三种挺水植物腐烂分解及其污染物释放规律的研究

发布时间：2017-12-24 23:54

本文关键词：三种挺水植物腐烂分解及其污染物释放规律的研究　出处：《江苏大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近年来,利用水生植物修复富营养化水体技术已经日益成熟,挺水植物作为大型水生植物的重要代表,具有植物修复和湖泊景观等多种功能特性。而当挺水植物处于衰亡期时,其枯落物释放的氮、磷等营养盐物质又会重新进入水体,营养盐在水-沉积物-植物之间迁移转化,又会对河流造成二次污染。因此本论文以常见的挺水植物(香蒲、美人蕉、再立花)为试验材料,通过构建室内试验系统,研究挺水植物在其整个腐解过程中,上覆水和底泥中的N、P等污染物质的动态变化规律;在不同环境因子的条件下,挺水植物的分解速率和N、P等污染物的释放规律并从分子生态学角度分析挺水植物腐烂分解后对沉积物中厌氧氨氧化细菌(Anammox)群落结构、丰富度和多样性等微生物指标的变化。主要结论如下:(1)不同植物腐烂分解对上覆水的影响不同。在分解实验初期,上覆水中的DO迅速下降,水体呈厌氧状态。植物腐解过程中上覆水TP和COD变化相似呈先上升后下降趋势,同时期不同植物间的水质TP变化为美人蕉再立花香蒲。三种挺水植物腐解过程中上覆水N素变化相似,TN和NH4+-N均呈先上升后下降的变化规律。不同的是TN在后期出现波动上升的趋势,而且同时期上覆水中的NH4+-N大小为再立花美人蕉香蒲。在植物腐解的过程中,底泥中的TP呈明显上升趋势,与上覆水中TP呈显著负相关关系。植物分解对沉积物中的TN影响较复杂,美人蕉和再立花组的沉积物TN与上覆水中TN呈显著负相关关系。再立花组沉积物NH4+-N在前期呈上升趋势并在125天时达到最大值。(2)温度的高低对挺水植物的分解至关重要。同种植物在不同温度下的腐解速率大小:T4T3T2T1。在实验前6天,植物的氮含量升高,且温度越高TN的上升趋势越大,实验后期植物TN则呈上升-下降交替进行的变化趋势。在腐解300天时,植物氮含量与温度有关,即温度越高植物TN含量越大。三种植物磷含量的变化趋势为:下降-缓慢上升,在前6天,TP迅速下降,且随着温度升高,TP下降的趋势越强。在实验后期,植物TP出现缓慢上升的趋势,随着温度升高上升趋势越强,不同植物间氮、磷的含量差异不明显。整个实验过程中水体TP浓度的变化呈上升-下降的趋势。美人蕉和再立花在T3和T4条件下TP呈先上升-后下降的趋势。同时期不同植物分解过程中,水体TP的大小为:美人蕉再立花香蒲。植物腐解过程中水体TN的变化规律与TP变化规律相似,不同植物间水质TN的含量为:美人蕉再立花香蒲。(3)在有无底泥条件的植物腐解实验中,植物的分解过程可分为三个阶段:在0-6天为快速分解时期;6-145天为慢速分解时期;145-300天又加速分解。香蒲和美人蕉在145天至300天时,有底泥条件下植物的分解速率要高于无底泥。三种植物的分解速率大小为:美人蕉再立花香蒲,在有无底泥的条件下分解速率常数为香蒲(0.002/d)、美人蕉(0.004/d)、再立花(有底泥:0.002/d;无底泥:0.003/d)。在本实验中,植物TN变化为:增加-下降-缓慢升高。美人蕉与再立花的植物氮变化相似,在前6天时,TN迅速升高且有底泥条件下的TN高于无底泥,在后期TN交替升高。植物磷的变化为前期迅速下降,然后趋于稳定并在165天时交替增加。香蒲在165-300天时,无底泥条件下的TP始终高于有底泥。再立花磷含量在前期迅速减少,而且有底泥条件下的TP均高于无底泥。(4)不同植物分解将会影响其沉积物中Anammox细菌的群落结构分布、丰富度,并与沉积物氨氮、硝氮等理化因子之间都有相关性。植物腐解后沉积物中Anammox细菌的丰富度表现为:MRJXPZLHCK。植物腐解沉积物中的pH、TP和氨氮与丰富度呈正相关,Shannon和Chao1指数与沉积物氨氮和硝氮呈负相关。挺水植物的腐解沉积物中Anammox细菌菌落结构主要由Anammoxoglobus和Brocadia群簇组成,其中Brocadia群簇占优势。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X173

【参考文献】