污水水质毒性评价及排污河道生态修复效果研究

摘要

随着工业的蓬勃发展，各种污染物被广泛排入城市排污河道，致使排污河道的污染日益严重，排河道的修复和治理已成为各国普遍的环境问题。鉴于天津市大沽河的污染现状，对城市排污河道的修复采用生态修复的方法，在河内典型河段进行了植物修复技术工程示范。本文通过室内模拟实验和现场水质监测，研究和评价大沽排污河道生态修复的效果。通过室内实验进行了机理研究，对生物毒性影响因素、植物室内修复效果等进行了研究，改进了污水水质毒性评价方法，筛选合适的修复植物；通过定期采样对河道的水体污染状况监测和分析，分析了排污河水体环境的动态变化及现场修复效果进行了研究，利用改进的污水水质毒性评价方法进行水质综合评价和生态修复效果评估。主要研究结果有：
　　 ⑴污水水质毒性评价研究--盐度对重金属生物毒性的影响：重金属对生物的毒性效应不仅与环境中总的金属浓度有关，还受环境pH值、盐度等条件的影响。盐度增加了重金属对小麦的发芽毒性并显著增加对小麦芽长、根长的抑制作用。盐分处理加重Pb、Cd对小麦幼苗生长的毒性，小麦生物量、茎长和根长在各重金属污染浓度水平下均随着盐度的增加而降低；盐分和重金属对叶绿素表现为拮抗作用，并降低了Pb、Cd胁迫下酶的活性(除Cd胁迫下根系SOD酶活性)。污水水质毒性评价方法由传统的理化分析法改进为理化指标评价和生物毒性评价相结合的方法，来综合全面评价污水水质毒性，并关注影响毒性的关键相关因子，其中本章研究发现盐度对污水的植物毒性影响较大。
　　 ⑵常见挺水植物对富营养化和重金属复合污染水体的修复效果研究：所选6种植物旱生美人蕉、水生美人蕉、旱伞草、鸢尾、马蔺、菖蒲在复合污染水体中对营养物质和重金属Cd、Pb均表现出较好的修复效果，水质净化效果明显。经50d修复后，各植物对TN的去除率为53.90％-94.75％，对TP的去除率为46.76％-85.10％；对Cd的去除率达到90.39％-99.47％。6种植物对Pb的去除作用没有明显表现出来，可能是水体环境因素pH、悬浮颗粒物以及微生物等影响到了水中Pb的浓度。所有修复植物对Cd和Pb的富集系数都远远大于1，对Cd、Pb表现出很强的富集能力，可作为Cd、Pb超富集植物来修复水体中的重金属Cd、Pb污染。
　　 ⑶大沽排污河道生态修复效果研究：生态修复示范工程一定程度上降低了河道污染，水质得到改善。大沽河主要污染是营养元素N、P污染和有机物污染。植物修复对水样植物毒性影响明显，能降低其毒性；水样对发光菌均具有毒性作用，存在潜在的急性生物毒性；修复区水样对水生动物大型蚤不存在急性生物毒性。尽管采取的一系列生态修复措施对水质改善起到了作用，但作用并没有得到充分发挥，修复效果尚不显著。根据以上实验结果可以看出，筛选种植的各种水生植物对排污河道具有一定的修复效果，采用污水水质理化指标评价和生物毒性评价相结合的方法，并注重研究影响毒性的关键相关因子，来进行污水水质毒性评价，比较科学全面。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第一节 污水水质毒性评价方法

1.1.1 理化指标评价

1.1.2 生物毒性评价

第二节 排污河道污染现状及修复技术

1.2.1 我国城市排污河道的主要环境问题

1.2.2 城市排污河道的修复技术

第三节 植物修复在水体净化中的应用

1.3.1 在水体氮磷营养物质修复中的应用

1.3.2 在水体重金属修复中的应用

第四节 本研究排污河道概况

1.4.1 大沽排污河污染现状

1.4.2 大沽排污河生态修复示范工程概况

第五节 课题研究目的及内容

1.5.1 研究目的

1.5.2 研究内容

第二章 污水水质毒性评价研究--盐度对重金属生物毒性的影响

第一节 引言

第二节 试验材料与方法

2.2.1 试验材料

2.2.2 试验方法

2.2.3 数据分析与处理

第三节 结果与讨论

2.3.1 盐度对重金属小麦种子发芽的生态毒性影响

2.3.2 盐度对重金属小麦幼苗生理生化毒性的影响

第五节 小结

2.5.1 Pb、Cd单效应对小麦种子发芽的生态毒性

2.5.2 盐度对重金属小麦种子发芽的生态毒性影响

2.5.3 盐度对重金属小麦幼苗生理生化毒性的影响

2.5.4 污水水质毒性评价方法的改进

第三章 常见挺水植物对富营养化和重金属复合污染水体的修复效果研究

第一节 引言

第二节 试验材料与方法

3.2.1 试验用水

3.2.2 供试植物

3.2.3 试验方法

3.2.4 指标测定

3.2.5 数据处理与分析

第三节 结果与讨论

3.3.1 植物生长情况

3.3.2 水质净化情况

3.3.3 不同水生植物对复合污染水体重金属Cd、Pb的吸收富集

第四节 小结

第四章 大沽排污河生态修复河道水质综合评价及生物毒性研究

第一节 引言

第二节 试验材料与方法

4.2.1 研究区域及采样点布设

4.2.2 水质指标监测分析

4.2.3 水质评价方法-主成分分析法及聚类分析法

4.2.4 微生物群落及生物急性毒性测试

4.2.5 数据分析

第三节 结果与讨论

4.3.1 水质修复效果分析

4.3.2 对水体微生物群落的影响

4.3.3 对水体生物毒性的影响

第四节 小结

第五章 大沽排污河道四次监测生态修复效果比较

第一节 引言

第二节 材料与方法

5.2.1 水质综合评价-主成分分析法

5.2.2 水质综合评价-聚类分析法

5.2.3 水质生物毒性评价

5.2.4 数据分析与评价指标

第三节 四次监测生态修复效果比较

5.3.1 水质综合评价结果比较

5.3.2 水质生物毒性比较

第四节 小结

第六章 结论

6.1.1 污水水质毒性评价研究--盐度对重金属生物毒性的影响

6.1.2 常见挺水植物对富营养化和重金属复合污染水体的修复效果研究

6.1.3 大沽排污河生态修复河道水质综合评价及生物毒性研究

6.1.4 大沽排污河道四次监测生态修复效果比较

参考文献

致谢

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果