水生植物和微生物联合修复富营养化水体试验效果及机理研究
发布时间：2024-05-14 00:31
水问题是全球所面临的最热点环境问题之一,而其中氮磷污染与富营养化又是水体污染最为普遍的现象,也是国内外水污染治理的难题,随着人们对生态环境重视程度的提高,使用生态修复的方法来治理富营养化已经越来越受到人们的关注,因为该方法以低廉高效的太阳能为能源,保护并恢复了我们的生态系统。本论文以植物营养生态学的理论为基础,应用水体修复小试和中试等技术平台,较为系统地研究了水体植物—微生物联合作用对富营养化水体中氮磷的去除和修复效应及其机制。主要研究内容包括:夏季漂浮水生植物及冬季沉水植物与固定化氮循环细菌(INCB)联合修复富营养化水体的效应及技术基础;固定化光合细菌与不同水生植物联合作用对重富营养化水体修复效果及其机理的研究;探讨了水生植物对不同形态氮吸收动力学特性及其根系分泌有机酸组分特点以及根系粗分泌物对固定化氮循环细菌和光合细菌作用的研究。取得的主要研究结果和结论包括: 1.应用物理生态工程的技术和原理,在夏季利用漂浮植物凤眼莲(Eichhornia crassipes)作为先锋植物并结合固定化氮循环菌可以起到对富营养化水体原位修复的目的。通过对接种固定化氮循环菌在水体中的定量分析,并且...
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
第一篇 文献综述
第一章 水体富营养化及其发生机制
1.1 我国水资源概况与水资源污染现状
1.1.1 水资源概况
1.1.2 水资源污染现状
1.1.3 我国废水和主要污染物排放量
1.1.4 水体污染物的主要类型
1.2 导致富营养化的主要原因
1.2.1 我国水体富营养化状况
1.2.2 水体富营养化的形成机理
1.3 富营养化水体的评价方法
1.3.1 参数法
1.3.2 藻类污染指示种及综合指数
1.3.3 多样性指数
1.3.4 指示生物法
1.3.5 营养状况指数法
1.3.6 特征法评价指标
1.3.7 营养评分模式
1.3.8 富营养化模糊评价模式
1.3.9 人工神经网络评价方法
1.3.10 指标测定法
第二章 水体富营养化控制措施
2.1 使用物理方法治理富营养化水体
2.1.1 底泥疏浚
2.1.2 截污
2.1.3 引水换水
2.2 使用化学方法治理富营养化水体
2.3 利用生物的方法治理富营养化
2.3.1 利用藻类治理富营养化水体
2.3.1.1 利用单细胞藻类
2.3.1.2 利用水网藻
2.4.1 利用微生物修复污染水体
2.4.1.1 固定化光合细菌(PSB)使用
2.4.1.2 固定化氮循环细菌
2.4.1.3 固定化聚磷菌的应用
2.4.1.3 EM制剂修复湖泊富营养化
2.4.1.4 CLEAR-FLO系列菌剂修复湖泊富营养化
2.4.1.5 基因治藻
2.5.1 生物操纵法治理富营养化湖泊
2.6.1 高等水生植物对富营养化水体的净化
2.7.1 水生植物和微生物联合修复富营养化水体
第二篇 试验研究
第三章: 夏季漂浮植物与固定化氮循环细菌联合系统对富营养化水体修复效果及机理研究
3.1 材料和方法
3.1.1 试验地点
3.1.2 试验材料
3.1.2.1 漂浮植物
3.1.2.2 固定化氮循环细菌
3.1.3 试验方法
3.1.3.1 微生物固定化
3.1.3.2 试验处理和实施
3.1.4 采样和分析
3.1.4 统计分析
3.2 试验结果
3.2.1 凤眼莲和固定化氮循环菌对水体中氮素的影响
3.2.2 凤眼莲和固定化氮循环菌对水体中氮循环菌群的影响
2.2.3 凤眼莲和固定化氮循环菌对叶绿素a、CODMn的影响
2.2.4 凤眼莲和固定化氮循环菌对透明度、pH的影响
2.2.5 试验结束时凤眼莲的生物量和对氮素的去除量
2.3 讨论和结论
第四章: 冬季选取典型的沉水植物与固定化氮循环细菌联合对富营养化水体修复效果及机理研究
4.1 材料与方法
4.1.1 试验材料
4.1.1.2 沉水植物
4.1.1.1 固定化氮循环微生物
4.1.2 试验方法
4.1.2.1 试验处理和实施
4.1.3 采样和分析
3.1.4 统计分析
4.2 结果与分析
4.2. 伊乐藻与固定化氮循环细菌联合对水体氮素及其它养分的影响
4.2.1.1 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体中总氮的影响
4.2.1.2 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体中铵氮的影响
4.2.1.3 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体中亚硝态氮的影响
4.2.1.4 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体中总磷的影响
4.2.1.4 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体中CODMn、叶绿素a的影响
4.2.1.6 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体透明度和pH的影响
4.2.3 伊乐藻与固定化氮循环菌联合对固氮化细菌分布的影响
4.2.3.1 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体和底泥中氨化菌数的影响
4.2.3.2 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体和底泥中亚硝化菌数的影响
4.2.3.3 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体和底泥中硝化菌数的影响
4.2.3.4 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体和底泥中反硝化菌数的影响
4.2.4 结论与讨论
第五章: 比较两种水生植物与固定化光合菌联合对重富营养化水体修复效率及机理研究
5.1 试验材料与方法
5.1.1 试验材料
5.1.1.1 光合细菌
5.1.1.2 水生植物
5.1.2 试验方法
5.1.2.1 光合菌培养基配制
5.1.2.2 细胞固定
5.1.3 试验处理和实施
5.1.4 取样和分析
5.2 试验结果
5.2.1 重富营养化水体中总氮，铵氮和硝态氮的变化
5.2.2 重富营养化水体中对总磷的的变化
5.2.3 重富营养化水体中对CODMn和叶绿素a的变化
5.2.4 各处理中养分去除效率
5.2.5 pH和DO的变化
5.2.6 植物生长量和养分吸收量
5.3 讨论
5.4 结论
第六章 三种水生植物对铵氮和硝态氮吸收动力学研究
6.1 试验材料和方法
6.1.1 试验材料
6.1.2 试验方法
6.2 结果分析
6.2.1 三种植物水生植物对NH4
+吸收动力学特征研究
6.2.2 三种植物水生植物对NO3
-吸收动力学特征研究
6.3 小结
第七章 三种水生植物分泌有机酸的研究
7.1 材料和方法
7.1.1 植物的培养
7.1.2 根系分泌物收集方法
7.1.3 分离条件
7.1.4 标准酸的配制
7.2 试验结果
7.2.1 五种混合标准酸色谱分离
7.2.2 凤眼莲根系分泌有机酸的色谱分离
7.2.3 伊乐藻分泌有机酸的色谱分离
7.2.4 黄花水龙根系分泌有机酸的色谱分离
7.3 讨论和结论
第八章 三种水生植物分泌物对微生物影响的研究
8.1 材料和方法
8.1.1 三种水生植物的培养
8.1.2 浓缩提取根系分泌物
8.1.3 微生物的培养测定
8.1.4 试验处理
8.2 结果分析
8.3 结论和讨论
第九章 综合讨论与结论
9.1 富营养化水体生物净化效应的研究进展
9.2 本论文在富营养化水体的修复研究中取得的进展
参考文献
ABSTRACT
攻读博士学位期间发表或录用的论文
本文编号：3972930
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【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
第一篇 文献综述
第一章 水体富营养化及其发生机制
1.1 我国水资源概况与水资源污染现状
1.1.1 水资源概况
1.1.2 水资源污染现状
1.1.3 我国废水和主要污染物排放量
1.1.4 水体污染物的主要类型
1.2 导致富营养化的主要原因
1.2.1 我国水体富营养化状况
1.2.2 水体富营养化的形成机理
1.3 富营养化水体的评价方法
1.3.1 参数法
1.3.2 藻类污染指示种及综合指数
1.3.3 多样性指数
1.3.4 指示生物法
1.3.5 营养状况指数法
1.3.6 特征法评价指标
1.3.7 营养评分模式
1.3.8 富营养化模糊评价模式
1.3.9 人工神经网络评价方法
1.3.10 指标测定法
第二章 水体富营养化控制措施
2.1 使用物理方法治理富营养化水体
2.1.1 底泥疏浚
2.1.2 截污
2.1.3 引水换水
2.2 使用化学方法治理富营养化水体
2.3 利用生物的方法治理富营养化
2.3.1 利用藻类治理富营养化水体
2.3.1.1 利用单细胞藻类
2.3.1.2 利用水网藻
2.4.1 利用微生物修复污染水体
2.4.1.1 固定化光合细菌(PSB)使用
2.4.1.2 固定化氮循环细菌
2.4.1.3 固定化聚磷菌的应用
2.4.1.3 EM制剂修复湖泊富营养化
2.4.1.4 CLEAR-FLO系列菌剂修复湖泊富营养化
2.4.1.5 基因治藻
2.5.1 生物操纵法治理富营养化湖泊
2.6.1 高等水生植物对富营养化水体的净化
2.7.1 水生植物和微生物联合修复富营养化水体
第二篇 试验研究
第三章: 夏季漂浮植物与固定化氮循环细菌联合系统对富营养化水体修复效果及机理研究
3.1 材料和方法
3.1.1 试验地点
3.1.2 试验材料
3.1.2.1 漂浮植物
3.1.2.2 固定化氮循环细菌
3.1.3 试验方法
3.1.3.1 微生物固定化
3.1.3.2 试验处理和实施
3.1.4 采样和分析
3.1.4 统计分析
3.2 试验结果
3.2.1 凤眼莲和固定化氮循环菌对水体中氮素的影响
3.2.2 凤眼莲和固定化氮循环菌对水体中氮循环菌群的影响
2.2.3 凤眼莲和固定化氮循环菌对叶绿素a、CODMn的影响
2.2.4 凤眼莲和固定化氮循环菌对透明度、pH的影响
2.2.5 试验结束时凤眼莲的生物量和对氮素的去除量
2.3 讨论和结论
第四章: 冬季选取典型的沉水植物与固定化氮循环细菌联合对富营养化水体修复效果及机理研究
4.1 材料与方法
4.1.1 试验材料
4.1.1.2 沉水植物
4.1.1.1 固定化氮循环微生物
4.1.2 试验方法
4.1.2.1 试验处理和实施
4.1.3 采样和分析
3.1.4 统计分析
4.2 结果与分析
4.2. 伊乐藻与固定化氮循环细菌联合对水体氮素及其它养分的影响
4.2.1.1 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体中总氮的影响
4.2.1.2 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体中铵氮的影响
4.2.1.3 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体中亚硝态氮的影响
4.2.1.4 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体中总磷的影响
4.2.1.4 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体中CODMn、叶绿素a的影响
4.2.1.6 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体透明度和pH的影响
4.2.3 伊乐藻与固定化氮循环菌联合对固氮化细菌分布的影响
4.2.3.1 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体和底泥中氨化菌数的影响
4.2.3.2 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体和底泥中亚硝化菌数的影响
4.2.3.3 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体和底泥中硝化菌数的影响
4.2.3.4 伊乐藻和固定化氮循环菌对富营养化水体和底泥中反硝化菌数的影响
4.2.4 结论与讨论
第五章: 比较两种水生植物与固定化光合菌联合对重富营养化水体修复效率及机理研究
5.1 试验材料与方法
5.1.1 试验材料
5.1.1.1 光合细菌
5.1.1.2 水生植物
5.1.2 试验方法
5.1.2.1 光合菌培养基配制
5.1.2.2 细胞固定
5.1.3 试验处理和实施
5.1.4 取样和分析
5.2 试验结果
5.2.1 重富营养化水体中总氮，铵氮和硝态氮的变化
5.2.2 重富营养化水体中对总磷的的变化
5.2.3 重富营养化水体中对CODMn和叶绿素a的变化
5.2.4 各处理中养分去除效率
5.2.5 pH和DO的变化
5.2.6 植物生长量和养分吸收量
5.3 讨论
5.4 结论
第六章 三种水生植物对铵氮和硝态氮吸收动力学研究
6.1 试验材料和方法
6.1.1 试验材料
6.1.2 试验方法
6.2 结果分析
6.2.1 三种植物水生植物对NH4
+吸收动力学特征研究
6.2.2 三种植物水生植物对NO3
-吸收动力学特征研究
6.3 小结
第七章 三种水生植物分泌有机酸的研究
7.1 材料和方法
7.1.1 植物的培养
7.1.2 根系分泌物收集方法
7.1.3 分离条件
7.1.4 标准酸的配制
7.2 试验结果
7.2.1 五种混合标准酸色谱分离
7.2.2 凤眼莲根系分泌有机酸的色谱分离
7.2.3 伊乐藻分泌有机酸的色谱分离
7.2.4 黄花水龙根系分泌有机酸的色谱分离
7.3 讨论和结论
第八章 三种水生植物分泌物对微生物影响的研究
8.1 材料和方法
8.1.1 三种水生植物的培养
8.1.2 浓缩提取根系分泌物
8.1.3 微生物的培养测定
8.1.4 试验处理
8.2 结果分析
8.3 结论和讨论
第九章 综合讨论与结论
9.1 富营养化水体生物净化效应的研究进展
9.2 本论文在富营养化水体的修复研究中取得的进展
参考文献
ABSTRACT
攻读博士学位期间发表或录用的论文
本文编号：3972930
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