微納米氣泡對(duì)黃菖蒲與苦草的促長(zhǎng)作用研究.pdf

1、水體富營(yíng)養(yǎng)化已經(jīng)成為我國(guó)內(nèi)陸水域污染的主要形式，藍(lán)藻、水華現(xiàn)象頻發(fā)，嚴(yán)重影響了地表水的水質(zhì)與可用性，在帶來(lái)巨大環(huán)境壓力的同時(shí)也造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。課題組利用自主設(shè)計(jì)研發(fā)的新一代微納米氣泡發(fā)生裝置，結(jié)合植生修復(fù)等技術(shù)，旨在對(duì)藻型富營(yíng)養(yǎng)化及水體黑臭進(jìn)行治理和改善，通過(guò)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的間歇式作用，改善水體環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水藻分離，同時(shí)發(fā)現(xiàn)微納米氣泡的尺寸效應(yīng)可以明顯提升水體周圍植物的生長(zhǎng)速度和生長(zhǎng)品質(zhì)，對(duì)利用植生修復(fù)技術(shù)治理水污染提供了一種新的促

2、進(jìn)途徑。
　　近年來(lái)，微納米氣泡被廣泛應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域的各個(gè)方面，其微、納米級(jí)直徑產(chǎn)生了獨(dú)特的尺寸效應(yīng)，表現(xiàn)出不同尋常的理化性質(zhì)。本文通過(guò)研究微納米氣泡對(duì)水生態(tài)植生系統(tǒng)的促長(zhǎng)作用，展望了微納米氣泡在水生態(tài)修復(fù)工程中的應(yīng)用前景，同時(shí)采用微納米氣泡處理技術(shù)培育植生修復(fù)中常用的黃菖蒲、苦草等植物，研究了微納米氣泡曝氣方式、微納米氣泡密度等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)沉水植物和挺水植物的生長(zhǎng)速度的影響。
　　(1)在微納米氣泡發(fā)生裝置產(chǎn)生氣泡的效果中，

3、測(cè)定水體中微納米氣泡的直徑并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)微納米氣泡曝氣處理后的水體溶氧量，與普通氣泡曝氣處理進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微納米氣泡發(fā)生裝置產(chǎn)生的氣泡直徑在微米甚至納米級(jí)，同時(shí)微納米氣泡曝氣過(guò)程水體溶解氧在較短時(shí)間內(nèi)由0mg/L增加到11.4mg/L，氧傳質(zhì)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通曝氣效果。經(jīng)過(guò)微納米氣泡曝氣處理過(guò)的水體溶氧量超出正常條件下水體溶氧量上限14％，并在180min內(nèi)由11.4mg/L下降至10.9mg/L，微納米氣泡密度半衰期時(shí)間長(zhǎng)。證明了

4、微納米氣泡發(fā)生裝置產(chǎn)生微納米氣泡的效果合格，滿足了后續(xù)的實(shí)驗(yàn)要求，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行提供了保障；
　　(2)微納米氣泡曝氣處理后的水體對(duì)挺水植物黃菖蒲的促長(zhǎng)作用明顯，在微納米氣泡曝氣處理的水體中生長(zhǎng)的黃菖蒲各項(xiàng)生物指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通氣泡曝氣處理的黃菖蒲，其中，根長(zhǎng)、葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素的平均值分別高出91.68%、61.36%、91.27%、58.03%，超氧陰離子、相對(duì)電導(dǎo)率平均值低出45.89%和49.84%，植物含

5、水量平均值高出1.13個(gè)百分點(diǎn)。而在實(shí)際工程中，微納米氣泡曝氣處理的水體中生長(zhǎng)的黃菖蒲對(duì)比無(wú)曝氣水體中生長(zhǎng)的黃菖蒲，根長(zhǎng)、株高、葉綠素 a、葉綠素 b、類胡蘿卜素的平均值分別高出23.91%、10.1%、153.02%、144.33%、101.6%，超氧陰離子、相對(duì)電導(dǎo)率平均值低出30.88%和21.12%，植物含水量平均值高出1.79個(gè)百分點(diǎn)。
　　(3)微納米氣泡的尺寸效應(yīng)是提高植物生長(zhǎng)速度和生長(zhǎng)品質(zhì)的因素之一，在控制各組水體

6、中的溶氧量相同后，對(duì)比微納米氣泡曝氣與普通曝氣技術(shù)，結(jié)果表明即使在相同的溶氧量水體中，微納米氣泡曝氣處理組的苦草各項(xiàng)生物指標(biāo)依然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通氣泡曝氣處理組的苦草，即植物的生長(zhǎng)加速受到氣泡的尺寸效應(yīng)影響。在實(shí)際工程中，隨著微納米氣泡密度的減小，對(duì)植物的促長(zhǎng)作用也隨之減弱，兩者呈現(xiàn)正相關(guān)變化，同時(shí)表明，即使在實(shí)際治理過(guò)程中種植于底泥的苦草根系并沒(méi)有直接與含微納米氣泡的水體接觸，其生長(zhǎng)速度和生長(zhǎng)品質(zhì)依然受到微納米氣泡的影響。
　　(4)

7、在不同的培養(yǎng)方式下，微納米氣泡對(duì)苦草的促長(zhǎng)作用影響也不相同，其中土培組苦草在植物學(xué)指標(biāo)方面表現(xiàn)優(yōu)秀，而水培組苦草在形態(tài)學(xué)指標(biāo)方面表現(xiàn)略好，這說(shuō)明微納米氣泡可以直接影響與水體接觸的苦草組織如根系、葉片等，但由于土培組苦草根系吸收底泥中的養(yǎng)料物質(zhì)更加方便，在植物學(xué)指標(biāo)方面表現(xiàn)更好。
　　(5)在水生態(tài)污染防范與治理工程中，微納米氣泡曝氣技術(shù)有利于水域周圍水生植物生長(zhǎng)，與植生修復(fù)手段聯(lián)用的情況下，兩者協(xié)同作用治理水體水質(zhì)的效果會(huì)更加明顯