轮叶狐尾藻对镉和铜绿微囊藻污染水体的净化能力研究
发布时间：2021-02-22 06:12
我国矿产资源丰富,但过度开发、清洁生产工艺落后使得矿区周边水体容易发生重金属污染。同时,矿区周围往往集中各类化工业生产企业,其产生的大量高氮、磷废水往往没有经过妥善处理便排入水体,使水体逐渐富营养化,水华藻类在适宜的条件下快速繁殖,容易导致水华爆发。长期以来,人们对水环境的修复主要采用物理法与化学法,但存在成本高昂或容易造成二次污染等明显的缺陷。如今,通过制作各类生物制剂、种植水生植物等方法来达到对污染水体治理的生物法成为研究的热门,这种方法具备价格低廉、无二次污染、部分污染物可实现资源回收等巨大优势。本文以适应性较强、具备生态修复功能的轮叶狐尾藻（Myriophyllum verticil-latum L.）为实验材料,研究其对矿区水体中常见的重金属镉和对蓝藻水华特征藻种铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的去除能力,主要得到以下结果:（1）轮叶狐尾藻和铜绿微囊藻均对重金属镉有吸附作用,且在0.0510mg/L浓度范围内效果相近,吸附量与镉浓度负相关;两种藻类对重金属镉的吸附均符合准二级动力学方程,二者对重金属的去除主要通过细胞表层吸附实现...
【文章来源】：四川农业大学四川省 211工程院校
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镉标准曲线
图 3.1 两种藻类对重金属的吸附率Fig. 3.1 Adsorption capacity of two species of algae to heavy metal如图 3.1 所示，轮叶狐尾藻和铜绿微囊藻均对重金属镉有很强的吸附能力，在Cd2+浓度低于 1mg/L 的条件下，二者的吸附率均超过 95%，随着重金属镉浓度的升高，吸附能力显著降低，当 Cd2+浓度为 10mg/L 时，二者的吸附率只有 57.66%和 56.55%，在实验室条件下，两种藻类对重金属镉的的吸附能力无显著差异。研究表明，多种水生植物对重金属具有吸附能力，吸附能力的强弱与多种因素相关。胡琴等[50]的对几种微藻的研究也得到了相似的结果，但发现鱼腥藻(Anabeana)在15mg/L 浓度的 Cd2+环境中迅速死亡，Cd2+吸附率先上升后下降，说明微藻死亡可能析出吸附的重金属。范彩彩等[51]的研究发现，鼠尾藻对于铅离子的吸附能力较强，而对镉离子的吸附能力较弱，鼠尾藻投放量为 13g/L 时对 5mg/L 浓度的重金属镉吸附率为 71%，比轮叶狐尾藻达到近似效果所需投放量更大，说明不同水生植物可能吸附重金属的能力差别较大。Shuster 等[52]、邱树敏等[53]的研究发现，鼠
图 3.2 吸附时间对两种藻类重金属镉吸附率的影响Fig. 3.2 Effect of time on cadmium adsorption rate of heavy metals in two species of alga如图 3.2 所示，实验开始 5min 时，铜绿微囊藻的吸附率达到 55.70%，在10min、15min 时，铜绿微囊藻的吸附率提高到 58.10%、58.30%，变化较小，到 120min 时吸附率为 58.50%；轮叶狐尾藻与之类似，实验开始 5min 时，吸即达到 54.20%，在第 10min、15min 时提升到 55.20%、55.40%，最后到达 12时，达到 56.10%。郝群华等[55]研究了丝藻(Ulothrix)对 Cd2+的去除作用，发现备快速的吸附能力，反应在前 30min 非常迅速，对 20mg/L 浓度的 Cd2+吸附率32.7%，而在 0.5~4h 时间区间内变化不大，与本实验结果显示的吸附过程一致分析此阶段丝藻对重金属镉的去除方式是生物吸附，重金属离子直接与细胞壁的功能基团结合，不需能量提供，因而十分迅速。根据准二级动力学方程参数的计算方法，求出准二级动力学模型参数并依该模型得出计算值，与实测值进行对比，如表 3.1、3.2 和 3.3 所示：2+
【参考文献】：
期刊论文
[1]狐尾藻净化生猪养殖场沼液的研究[J]. 吴晓梅,叶美锋,吴飞龙,黄薇,林代炎. 农业环境科学学报. 2018(04)
[2]沉水植物在富营养化水体原位生态修复中的功能[J]. 张之浩,吴晓芙,李威. 中南林业科技大学学报. 2018(03)
[3]镉胁迫对铜绿微囊藻的抑制作用及营养盐浓度对其的减缓效应[J]. 倪利晓,陈春明,马艳艳. 水资源保护. 2017(06)
[4]不同微藻吸附重金属离子Cd2+的实验研究[J]. 胡琴,曹艳,张喆倩,张蒙,朱振振,章丹婷,王娟. 上海环境科学. 2017(04)
[5]露天采矿区地表水环境空间特征及其影响因素——以安徽省马鞍山南山矿区为例[J]. 王会宇,王杰,崔玉环,赵玏洋. 安徽农业科学. 2017(04)
[6]黑藻、狐尾藻对重金属铅、镉、铬、钒污染水体的修复[J]. 林海,陈思,董颖博,孙梦瑶,刘璐璐. 中国有色金属学报. 2017(01)
[7]典型沉水植物修复富营养水体的最优种植密度[J]. 张萌,李雄清,邹新,周慜,刘足根. 湖北农业科学. 2016(20)
[8]5种沉水植物对重金属富集能力的对比研究[J]. 高海荣,陈秀丽,赵爱娟,穆兵. 环境保护科学. 2016(04)
[9]3种典型大型海藻对富营养化水体氮磷净化效果的分析[J]. 郑辉. 科技通报. 2016(03)
[10]渔溪河流域重金属采选污染调查与来源初步分析[J]. 董璟琦,张红振,王金南,吴龙华,何孟常. 环境污染与防治. 2015(12)
博士论文
[1]乳酸菌减除镉危害的作用及机制研究[D]. 翟齐啸.江南大学 2015
硕士论文
[1]绿狐尾藻人工湿地对养殖废水除磷效应的研究[D]. 吴晓.华中农业大学 2017
[2]绿狐尾藻耐铵态氮性能的研究[D]. 周清扬.郑州大学 2017
[3]重金属Pb2+胁迫对轮叶黑藻毒性效应研究[D]. 高艳.西南大学 2017
[4]重金属Cd2+对五种常见淡水浮游藻类的毒性效应研究[D]. 郐安琪.长江科学院 2016
[5]重金属镉胁迫下胞外聚合物在小球藻脱氮除磷过程中的作用[D]. 陈彪.湘潭大学 2015
[6]富营养化河道沉水植物网床生态修复工程研究[D]. 吴建勇.上海海洋大学 2015
[7]丝藻对水体中Pb2+、Cd2+、Cr6+的去除作用研究[D]. 郝群华.四川师范大学 2015
[8]4种水生植物水浸提液对水华微囊藻的化感抑制作用研究[D]. 王志强.山西大学 2013
[9]重金属胁迫对优势藻种脱氮除磷效果的影响及机制[D]. 彭方.湘潭大学 2013
[10]改性膨润土吸附去除冶炼废水中的重金属[D]. 莫晓余.湘潭大学 2013
本文编号：3045565
【文章来源】：四川农业大学四川省 211工程院校
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镉标准曲线
图 3.1 两种藻类对重金属的吸附率Fig. 3.1 Adsorption capacity of two species of algae to heavy metal如图 3.1 所示，轮叶狐尾藻和铜绿微囊藻均对重金属镉有很强的吸附能力，在Cd2+浓度低于 1mg/L 的条件下，二者的吸附率均超过 95%，随着重金属镉浓度的升高，吸附能力显著降低，当 Cd2+浓度为 10mg/L 时，二者的吸附率只有 57.66%和 56.55%，在实验室条件下，两种藻类对重金属镉的的吸附能力无显著差异。研究表明，多种水生植物对重金属具有吸附能力，吸附能力的强弱与多种因素相关。胡琴等[50]的对几种微藻的研究也得到了相似的结果，但发现鱼腥藻(Anabeana)在15mg/L 浓度的 Cd2+环境中迅速死亡，Cd2+吸附率先上升后下降，说明微藻死亡可能析出吸附的重金属。范彩彩等[51]的研究发现，鼠尾藻对于铅离子的吸附能力较强，而对镉离子的吸附能力较弱，鼠尾藻投放量为 13g/L 时对 5mg/L 浓度的重金属镉吸附率为 71%，比轮叶狐尾藻达到近似效果所需投放量更大，说明不同水生植物可能吸附重金属的能力差别较大。Shuster 等[52]、邱树敏等[53]的研究发现，鼠
图 3.2 吸附时间对两种藻类重金属镉吸附率的影响Fig. 3.2 Effect of time on cadmium adsorption rate of heavy metals in two species of alga如图 3.2 所示，实验开始 5min 时，铜绿微囊藻的吸附率达到 55.70%，在10min、15min 时，铜绿微囊藻的吸附率提高到 58.10%、58.30%，变化较小，到 120min 时吸附率为 58.50%；轮叶狐尾藻与之类似，实验开始 5min 时，吸即达到 54.20%，在第 10min、15min 时提升到 55.20%、55.40%，最后到达 12时，达到 56.10%。郝群华等[55]研究了丝藻(Ulothrix)对 Cd2+的去除作用，发现备快速的吸附能力，反应在前 30min 非常迅速，对 20mg/L 浓度的 Cd2+吸附率32.7%，而在 0.5~4h 时间区间内变化不大，与本实验结果显示的吸附过程一致分析此阶段丝藻对重金属镉的去除方式是生物吸附，重金属离子直接与细胞壁的功能基团结合，不需能量提供，因而十分迅速。根据准二级动力学方程参数的计算方法，求出准二级动力学模型参数并依该模型得出计算值，与实测值进行对比，如表 3.1、3.2 和 3.3 所示：2+
【参考文献】：
期刊论文
[1]狐尾藻净化生猪养殖场沼液的研究[J]. 吴晓梅,叶美锋,吴飞龙,黄薇,林代炎. 农业环境科学学报. 2018(04)
[2]沉水植物在富营养化水体原位生态修复中的功能[J]. 张之浩,吴晓芙,李威. 中南林业科技大学学报. 2018(03)
[3]镉胁迫对铜绿微囊藻的抑制作用及营养盐浓度对其的减缓效应[J]. 倪利晓,陈春明,马艳艳. 水资源保护. 2017(06)
[4]不同微藻吸附重金属离子Cd2+的实验研究[J]. 胡琴,曹艳,张喆倩,张蒙,朱振振,章丹婷,王娟. 上海环境科学. 2017(04)
[5]露天采矿区地表水环境空间特征及其影响因素——以安徽省马鞍山南山矿区为例[J]. 王会宇,王杰,崔玉环,赵玏洋. 安徽农业科学. 2017(04)
[6]黑藻、狐尾藻对重金属铅、镉、铬、钒污染水体的修复[J]. 林海,陈思,董颖博,孙梦瑶,刘璐璐. 中国有色金属学报. 2017(01)
[7]典型沉水植物修复富营养水体的最优种植密度[J]. 张萌,李雄清,邹新,周慜,刘足根. 湖北农业科学. 2016(20)
[8]5种沉水植物对重金属富集能力的对比研究[J]. 高海荣,陈秀丽,赵爱娟,穆兵. 环境保护科学. 2016(04)
[9]3种典型大型海藻对富营养化水体氮磷净化效果的分析[J]. 郑辉. 科技通报. 2016(03)
[10]渔溪河流域重金属采选污染调查与来源初步分析[J]. 董璟琦,张红振,王金南,吴龙华,何孟常. 环境污染与防治. 2015(12)
博士论文
[1]乳酸菌减除镉危害的作用及机制研究[D]. 翟齐啸.江南大学 2015
硕士论文
[1]绿狐尾藻人工湿地对养殖废水除磷效应的研究[D]. 吴晓.华中农业大学 2017
[2]绿狐尾藻耐铵态氮性能的研究[D]. 周清扬.郑州大学 2017
[3]重金属Pb2+胁迫对轮叶黑藻毒性效应研究[D]. 高艳.西南大学 2017
[4]重金属Cd2+对五种常见淡水浮游藻类的毒性效应研究[D]. 郐安琪.长江科学院 2016
[5]重金属镉胁迫下胞外聚合物在小球藻脱氮除磷过程中的作用[D]. 陈彪.湘潭大学 2015
[6]富营养化河道沉水植物网床生态修复工程研究[D]. 吴建勇.上海海洋大学 2015
[7]丝藻对水体中Pb2+、Cd2+、Cr6+的去除作用研究[D]. 郝群华.四川师范大学 2015
[8]4种水生植物水浸提液对水华微囊藻的化感抑制作用研究[D]. 王志强.山西大学 2013
[9]重金属胁迫对优势藻种脱氮除磷效果的影响及机制[D]. 彭方.湘潭大学 2013
[10]改性膨润土吸附去除冶炼废水中的重金属[D]. 莫晓余.湘潭大学 2013
本文编号：3045565
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