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1、隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展,由氮磷引起的水體富營養(yǎng)化的程度越來越嚴(yán)重,已經(jīng)成為治理水體污染的難題。雖然傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)工藝成熟,處理效果理想,但造價(jià)和運(yùn)行管理費(fèi)用昂貴,限制其廣泛應(yīng)用,尤其是在小城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村等經(jīng)濟(jì)水平較差地區(qū)。近年來,浮萍修復(fù)水體技術(shù)具有能耗非常低、對(duì)污水中氮磷去除效率高和適應(yīng)性廣泛等優(yōu)點(diǎn),在國內(nèi)外被認(rèn)為是一種最佳的革新技術(shù),逐漸成為國內(nèi)外環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。前期的研究主要側(cè)重浮萍優(yōu)勢(shì)品種的篩選、浮萍對(duì)不同污水的處
2、理效果以及浮萍的資源化利用,但是缺少對(duì)于富營養(yǎng)化限制因子氮素在浮萍處理系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化的機(jī)理以及浮萍體內(nèi)代謝酶的活性與氮素去除的關(guān)系的研究。
本試驗(yàn)以浮萍(Lemna minor)為對(duì)象,研究了浮萍對(duì)不同氨氮(NH4+-N)濃度(0~56mg/L)的吸收特征以及不同NH4+-N濃度對(duì)浮萍氧化應(yīng)激反應(yīng)的影響,還考察了不同濃度和不同形態(tài)氮素(NH4+-N和NO3--N)對(duì)浮萍的生理狀況的影響,對(duì)認(rèn)識(shí)浮萍凈化水體的機(jī)理具有重要
3、意義,也為浮萍生態(tài)修復(fù)技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支持。主要研究結(jié)論如下:
1)浮萍對(duì)NH4+-N的吸收動(dòng)力學(xué)特性可用Michaelis-Menten方程(M-M方程)來描述,通過回歸方程得到最大吸收速率為0.0733 mg·g-1 FW·h-1,親和力常數(shù)為1.4409 h-1。隨著NH4+-N濃度的增加,浮萍體內(nèi)可溶性蛋白(SP)、葉綠素和過氧化物酶(POD)活性均呈現(xiàn)先增大后減少的趨勢(shì),在3mmol/L時(shí)
4、達(dá)到最大;超氧化物歧化酶SOD和丙二醛(MDA)含量則呈現(xiàn)出先降低再升高的變化特征,在3mmol/L時(shí)達(dá)到最低值。試驗(yàn)表明,浮萍在0.5至3mmol/L NH4+-N濃度范圍均能正常生長;當(dāng)NH4+-N濃度大于3mmol/L時(shí),浮萍雖然表觀生長正常,但酶學(xué)指標(biāo)卻表明NH4+-N對(duì)浮萍產(chǎn)生了脅迫效應(yīng),此時(shí)SOD活性的大小可以用于指示浮萍受到高濃度NH4+-N脅迫的程度。
2)隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長,浮萍吸收培養(yǎng)液中NH4+-N用
5、于合成自身生長所需的物質(zhì),使其生物量增加;浮萍對(duì)NH4+-N的吸收速率及其增長速率均呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì),并與浮萍體內(nèi)的葉綠素、SP含量和谷氨酰胺合成酶(GS)活性變化趨勢(shì)一致。在不同的初始濃度下,NH4+-N濃度對(duì)浮萍體內(nèi)光合色素影響不大;隨著初始濃度的增加,刺激浮萍體內(nèi)GS活性的增加,進(jìn)而提高了浮萍對(duì)NH4+-N的同化能力,促進(jìn)氨基酸和SP的合成。根據(jù)相關(guān)性分析可知:浮萍體內(nèi)SP與葉綠素含量存在極顯著正相關(guān)關(guān)系;低濃度NH4+-
6、N濃度處理下,浮萍體內(nèi)SP含量與生物量呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;高NH4+-N濃度處理下,浮萍體內(nèi)GS活性與葉綠素含量之間呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系。
3)隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長,浮萍吸收培養(yǎng)液中NO3--N使其生物量增加;浮萍對(duì)NO3--N的吸收速率及其增長速率呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì);浮萍體內(nèi)硝酸還原酶(NR)活性發(fā)生顯著變化,而葉綠素、SP含量和GS活性變化不顯著。高的初始濃度可誘導(dǎo)NR活性的提升,促進(jìn)光合色素的合成,但對(duì)SP和
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