究中发现的水蕴草对水中不同浓度的磷均具有较快的去除速度快、去除量高和去除效果好等特点,磷元素又是水中藻类生长的限制因素,本论文采用静态模拟试验的方法,在水温为10~15℃时,通过对照试验,研究水蕴草对滇池蓝藻生长的抑制作用。68天实验周期间,到第40天,当水中TP的量已降低到0.3mg时,蓝藻开始死亡,水中藻类叶绿素的量从0.5g降低到0.27g;到第68天,水中TP的量趋于零,水中藻类叶绿素的量已降到0.01g,结果表明:水蕴草对滇池中的蓝藻有好的生长抑制作用,为水蕴草应用于富营养化水体生态治理提供了技术依据; (3)研究结果表明:水蕴草能较好地抑制蓝藻生长,可能是其能使水中快速缺磷和在水中释放的化感物质共同作用所致。


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