植物修复富营养化及有机农药污染水体技术研究

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25mg·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15mg·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。 水体中有机磷农药乐果的植物修复，主要研究了香蒲、水葱和石菖蒲三种植物促进水溶液中乐果的去除效果及水葱促进乐果降解的动力学过程，并初步探讨了乐果在水溶液中的降解机理。对水体中乐果的植物修复研究主要得出如下结论： 1)水生植物水葱、香蒲、石菖蒲可以加速水溶液中乐果的去除，且三种植物间存在显著差异，促进效果由大到小依次为：水葱＞香蒲＞石菖蒲。植物降解污染物的效果与植物的生长状况密切相关。 2)水葱对乐果的去除符合一级动力学反应方程，16天内对乐果的去除率为78.6％，降解速率常数为0.099d-1。 3)乐果在水体中的去除非常完全，试验过程中没有检测到中间产物。

目录

文摘

英文文摘

学位论文版权使用授权书和同济大学学位论文原创性声明

第1章引言

第2章富营养化水体的植物修复技术研究

第3章水体中微生物种群结构分析

第4章有机农药污染水体的植物修复机理研究

第5章结论及建议

致谢

参考文献

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果