微囊藻对底泥—水界面反硝化过程的促进作用研究

发布时间：2020-07-25 18:41

【摘要】：湖泊中营养盐(氮、磷)的富集导致了水体的富营养化,并进一步引发了蓝藻水华。从其自身特点来看,湖泊生态系统并不只是被动地响应氮输入,它还能够通过自身的生物反硝化作用将氮素去除。由于反硝化作用只有在缺氧或厌氧的条件下才能进行,因此湖泊的生物反硝化作用主要发生在湖泊的底泥-水界面处。目前,关于湖泊富营养化的研究主要集中在氮、磷引发藻华暴发的作用机理、藻华暴发的危害、蓝藻水华的控制方法等方面,而关于蓝藻对湖泊的氮循环,尤其是底泥-水界面反硝化过程的影响的研究较少。因此,本论文从蓝藻与底泥-水界面的相互作用入手,探究了不同状态的微囊藻对底泥-水界面反硝化过程的影响,并在此基础上考察了利用氮限制培养、物理加压等方法将藻用作底泥-水界面反硝化碳源的可行性。此项研究对于湖泊富营养化的控制以及蓝藻的资源化利用将具有重要的参考价值。本研究的主要结论如下:1)活体微囊藻不仅能够降低底泥-水界面处的溶解氧,而且能够释放出较多的有机碳(13.93 mg TOC/mg Chl a)、极少的氮(0.18 mg DTN/mg Chl a),这些都有利于底泥-水界面的反硝化。2)不同状态的微囊藻(死藻和活藻)能够促进底泥-水界面的反硝化过程,而且活体微囊藻的浓度越高底泥-水界面处的NO_x~--N下降越快。当体系中的活体微囊藻浓度为0.2、0.4、0.8 mg Chl a L~(-1)时,其NO_x~--N去除速率常数分别是对照的1.06、1.14、1.40倍。3)氮限制培养的微囊藻能够促进底泥-水界面的反硝化作用,浓度越高促进效果越明显。当体系中氮限制培养微囊藻藻粉、正常培养微囊藻藻粉的浓度为100 mg·L~-1时,其溶解性总氮的去除速率常数分别是0.951、0.423 d~(-1),去除率分别是99.3%、66.7%。其中氮限制培养微囊藻对体系反硝化过程的促进作用能够与葡萄糖相当,同时高于正常培养的微囊藻。4)加压处理后的活体微囊藻能够促进底泥-水界面的反硝化作用,活体微囊藻浓度越高促进效果越明显。当体系中加压处理活体微囊藻的浓度为0.37、0.75、1.12 mg Chl a L~(-1)时,其溶解性总氮的去除率分别是对照的1.63、2.08、2.1倍。在小试规模上,自然水体中的蓝藻能够增强底泥-水界面的反硝化作用。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X52;X173
【图文】：

氮素循环,湖泊生态系统,氮循环,迁移转化

1 绪论1.1 湖泊的氮循环作为构成生命体的四大基本元素（C、H、O、N）之一，氮素的迁移转化及其生物地球化学循环对于维持生态系统的稳定具有重要意义[1, 2]。在湖泊中，氮素主要以硝氮（NO3--N）、亚硝氮（NO2--N）、氨氮（NH4+-N）、有机氮（Org-N）的形式存在，这四种形态氮的迁移转化形成了湖泊的氮循环[3-5]。不同形态氮素之间的转化主要依靠硝化、反硝化、厌氧氨氧化等生物化学过程，另外湖泊的氮循环不是一个封闭的循环，它还存在着氮素的输入与输出[6, 7]。湖泊中氮素的迁移转化及其输入、输出过程如图 1-1 所示。

路线图,研究技术,路线图

研究技术路线图

玻璃瓶,泥浆,体积比,静置分层

学位论文烧杯中的泥浆静置分层后，用直尺量出上清与水的体积比。再根据泥水体积比、玻璃瓶的混合泥浆体积。水重新搅匀，向玻璃瓶中加入适量的泥浆；用。除反硝化作用需要在缺氧或厌氧的条件下验中所用的脱氧装置如图 2-1 所示。

【参考文献】