水源地生态净化模拟实验对浮游植物群落结构的影响

摘要

饮用水源的安全是关系一个国家社会经济的和谐、快速发展和人民健康安定的重要因素，提供安全饮用水是世界正面临着的四大水资源问题之一。保障饮用水安全，关键在饮用水源地的保护。而水源地藻类的大量生长是威胁水源地水质稳定性的重要因素之一。水源地水源中浮游植物的多少是影响水源地浮游植物群落组成的一个潜在因素，因此在建设水源地时考虑水源地水源的净化对控制水源地藻类的生长具有重要意义。本论文根据水库的功能，模拟水库的形状、面积分配和水深设置，并结合先锋植物的引种，设置了4个实验方案，开展水体水质净化效果的实验研究，实验于2014年8月至2015年6月，按季度采集浮游植物样品，每个季度按照水力停留时间为2d、3d、5d和7d采集，共计进行20次采样调查。通过对比不同实验方案中浮游植物群落结构的变化，分析水生高等植物种植密度、种植方式、沉淀区面积和水力停留时间对浮游植物群落结构的影响，为水体富营养化的防治和水源地的设计和建设提供依据。具体结果如下:
　　1.沉降区面积的增加有助于提高水体透明度，增加浮游植物生物量。其中源水、A试验池和B试验池浮游植物生物量变化范围分别是1.90*106～7.14*106个/L、3.89*106～2.41*107个/L和3.01*106～1.58*107个/L，透明度的变化范围分别是11～15 cm、46～89 cm和40～67 cm。
　　2.水生高等植物种植密度对浮游植物生长存在影响。当水力停留时间大于5d时，水生高等植物种植密度较高的水体中浮游植物的生物量远低于水生植物密度低的水体;对其进行季节分析发现，在春季和秋季，水生植物密度越高浮游植物生物量越低，但是在夏季，水生高等植物种植密度高的试验池(50％)和低的试验池(30％)浮游植物生物量均较低，且差异不大。蓝藻的生物量在任何停留时间和季节下，水生高等植物种植密度较高时，蓝藻生物量维持在极低的水平。
　　3.生态浮床对浮游植物的生长存在影响，当水力停留时间大于3d时，生态浮床表现出较强的竞争力，有生态浮床的水体中浮游植物生物量较低;对其进行季节分析发现，有生态浮床的水体中，浮游植物生物量在春夏秋三季均维持极低的水平，而无生态浮床的试验池中，浮游植物生物量春秋季均极高超过1000万个/L，但是夏季极低;有浮床的水体中蓝藻生物量一直维持在极低的水平。
　　4.水生高等植物种植密度的高低、有无生态浮床以及沉淀区面积的大小对水体中浮游植物的种类数和优势种影响不大，其中浮游植物的种类数在81～93之间波动，主要优势种都是衣藻（Chlamydomonassp.）、尖尾蓝隐藻（Chroomonasacuta）、啮蚀隐藻（Cryptomonas erosa）、小环藻（Cyclotella sp.）和颗粒直链藻（Melosiragranulata）。
　　5.通过对比不同水力停留时间（HRT=2 d、3d、5d和7d）时浮游植物生物量和叶绿素a发现，总体上，浮游植物生物量和叶绿素a随HRT的增加而呈现增加的趋势，水力停留时间保持在5d内时生物量和叶绿素a含量较低且增速缓慢，当水力停留时间为7d时，浮游植物迅速生长繁殖，生物量大量增加，超过水华爆发阈值（1500万个/L），叶绿素a也超过富营养化阈值10 ug/L。水力停留时间保持在5d以内较好，可以有效的预防水体中因浮游植物的大量繁殖而带来的危害。
　　6.四种方案处理的水体中浮游植物种类数和生物量都存在明显的季节变化，春冬季较高，夏秋季较低。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 我国水资源概况

1．2 我国水源地概况

1．2．1 水源地简介

1．2．2 水源地的重要性

1．2．3 国内外水源地保护现状研究

1．3 水体生物-生态修复技术

1．3．1 生物-生态修复技术的内涵

1．3．2 生物-生态修复技术手段

1．3．3 湖库的生物-生态修复

1．4 浮游植物在水源地中的作用

1．5 课题来源及研究的目和意义

1．5．1 课题来源

1．5．2 研究的目的和意义

第2章 实验设计与研究方案

2．1 验基地概况与试验水质现状

2．1．1 试验基地概况

2．1．2 试验水质现状

2．2 生态净化池设计

2．3 中试工程建设

2．3．1 水生植物选择及配置

2．3．2 现场试验方法

第3章 结果与讨论

3．1 沉淀区面积对浮游植物的影响

3．1．1 引言

3．1．2 实验设计

3．1．3 实验结果

3．1．4 讨论

3．2 水生高等植物种植密度对浮游植物的影响

3．2．1 引言

3．2．2 实验设计

3．2．3 实验结果

3．2．4 讨论

3．3 生态浮床对浮游植物的影响

3．3．1 引言

3．3．2 实验设计

3．3．3 实验结果

3．3．4 讨论

3．4 水力停留时间对浮游植物的影响

3．4．1 引言

3．4．2 实验设计

3．4．3 实验结果

3．4．4 讨论

3．5 四种实验方案的对比研究

3．5．1 种类数

3．5．2 生物量

3．5．3 优势种

3．5．4 讨论

3．6 季节变化

3．6．1 种类数的季节变化

3．6．2 生物量的季节变化

3．6．3 讨论

第4章 结论

参考文献

致谢

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