复配改性黏土的制备及其与凤眼莲在水体修复中的应用

摘要

近年来，生产、生活污水的排放使湖泊和自然水体中的营养盐含量过度累积，湖泊富营养化现象日益严重，蓝藻水华频频暴发，且有害水华中常见的铜绿微囊藻产生的微囊藻毒素，是一种强烈的肝脏肿瘤促进剂，对人类的人体和生态环境造成威胁。因此如何除去水体中营养盐、防治蓝藻水华，降解水中的微囊藻毒素变得尤为重要。
　　本课题主要使用两种方法进行富营养化水体原位除藻、除磷，一种是采用聚合氯化铝(PAC)与凹凸棒土(AT)复合后再改性，用于去除水中蓝藻，降解藻毒素及去除水中磷，并对其进行20d长期停滞于水体中时，水中可溶性总氮(DTN)、可溶性总磷(DTP)、微囊藻毒素（Microcystin-LR and Microcystin-RR）及叶绿素a(Chl-a)的浓度等指标进行水体的安全性分析;一种是利用凤眼莲与产毒铜绿微囊藻进行共培养实验，研究了凤眼莲对产毒铜绿微囊藻生理特性、细胞结构以及不同类型的微囊藻毒素释放与削减的影响，以期为探讨水中凤眼莲与水华蓝藻短期密集共存时的影响提供依据。
　　实验结果表明:复合改性后的黏土对蓝藻的去除率显著高于PAC和AT+PAC，去除率高达97.15％±1.35％，20d长期停留在水中时，有水华蓝藻时，DTP仅为初始值的5.3±0.60％，Chl-a为初始值的1.7±0.70％，及藻毒素的含量(MC-RR)为自然衰亡时的藻毒素(MC-RR)的16.27±0.91％，表明复配改性黏土除磷及除藻的效果较好.凤眼莲有效地抑制了铜绿微囊藻的生长，加速了它的衰亡。凤眼莲严重破坏藻细胞的SOD酶系统，共培养6d后蓝藻细胞SOD活性降至2.67±1.68U/mg protein，导致超氧阴离子自由基未能及时转化，藻细胞H2O2水平无显著上升。在凤眼莲影响下，4d时铜绿微囊藻细胞就出现萎缩现象，类囊体片层结构出现溶解，细胞ATP水平持续快速下降。但凤眼莲的存在使铜绿微囊藻MC-LR与MC-RR的释放显著低于自然衰亡时，且削减速度显著优于自然衰亡时。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 蓝藻水华

1．2．1 蓝藻水华的形成

1．3 水华形成的危害

1．4 蓝藻水华的治理

1．4．1 物理方法

1．4．2 化学方法

1．4．3 生物方法

1．5 富营养化水体中除磷的方法

1．5．1 生物法

1．5．2 吸附法

1．5．3 化学沉淀法

1．6 本课题研究内容与意义

1．6．1 研究意义

1．6．2 研究内容

2 除藻和磷材料的筛选

2．1 实验仪器与材料

2．1．1 主要的仪器设备

2．1．2 主要试剂

2．1．3 实验设置

2．1．4 测定方法

2．1．3 数据分析方法

2．2 结果与分析

2．2．1 对筛选的材料对总磷、总氮含量的测定

2．1．2 对筛选的材料进行残留铝离子的测定

2．1．3 COD含量的测定

2．3 小结

3 对筛选的复配黏土材料做除磷和除藻的测定

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验方法

3．1．3 检测方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 PAC复合改性前后对蓝藻的去除能力

3．2．2 PAC复合黏土AT的改性对铜绿微囊藻细胞的影响

3．4 本章小结

4 复配改性黏土的生态安全性研究

4．1 材料与方法

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验方法

4．1．3 测定方法

4．2 结果与讨论

4．2．1 凤眼莲对铜绿微囊藻生长的影响

4．2．2 凤眼莲对铜绿微囊藻抗氧化系统与活性氧含量的影响

4．2．3 凤眼莲对铜绿微囊藻能量系统的影响

4．2．4 凤眼莲对铜绿微囊藻细胞结构的影响

4．2．5 凤眼莲对藻毒素释放与削减的影响

4．3 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 讨论

5．3 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况