表面活性剂对浮萍治理富营养化水体作用影响研究

摘要

随着人口的增长和工农业的快速发展,水域的富营养化已经成为一个世界性的环境问题。富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。治理富营养化水体的多种措施中,水生植物修复技术是最具生态意义、也是最具发展前途的治理技术。浮萍作为一种常见的水生植物,能分解、吸收、转化氮、磷和有机物等营养物质,且具有优越的生长性能和广泛的用途,近年来采用浮萍处理污水已成为环境领域的研究热点之一。然而,作为一类几乎渗透了所有工业领域的非常重要的精细化工产品,大量应用的表面活性剂经过多种途径进入到水体,对水体中吸收氮、磷,改善水质的水生植物产生一定的毒害作用。本文采用室内培养方法,探讨了不同表面活性剂对浮萍的生长以及吸收氮磷的影响,对评价表面活性剂的生态危害以及生态修复的植物筛选有一定参考价值。本论文主要研究成果如下:
　　 无表面活性剂影响时浮萍在模拟富营养化水体中生长良好并表现出很强的氮磷去除能力;阴离子型表面活性剂LAS、阳离子型表面活性剂CTMAB及非离子型表面活性剂Tween-80对紫背浮萍去除总磷能力影响为LAS＞CTMAB＞Tween-80;表面活性剂的浓度在0.1～1.0mg/L范围内时,对紫背浮萍去除氨氮能力影响为Tween-80＞CTMAB＞LAS,且紫背浮萍对总磷的吸收比对氨氮的吸收更易受影响;当浓度达到10.0mg/L时,LAS和CTMAB的存在使紫背浮萍明显受到损伤,吸收率出现负值,浮萍亦出现负增长,由此可见此浓度的LAS和CTMAB已超过浮萍的耐受限值,可导致浮萍死亡。而非离子型表面活性剂毒性相对最小,对紫背浮萍的影响明显低于阴离子型和阳离子型的表面活性剂。
　　 在LAS胁迫下,紫背浮萍体内POD活性随LAS浓度的升高先增后降,浓度为1.0mg/L时,紫背浮萍POD活性达到最大;当LAS浓度达到10.0mg/L时,诱导CAT酶活性在24h内急剧增高,用以清除细胞中由于表面活性剂伤害产生的超氧自由基,维持细胞平衡;随着培养时间的增加,各浓度下浮萍体内CAT酶活性最终趋于相似;低浓度活性氧存在的条件下,植物细胞可以通过提高细胞内保护酶的活性清除活性氧,抵御细胞膜质过氧化,高浓度活性氧会破坏这种调节能力,使细胞遭受到严重的过氧化损伤。
　　 在高浓度磷培养液中培养7d后,LAS在浓度为50mg/L时使稀脉浮萍出现负增长,而CTMAB浓度为10mg/L时,稀脉浮萍的生长量已为负值;相同浓度下,三种不同类型表面活性剂对稀脉浮萍对总磷的去除能力影响为阳离子型表面活性剂CTMAB＞非离子型表面活性剂OP-10＞阴离子型表面活性剂LAS;对稀脉浮萍生长量的影响为CTMAB＞LAS＞OP-10。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

第1章 绪论

1.1 水体富营养化与植物修复技术

1.1.1 水体富营养化

1.1.2 富营养化水体植物修复技术

1.2 浮萍在富营养化水体植物修复技术中的优势及应用

1.2.1 浮萍去除水体氮磷的机理

1.2.2 浮萍在富营养化水体植物修复中的应用优势

1.2.3 浮萍的应用实例

1.3 表面活性剂及其危害

1.3.1 表面活性剂概况

1.3.2 表面活性剂对环境的危害

1.3.3 表面活性剂污染概况及国内外对其的关注和措施

1.3.4 表面活性剂对水生植物的损伤

1.4 研究目的和意义

第2章 不同表面活性剂对浮萍生长及吸收氮磷的影响

2.1 引言

2.2 实验材料与研究方法

2.2.1 实验材料

2.2.2 实验研究方法

2.3 实验结果与分析

2.3.1 LAS对浮萍吸收氮磷及其生长量影响

2.3.2 CTMAB对浮萍吸收氮磷及其生长量影响

2.3.3 TWEEN.80对浮萍吸收氮磷及其生长量影响

2.3.4 不同表面活性剂对浮萍富集氮磷及其生长量影响比较

2.4 小结

第3章 LAS对浮萍酶活性影响

3.1 引言

3.2 实验材料和研究方法

3.2.1 实验材料

3.2.2 实验研究方法

3.3 实验结果与分析

3.3.1 LAS对浮萍体内POD活性影响

3.3.2 LAS对浮萍体内CAT活性影响

3.4 小结

第4章 表面活性剂在高浓度磷培养液中对浮萍的影响

4.1 引言

4.2 实验材料与方法

4.2.1 实验材料

4.2.2 实验研究方法

4.3 实验结果与分析

4.3.1 不同表面活性剂影响下水质总磷变化比较

4.3.2 不同表面活性剂影响下浮萍生长量比较

4.4 小结

第5章 结论

5.1 不同表面活性剂对浮萍生长及吸收氮磷的影响

5.2 LAS对浮萍酶活性影响

5.3 表面活性剂在高浓度磷培养液中对浮萍的影响

参考文献

附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)

致谢