粘土矿物及无机絮凝剂对有害赤潮的治理研究
发布时间：2021-01-10 01:26
有害赤潮作为一种全球性的海洋灾害，给海洋环境、水产养殖业和人类健康造成巨大危害，研究赤潮的发生规律，探索新的、经济有效的赤潮防治方法具有重要的科学意义和应用前景。本文针对中国沿海常见赤潮生物种，研究了粘土矿物对赤潮生物基本生理指标的影响，进一步探讨了粘土矿物的控制赤潮机制；并针对粘土矿物去除效率不高的特点，制备出具有较高絮凝效率的改性粘土；此外，本文还首次将无机高分子絮凝剂MMH（混合金属氢氧化物正电胶体）和PSMS（聚硅酸金属盐）用于赤潮治理研究中，并探索了上述赤潮防治剂的环境生态效应，主要成果与内容有：1．粘土矿物的筛选 采集国内外近30种粘土矿物，分别考察了它 们对中国沿海常见赤潮生物种赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo） 和塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense）的去除效果。结果表 明，不同粘土矿物对赤潮生物的絮凝能力有显著差别，实验筛选出 去除效果较好的几种粘土，分别为来自美国的Chemically treated kaolin、WHOI土、江苏吴县高岭土及苏州特号土等。通过絮凝实 验得到上述几种粘土矿物对两种赤潮生物的絮凝...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)山东省
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 有害赤潮防治研究概况
一 有害赤潮概述
1 有害赤潮的定义及分类
2 有害赤潮的危害
3 我国有害赤潮研究进展
4 有害赤潮研究的全球化合作趋势
二 有害赤潮的防治
1 赤潮的预防
2 赤潮的治理
2.1 物理方法
2.2 化学方法
2.3 生物方法
3 目前海水养殖区发生赤潮时常采用的应急方法
第二章 粘土矿物对赤潮生物的去除作用研究
一 粘土矿物的筛选
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 矿物粒度对去除效率的影响
2.2 粘土矿物种类筛选
2.3 粘土矿物对赤潮异弯藻的去除效率
2.4 粘土矿物对塔玛亚历山大藻的去除效率
3 结论
二 粘土矿物对赤潮生物的生理效应
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 粘土矿物对赤潮生物生长繁殖的影响
2.2 粘土矿物对赤潮生物叶绿素含量的影响
2.3 粘土矿物对赤潮生物光合作用及呼吸作用的影响
3 结论
第三章 无机絮凝剂的合成及对赤潮生物的絮凝作用
一 MMH的合成及对赤潮生物的絮凝作用
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 制备原理
2.2 MMH合成条件对藻类去除率的影响
2.3 MMH絮凝赤潮生物动力学研究
3 结论
二 PSMS的制备及对赤潮生物的絮凝作用
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 PSMS的制备原理
2.2 PSAC的制备及对赤潮生物的絮凝作用
2.3 PSAS制备条件研究
2.4 PSAS对赤潮生物的絮凝作用
3 结论
第四章 粘土矿物表面改性研究
一 插入法制备改性粘土
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 制备原理
2+浓度及制备温度对粘土表面电性的影响"> 2.2 Mg2+浓度及制备温度对粘土表面电性的影响
2.3 阳离子粘土对赤潮生物的絮凝作用
3 结论
二 表面吸附法制备改性粘土
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 MMH所占比例对表面电位及去除率的影响
2.2 MMH浓度对粘土絮凝赤潮生物的影响
3 结论
第五章 赤潮治理的现场模拟实验及环境生态效应
一 改性粘土与PSAS对中肋骨条藻赤潮的治理及环境效应
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 改性粘土对中肋骨条藻赤潮的治理及环境效应
2.2 PSAS对中肋骨条藻赤潮的治理及环境效应
3 结论
二 赤潮防治剂对中国对虾的毒性研究
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 高岭土对中国对虾的影响
2.2 次氯酸钙对中国对虾的影响
2.3 Fe和Al在对虾体内的累积
3 结论
结语
参考文献
致谢
图目
图1 破碎时间对高岭土去除赤潮异弯藻的影响
图2 破碎时间对福建龙岩土去除赤潮异弯藻的影响
图3 （a-f）几种粘土矿物对赤潮异弯藻的絮凝曲线
图4 （a-f）几种粘土矿物对塔玛亚历山大藻的絮凝曲线
图5 高岭土浓度及作用时间对赤潮异弯藻生长的影响
图6 高岭土对塔玛亚历山大藻生长的影响
图7 不同高岭土浓度对塔玛亚历山大藻生长的抑制作用
图8 （a-c）高岭土对赤潮异弯藻叶绿素含量的影响
图9 高岭土浓度及作用时间对赤潮异弯藻叶绿素a含量的影响
图10 高岭土对塔玛亚历山大藻叶绿素a含量的影响
图11 高岭土对塔玛亚历山大藻个体叶绿素a含量的影响
图12 （a-c）高岭土对赤潮异弯藻光合及呼吸作用的影响
图13 高岭土浓度及作用时间对赤潮异弯藻光合作用的影响
图14 （a-c）高岭土对塔玛亚历山大藻光合及呼吸作用的影响
图15 高岭土浓度及作用时间对塔玛亚历山大藻光合作用的影响
图16 镁铝摩尔比对MMH絮凝赤潮异弯藻效率的影响
图17 温度对MMH絮凝赤潮异弯藻效率的影响
图18 镁铝摩尔比对MMH絮凝赤潮异弯藻速率的影响
图19 不同pH条件下制备的PSAC对赤潮异弯藻的絮凝作用
图20 PSAC对赤潮异弯藻的絮凝曲线
图21 （a-c）PSAS及AS对赤潮生物的絮凝作用
图22 PSAS对不同赤潮生物的絮凝作用
图23 制备温度和镁离子浓度对蒙脱土颗粒表面电性的影响
图24 不同制备条件下的阳离子粘土对去除赤潮异弯藻的影响
图25 粘土表面正电性与去除赤潮生物效率间的正相关关系
图26 改性蒙脱土浓度对去除赤潮异弯藻的影响
图27 pH对改性蒙脱土去除赤潮异弯藻的影响
图28 MMH所占的百分比对粘土颗粒表面电位及去除率的影响
图29 粘土颗粒表面电位与去除赤潮生物效率间的正相关关系
图30 MMH浓度对粘土絮凝赤潮生物的影响
图31 蒙脱土原样和经MMH处理后的样品的扫描电镜照片
图32 pH对粘土-MMH去除赤潮生物的影响
图33 胶州湾调查站位图
图34 改性粘土对中肋骨条藻的去除率
图35 改性粘土对COD的影响
图36 改性粘土对DO的影响
图37 改性粘土对pH的影响
图38 改性粘土治理赤潮过程中悬浮物的变化
图39 PSAS浓度对藻类去除率的影响
图40 PSAS浓度对COD的影响
图41 PSAS浓度对DO的影响
图42 PSAS浓度对pH的影响
图43 PSAS浓度对水体悬浮物含量的影响
图44 高浓度次氯酸钙的降解
图45 低浓度次氯酸钙的降解
表目
表1 粘土浓度与有害赤潮生物去除效果间的关系
表2 粘土矿物筛选结果
表3 几种粘土对赤潮异弯藻的最大去除率及所需浓度
表4 几种粘土对塔玛亚历山大藻的最大去除率及所需浓度
表5 PSAC的制备条件
9（33）">表6 正交实验结果L9（33）
表7 根据表6数据计算的K值和R值
表8 各环境因子的测定方法
表9 高岭土与蒙脱土及改性体系对赤潮治理效果的比较
表10 次氯酸钙浓度及时间对中国对虾死亡个体数的影响
表11 铁和铝在中国对虾体内的累积
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国赤潮的发生趋势和研究进展[J]. 周名江,朱明远,张经. 生命科学. 2001(02)
[2]聚硅氯化铝（PASC）的形态分布及转化规律——Ⅰ.Al-Ferron逐时络合比色法研究PASC溶液中铝的形态分布及转化规律[J]. 高宝玉,岳钦艳,王占生,汤鸿霄. 环境化学. 2000(01)
[3]微生物絮凝剂的研制及其絮凝条件[J]. 黄民生,孙萍,朱莉. 环境科学. 2000(01)
[4]锗对尖刺拟菱形藻多列型生长和藻毒素产生的影响[J]. 俞志明,D.V.SubbaRao. 科学通报. 1998(21)
[5]用改性粘土去除赤潮生物的优化条件研究[J]. 李全生,俞志明,张波,张永山,马锡年. 海洋与湖沼. 1998(03)
[6]粘土矿物对尖刺拟菱形藻多列型生长和藻毒素产生的影响[J]. 俞志明,DVSubbaRao. 海洋与湖沼. 1998(01)
[7]聚硅酸金属盐絮凝剂的制备和絮凝性能[J]. 栾兆坤,宋永会. 环境化学. 1997(06)
[8]微生物絮凝剂产生菌的筛选及相关废水絮凝效果试验[J]. 李智良,张本兰,裴健. 应用与环境生物学报. 1997(01)
[9]几种消毒剂对中国对虾受精卵和无节幼体的影响研究[J]. 潘鲁青. 海洋科学. 1997(01)
[10]有害藻类及其微生物防治的基础──藻菌关系的研究动态[J]. 赵以军,刘永定. 水生生物学报. 1996(02)
本文编号：2967787
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)山东省
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【学位级别】：博士
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中文摘要
英文摘要
第一章 有害赤潮防治研究概况
一 有害赤潮概述
1 有害赤潮的定义及分类
2 有害赤潮的危害
3 我国有害赤潮研究进展
4 有害赤潮研究的全球化合作趋势
二 有害赤潮的防治
1 赤潮的预防
2 赤潮的治理
2.1 物理方法
2.2 化学方法
2.3 生物方法
3 目前海水养殖区发生赤潮时常采用的应急方法
第二章 粘土矿物对赤潮生物的去除作用研究
一 粘土矿物的筛选
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 矿物粒度对去除效率的影响
2.2 粘土矿物种类筛选
2.3 粘土矿物对赤潮异弯藻的去除效率
2.4 粘土矿物对塔玛亚历山大藻的去除效率
3 结论
二 粘土矿物对赤潮生物的生理效应
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 粘土矿物对赤潮生物生长繁殖的影响
2.2 粘土矿物对赤潮生物叶绿素含量的影响
2.3 粘土矿物对赤潮生物光合作用及呼吸作用的影响
3 结论
第三章 无机絮凝剂的合成及对赤潮生物的絮凝作用
一 MMH的合成及对赤潮生物的絮凝作用
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 制备原理
2.2 MMH合成条件对藻类去除率的影响
2.3 MMH絮凝赤潮生物动力学研究
3 结论
二 PSMS的制备及对赤潮生物的絮凝作用
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 PSMS的制备原理
2.2 PSAC的制备及对赤潮生物的絮凝作用
2.3 PSAS制备条件研究
2.4 PSAS对赤潮生物的絮凝作用
3 结论
第四章 粘土矿物表面改性研究
一 插入法制备改性粘土
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 制备原理
2+浓度及制备温度对粘土表面电性的影响"> 2.2 Mg2+浓度及制备温度对粘土表面电性的影响
2.3 阳离子粘土对赤潮生物的絮凝作用
3 结论
二 表面吸附法制备改性粘土
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 MMH所占比例对表面电位及去除率的影响
2.2 MMH浓度对粘土絮凝赤潮生物的影响
3 结论
第五章 赤潮治理的现场模拟实验及环境生态效应
一 改性粘土与PSAS对中肋骨条藻赤潮的治理及环境效应
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 改性粘土对中肋骨条藻赤潮的治理及环境效应
2.2 PSAS对中肋骨条藻赤潮的治理及环境效应
3 结论
二 赤潮防治剂对中国对虾的毒性研究
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 高岭土对中国对虾的影响
2.2 次氯酸钙对中国对虾的影响
2.3 Fe和Al在对虾体内的累积
3 结论
结语
参考文献
致谢
图目
图1 破碎时间对高岭土去除赤潮异弯藻的影响
图2 破碎时间对福建龙岩土去除赤潮异弯藻的影响
图3 （a-f）几种粘土矿物对赤潮异弯藻的絮凝曲线
图4 （a-f）几种粘土矿物对塔玛亚历山大藻的絮凝曲线
图5 高岭土浓度及作用时间对赤潮异弯藻生长的影响
图6 高岭土对塔玛亚历山大藻生长的影响
图7 不同高岭土浓度对塔玛亚历山大藻生长的抑制作用
图8 （a-c）高岭土对赤潮异弯藻叶绿素含量的影响
图9 高岭土浓度及作用时间对赤潮异弯藻叶绿素a含量的影响
图10 高岭土对塔玛亚历山大藻叶绿素a含量的影响
图11 高岭土对塔玛亚历山大藻个体叶绿素a含量的影响
图12 （a-c）高岭土对赤潮异弯藻光合及呼吸作用的影响
图13 高岭土浓度及作用时间对赤潮异弯藻光合作用的影响
图14 （a-c）高岭土对塔玛亚历山大藻光合及呼吸作用的影响
图15 高岭土浓度及作用时间对塔玛亚历山大藻光合作用的影响
图16 镁铝摩尔比对MMH絮凝赤潮异弯藻效率的影响
图17 温度对MMH絮凝赤潮异弯藻效率的影响
图18 镁铝摩尔比对MMH絮凝赤潮异弯藻速率的影响
图19 不同pH条件下制备的PSAC对赤潮异弯藻的絮凝作用
图20 PSAC对赤潮异弯藻的絮凝曲线
图21 （a-c）PSAS及AS对赤潮生物的絮凝作用
图22 PSAS对不同赤潮生物的絮凝作用
图23 制备温度和镁离子浓度对蒙脱土颗粒表面电性的影响
图24 不同制备条件下的阳离子粘土对去除赤潮异弯藻的影响
图25 粘土表面正电性与去除赤潮生物效率间的正相关关系
图26 改性蒙脱土浓度对去除赤潮异弯藻的影响
图27 pH对改性蒙脱土去除赤潮异弯藻的影响
图28 MMH所占的百分比对粘土颗粒表面电位及去除率的影响
图29 粘土颗粒表面电位与去除赤潮生物效率间的正相关关系
图30 MMH浓度对粘土絮凝赤潮生物的影响
图31 蒙脱土原样和经MMH处理后的样品的扫描电镜照片
图32 pH对粘土-MMH去除赤潮生物的影响
图33 胶州湾调查站位图
图34 改性粘土对中肋骨条藻的去除率
图35 改性粘土对COD的影响
图36 改性粘土对DO的影响
图37 改性粘土对pH的影响
图38 改性粘土治理赤潮过程中悬浮物的变化
图39 PSAS浓度对藻类去除率的影响
图40 PSAS浓度对COD的影响
图41 PSAS浓度对DO的影响
图42 PSAS浓度对pH的影响
图43 PSAS浓度对水体悬浮物含量的影响
图44 高浓度次氯酸钙的降解
图45 低浓度次氯酸钙的降解
表目
表1 粘土浓度与有害赤潮生物去除效果间的关系
表2 粘土矿物筛选结果
表3 几种粘土对赤潮异弯藻的最大去除率及所需浓度
表4 几种粘土对塔玛亚历山大藻的最大去除率及所需浓度
表5 PSAC的制备条件
9（33）">表6 正交实验结果L9（33）
表7 根据表6数据计算的K值和R值
表8 各环境因子的测定方法
表9 高岭土与蒙脱土及改性体系对赤潮治理效果的比较
表10 次氯酸钙浓度及时间对中国对虾死亡个体数的影响
表11 铁和铝在中国对虾体内的累积
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国赤潮的发生趋势和研究进展[J]. 周名江,朱明远,张经. 生命科学. 2001(02)
[2]聚硅氯化铝（PASC）的形态分布及转化规律——Ⅰ.Al-Ferron逐时络合比色法研究PASC溶液中铝的形态分布及转化规律[J]. 高宝玉,岳钦艳,王占生,汤鸿霄. 环境化学. 2000(01)
[3]微生物絮凝剂的研制及其絮凝条件[J]. 黄民生,孙萍,朱莉. 环境科学. 2000(01)
[4]锗对尖刺拟菱形藻多列型生长和藻毒素产生的影响[J]. 俞志明,D.V.SubbaRao. 科学通报. 1998(21)
[5]用改性粘土去除赤潮生物的优化条件研究[J]. 李全生,俞志明,张波,张永山,马锡年. 海洋与湖沼. 1998(03)
[6]粘土矿物对尖刺拟菱形藻多列型生长和藻毒素产生的影响[J]. 俞志明,DVSubbaRao. 海洋与湖沼. 1998(01)
[7]聚硅酸金属盐絮凝剂的制备和絮凝性能[J]. 栾兆坤,宋永会. 环境化学. 1997(06)
[8]微生物絮凝剂产生菌的筛选及相关废水絮凝效果试验[J]. 李智良,张本兰,裴健. 应用与环境生物学报. 1997(01)
[9]几种消毒剂对中国对虾受精卵和无节幼体的影响研究[J]. 潘鲁青. 海洋科学. 1997(01)
[10]有害藻类及其微生物防治的基础──藻菌关系的研究动态[J]. 赵以军,刘永定. 水生生物学报. 1996(02)
本文编号：2967787
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