论文部分内容阅读
近年来，水体富营养化问题的加剧严重影响了水体功能。生物生态修复技术—仿生植物技术目前在污水处理领域逐渐得到关注。浅水富营养化湖泊常因蓝藻水华频发、水体透明度低，导致沉水植物难以存活生长。本论文在滇池草海开展了小型体系的水质净化模拟试验和围隔原位试验，探讨了在富营养化水体中先期引入人工载体形成的仿生植物附着生物膜变化，及其对水质改善、浮游植物组成的影响。论文主要研究结果如下: 在300L小型体系的水质净化模拟试验中: 1)与空白对照组相比，单根新仿生植物组、双根新仿生植物组、单根预先挂膜的旧仿生植物组能明显改善水质，提升透明度;但三个实验组对水体营养盐的去除率没有显著性差异，结果表明三个实验组对水体中TN、TP、NH4+-N、NO3--N平均去除率分别为76.34％、70％、73.18％、69.23％。 2)单根新仿生植物上附着生物膜的硝化作用强度、反硝化作用强度随着水深(10cm、40cm、80cm)的增加具有差异(P＜0.05)。随水深增加，仿生植物附着微生物膜硝化作用强度逐渐降低，而反硝化作用强度则逐渐增加。 3)单根新仿生植物的介入对于其水体浮游植物的总细胞密度及群落结构有影响，浮游藻类（以蓝藻占优势）细胞密度从初始7.19×107cells/L降到1.56×107cells/L，同时仿生植物上附着藻（以蓝藻占优势）的生物量也随着实验周期的延长而逐渐增加，对水柱中浮游藻类有效地吸附与富集，有效抑制了水柱中蓝藻的生长。 在围隔原位试验(6m×6m×2m)中: 1)与空白对照组相比，预先已挂膜的旧仿生植物组在实验结束期对水柱中TN、TP、CODMn去除率分别为43.88％、49.23％及44.17％，新仿生植物组分别为49.17％、31.08％及62.86％，同时新仿生植物附着生物膜中吸附总磷含量达到0.04mg/L，表明水体中总磷含量的下降的原因之一是因为附着微生物膜的吸附、生物吸收作用，这也为后期沉水植被的生长创造了有利条件。 2)仿生植物的介入改变了水体中原有的浮游植物群落组成结构，浮游植物（尤其是蓝藻门）的细胞数呈现大幅度下降，旧、新填料组的总浮游植物细胞密度分别从初期的1.20×108 cells/L及1.08×108 cells/L降低到0.88×108 cells/L及0.38×108 cells/L。与对照组浮游植物组成一直以蓝藻门占优势不同，实验组由初始时蓝藻门占优势逐渐转变以绿藻门、蓝绿藻门占优势，并且仿生植物上附着藻类的生物量也随着实验周期的延长在不断增长，以硅藻门和蓝藻门占优势。有效抑制了水体蓝藻水华的发生。 3)与空白对照组相比，仿生植物的介导增加了水体中浮游细菌的丰富度和均匀度。而且，附着微生物膜中硝化螺旋菌门的相对丰度不断上升，这有利于提高水柱中的NH4+-N的去除率。 综上所述，引入人工载体形成仿生植物附着生物膜，降低了围隔水体营养水平、浮游植物（尤其是蓝藻）的生物量，提高了透明度，促进了沉水植物的生长与恢复。