富营养化水体浮床黑麦草强化修复研究

摘要

水体富营养化已成为全球性的环境问题,尤其在我国,随着水体富营养化的日趋严重,多数淡水湖泊一到夏季,蓝绿藻肆虐,水质臭不可闻,严重危害了动植物及人类的健康发展。水体富营养化的发生机制和修复原理及技术的研究是国内外植物营养、环境生态学科研究的前沿和热点。在富营养化水体修复的各种手段中,植物修复(生物修复的一种)是一种耗能低、效果好的技术,它是按照自然界自身规律去恢复自然界本来面貌,强化自然界自净能力去净化被污染水体的一种生物生态方法,己引起国内外学术界的高度重视。
　　与生长于水体的沉水植物相比,浮床植物具有来源广泛、易于管理、美化环境等优点,对富营养化水体中N、P元素及其它污染物质亦具有较强的吸收去除作用。多年生黑麦草由于生长优良,具有较大的根系生物量等特点,在治理富营养化水体方面备受重视,但浮床植物的修复过程中,其它污染物质的干扰作用并不明确,且浮床植物的修复效果仍需进一步加强。
　　本研究主要针对近年来利用浮床植物修复富营养化水体研究中存在的不足,以多年生黑麦草作为植物材料,分别研究了其在Cu胁迫和NaCl胁迫条件下对水体中N、P的去除效果;同时引用低能离子注入技术来强化黑麦草修复富营养化水体的能力。主要研究结果如下:
　　(1)多年生黑麦草对各水平富营养化水体中N、P的去除效果均较好,其中对高N水平的水体中N的2周去除率达到95.4％以上,对高P水平的水体中P的去除率达到99.4％;富营养化水体中过量的N、P,促进了黑麦草的根系及植株的生长发育,从而提高了黑麦草的生物量;各水平富营养化水体均促进了黑麦草叶绿素含量的增加和根系活力的增强,高P水平的水体促进了黑麦草植株中可溶P的利用和积累,高N水平的水体诱导了黑麦草体内POD酶活的增强。
　　(2)Cu2+胁迫在一定程度上降低了黑麦草对水体中N、P的净化效果,当Cu2+浓度较低(≤0.2mg/L)时其影响作用不显著,较高时(≥0.5mg/L)干扰严重;同时,黑麦草对水体中Cu2+亦具有去除作用,主要是通过其根部对Cu2+的积累;黑麦草对水体中N、P的吸收符合二阶动力学模型,其吸收速率随Cu2+浓度的增大而降低;黑麦草对Cu2+的吸收可用米氏动力学方程描述;水体中含有较低浓度Cu2+(≤0.2mg/L)时,对黑麦草生物量和根系数量的增加具有促进作用,当Cu2+浓度达到0.5mg/L时,黑麦草根数虽有增加趋势,但根系和叶片的生长均受到严重抑制。
　　(3)水体中NaCl浓度越高,对黑麦草去除水体中N、P的干扰作用越大,但较低浓度(10mmol/L)盐胁迫对黑麦草去除P具有促进作用,当水体中盐浓度达到40mmol/L时,植物基本失去修复能力;从去除动力学方程的二次项系数亦可看出,随着盐胁迫程度的加大,黑麦草对N、P的去除速率越小;而盐胁迫均诱导了黑麦草体内抗氧化酶活性的增强。
　　(4)剂量为1500kev和3000kev的离子束不仅一定程度上提高了黑麦草对水体中N、P的去除率,还大大促进了黑麦草的根系和植株的生长发育,从而显著提高了黑麦草的生物量;离子束辐照作为胁迫因子时,诱导了黑麦草体内抗氧化酶活的增强,作为有利因素时,对抗氧化酶活影响不大。

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1前言

1.1 水体富营养化及其危害

1.2植物在富营养化水体修复中的应用

1.3 植物修复富营养化水体的影响因素及强化措施

1.4本课题研究的目的、意义及主要内容

2材料与方法

2.1主要实验试剂

2.2 主要实验器材

2.3 分析测定方法

3多年生黑麦草对不同水平富营养化水体的净化效果

3.1试验设计

3.2黑麦草对不同营养水平水体中N、P的去除效果研究

3.3不同营养水平对多年生黑麦草生长的影响

3.4本章小节

4不同因子胁迫对多年生黑麦草修复富营养化水体的影响

4.1 Cu胁迫对黑麦草去除富营养化水体中N、P效果的影响

4.2盐胁迫对黑麦草去除富营养化水体中N、P效果的影响

4．3本章小结

5低能离子束强化黑麦草修复富营养化水体效果研究

5.1试验方法

5.2不同剂量离子束辐照对黑麦草去除N、P的影响

5.3 不同剂量离子束辐照对黑麦草生长的影响

5.4离子束辐照对黑麦草保护酶系统的影响

5．5本章小结

6结论

参考文献

致谢

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