低压紫外工艺对压载水浮游生物的杀灭效率研究

摘要

随着世界航运业的快速发展，船舶压载水异地排放所引起的外来海洋生物入侵问题日趋严重。为控制压载水给海洋环境带来的生态危害，2004年国际海事组织（IMO）通过了《国际船舶压载水及沉积物管理和控制公约》，制定了严格的压载水排放标准。因此，对压载水进行处理以阻止外来生物入侵问题已刻不容缓。本文对五天黑暗反应后模拟压载水水质指标与生物群落的动态变化、紫外处理后模拟压载水水质指标的动态变化与浮游生物杀灭效率、紫外处理与黑暗反应协同作用后模拟压载水水质指标的动态变化影响与浮游生物杀灭效率进行了初步研究。主要研究结果如下：
　　1.通过比较高盐（15 PSU）各分组五天黑暗反应前后的生物密度得出，≥50μm粒径的浮游生物死亡率平均为85.10％；10-50μm粒径的浮游生物死亡率平均为99.96%。10-50μm浮游生物死亡率与水体溶氧量及溶氧饱和度的变化率显著相关（p<0.05）。水体中10-50μm生物五天后达到了压载水排放标准（D-2标准）；而≥50μm生物五天后水体内生物密度未达到D-2标准（小于10 ind./m3），10-50μm浮游生物在黑暗缺氧条件下的死亡率要远高于≥50μm粒径的浮游生物的死亡率。通过比较低盐（2 PSU）各分组五天黑暗反应的生物密度得出，≥50μm粒径的浮游生物死亡率平均为97.64%；10-50μm粒径的浮游生物死亡率平均为99.91%，五天后压载水中10-50μm浮游生物密度符合D-2排放标准，平均为0.34 cell/mL，而≥50μm浮游生物密度仍旧高于D-2排放标准。
　　2.紫外杀菌实验对≥50μm浮游生物即时处理效果较好，不论15 PSU或者2 PSU，≥50μm浮游生物死亡率均达到99.5%以上；同样10-50μm粒径的浮游生物经紫外杀菌处理后的死亡率也达到94%以上。紫外线处理对水体中微小生物具备一定杀灭效率，杀菌效率与流量存在一定关系，水体流量越小，生物体受到紫外线照射的有效时间就越长，因此杀菌效率越高，≥50μm浮游生物杀灭率和10-50μm浮游生物杀灭率在25 m3/h流速下均高于40 m3/h流速下的杀灭率。实验中，10-50μm浮游生物平均即时杀灭率为98.78%，处理后水中生物密度满足压载水D-2排放标准，50μm以上粒径浮游生物杀灭率与初始密度呈显著负相关关系（r=-0.86），该粒径浮游生物初始密度若高于105 ind./m3，经紫外处理后排放水则达不到D-2标准。
　　3.紫外处理与黑暗反应协同作用后，对10-50μm浮游生物的平均去除率为99.80％，明显高于紫外单独处理的去除率；经协同作用后，各循环10-50μm浮游生物的密度均低于10.0 cell/mL，符合D-2排放标准。三组实验处理前和协同作用后10-50μm浮游生物的密度存在显著性差异（p＜0.05）。综上可知，协同作用对于压载水中10-50μm浮游生物的处理效果较好，更有利于压载水的安全排放。紫外处理与黑暗反应协同作用后，≥50μm浮游生物的密度进一步下降，经协同作用后，各循环排放水样中生物密度均符合排放标准。三组实验中，处理前和协同作用后≥50μm浮游生物的密度均具有显著性差异（p＜0.05），紫外处理与黑暗反应协同作用对于≥50μm浮游生物的处理效果更好，作用更稳定。

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第一章 引 言

1 船舶压载水及其危害

2 国际社会对船舶压载水问题的关注

3 国内外船舶压载水处理方法

4 船舶压载水紫外处理技术

第二章 五天黑暗反应后模拟压载水水质指标与生物群落的动态变化

1 引言

2 材料与方法

3 结果

4 讨论

第三章 低压紫外工艺处理对模拟压载水水质与浮游生物杀灭效率的影响研究

1 引言

2 材料与方法

3 结果

4 讨论

第四章 低压紫外处理与黑暗反应协同作用对模拟压载水水质指标的动态变化影响与浮游生物杀灭效率研究

1 引言

2 材料与方法

3 结果

4 讨论

第五章 结论

参考文献

致谢