苦草氮磷吸收动力学

摘要

中国是水产养殖大国。随着养殖规模和强度的增大，主要淡水水域水质富营养化进程加剧，主要淡水水体藻华频发，不仅造成淡水水体污染、影响其他产业发展和人居安全，也威胁到淡水渔业产业自身的可持续发展。因此，淡水渔业水域的环境保护与修复成为渔业可持续发展和污染防治的重要技术支撑。运用水生植物进行水体修复，效果良好且操作简单易行，因而倍受关注。由于沉水植物的根茎叶均可吸收水体中氮磷等营养物质，其氮磷去除能力较强，而成为水体修复的重要工具之一。本文研究苦草氮磷吸收动力学，以期为合理运用苦草治理和修复污染水体提供基础理论资料。主要研究结果如下：
　　 1、苦草裹根组和非裹根组对NO3-、NH4+、NO2-和PO43-吸收能力研究表明：苦草裹根组和非裹根组对NO3-、NH4+、NO2-和PO43-的吸收率均与对照组存在显著差异，而裹根组与非裹根组组间差异不显著。苦草茎叶对NO3-、NO2-、NH4+和PO43-的吸收百分比分别为11.5±5.1%、30.3±4.4%、64.3±5.1%和36.3±2.6%，苦草根对NO3-、NO2-、NH4+和PO43-的吸收百分比分别为2.1±0.8%、3.8±1.2%、7.6±2.8%和2.7±0.9%。因此，苦草茎叶对NH4+、NO2-和PO43-的吸收去除能力显著大于根，苦草叶片在全株对NH4+、NO2-和PO43-的吸收当中占主导地位。
　　 2、苦草分别在pH=5.5、5000lux光照和32℃温度下，对NO3-吸收速率达到最大，分别为0.005043 mmol·g-1·h-1、0.006491 mmol·g-1·h-1和0.001889 mmol·g-1·h-1；苦草分别在pH=8.5、10000lux光照和12℃温度时，对NO3-有最大亲和力。苦草分别在pH=5.5、15000lux光照和32℃温度时，对NO2-吸收速率最大，分别为0.01596mmol·g-1·h-1、0.01551 mmol·g-1·h-1和0.01551 mmol·g-1·h-1；苦草分别在pH=5.5、15000lux光照和32℃温度时，对NO2-有最大亲和力。苦草分别在pH=5.5、10000lux光照和22℃温度时，对NH4+吸收速率最大，分别为0.1690mmol·g-1·h-1、0.1549 mmol·g-1·h-1和0.2084 mmol·g-1·h-1；苦草分别在pH=5.5、15000lux光照和22℃温度时，对NH4+有最大亲和力。苦草分别在pH=7、10000lux光照和22℃温度时，对PO43-吸收速率最大，分别为1.2528μmol·g-1·h-1、1.4495μmol·g-1·h-1和1.5623μmol·g-1·h-1；苦草分别在pH=8.5、为15000lux光照和22℃温度时，对PO43-有最大亲和力。在40μmol·L-1的NH4+和NO3-条件下，NO2-的最大吸收速率分别为0.009839mmol·g-1·h-1和0.008634mmol·g-1·h-1，亲和力无显著差异。
　　 3、当底物初始浓度一定时，随时间推移，苦草氮磷平均吸收速率呈降低趋势；过高的苦草密度并不会提高苦草净化效率，适宜密度可使苦草维持较高氮磷吸收速率；当水体[NO2--N]为9.3～18.6μmol·L-1、[NO3--N]为22.9～93.1μmol·L-1、[NH4+-N]为69.3～142.9μmol·L-1、[PO43--P]为11.0～25.5μmol·L-1时，苦草适宜密度为100 g·m-2。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 富营养化的现状、成因及其水体修复的方法

1.1.1 水体富营养化的现状和危害

1.1.2 水体富营养化的成因

1.1.3 水体富营养化的修复方法

1.2 水生植物修复

1.3 水生植物对氮磷的吸收动力学

1.3.1 水生植物吸收动力学

1.3.2 水生植物吸收氮磷的生理机制

1.4 实验研究目的及其意义

第二章 苦草茎叶与根对NO3-、NO2-、NH4+和PO43-的吸收差异

2.1 实验材料和方法

2.1.1 实验材料

2.1.2 实验设计

2.1.3 测定项目及方法

2.1.4 数据分析处理

2.2 实验结果与分析

2.3 讨论

第三章 苦草对NO3-、NO2-、NH4+和PO43-的吸收动力学

3.1 实验材料和方法

3.1.1 实验设计

3.1.2 测定项目及方法

3.1.3 数据分析处理

3.1.4 数据处理

3.2 实验结果与分析

3.2.1 苦草对硝态氮的吸收动力学

3.2.2 苦草对亚硝态氮的吸收动力学

3.2.3 苦草对铵氮的吸收动力学

3.2.4 苦草对磷酸盐的吸收动力学

3.2.5 NO3-和NH4+对NO2-吸收动力学的影响

3.3 讨论

第四章 不同密度苦草氮磷吸收速率比较研究

4.1 实验材料和方法

4.1.1 实验设计

4.1.2 样本采集及测定方法

4.1.3 数据分析处理

4.2 实验结果与分析

4.2.1 不同密度苦草对水体中NO2-的吸收速率

4.2.2不同密度苦草对水体中NO3-的吸收速率

4.2.3 不同密度苦草对水体中NH4+的吸收速率

4.2.4 不同密度苦草对水体中PO43-的吸收速率

4.3 讨论

结 论

参考文献

致谢

附录