检索结果-南通市图书馆

作者：俞珊江南大学

学位级别：硕士

重金属铅作为“五毒”金属之一,进入水体后,对水生植物、动物以及人类的健康带来了严重威胁。富里酸(FA)作为自然界普遍存在的天然有机酸可以有效缓解重金属铅对植物的胁迫。本文以苦草和菹草两种沉水植物为研究对象,探讨FA对重金属铅... 详细信息

重金属铅作为“五毒”金属之一,进入水体后,对水生植物、动物以及人类的健康带来了严重威胁。富里酸(FA)作为自然界普遍存在的天然有机酸可以有效缓解重金属铅对植物的胁迫。本文以苦草和菹草两种沉水植物为研究对象,探讨FA对重金属铅胁迫植物的缓解效应机理。研究结果如下:随着铅浓度的增加和时间的延长,苦草和菹草的叶绿素含量都呈现先增高后降低的趋势。苦草的丙二醛(MDA)含量随着铅浓度的增加和时间的延长持续增加,在胁迫末期,当铅的浓度为250μmol·L-1时,苦草的MDA含量降低;菹草的MDA含量随着铅浓度的增加和时间的延长先增高后降低。苦草的游离脯氨酸(Fpro)含量随着铅浓度的增加和时间的延长先增高后降低;菹草的则持续降低。苦草和菹草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性都是随着铅浓度的增加和时间的延长先增高后降低。两种植物的CAT活性对铅的胁迫最为敏感;在高浓度铅胁迫后期,两种植物的三种抗氧化酶活受到了抑制,迅速降低,并且都低于对照组。在高浓度铅胁迫下菹草较苦草表现出了更好的抗逆性。苦草和菹草的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和酸性磷酸酶(ACP)活性在铅的胁迫下都表现出了“低促高抑”的趋势,即在低浓度铅胁迫促进了它们活性的提高,而高浓度铅胁迫则对它们的活性表现为抑制作用。菹草的NR、GS和ACP活性在高浓度铅胁迫下都低于对照组,比苦草对高浓度铅的胁迫更为敏感。随着时间的延长,苦草和菹草的NR、GS和ACP活性在铅的胁迫下都表现为先增高后降低的趋势,都在第7天降到最低。向水体投加FA溶液后,在50μmol·L-1铅浓度胁迫下,随着FA浓度的增加苦草的叶绿素含量先增高后降低,而MDA的含量先降低后增加;菹草的叶绿素随着FA浓度的增加先减少后增加,MDA的含量逐渐减少。在100μmol·L-1浓度胁迫下,随着FA浓度的增加苦草和菹草的叶绿素含量都先增高后降低,但是都高于CK组;两种植物的MDA含量变化趋势与叶绿素变化趋势一致。在低浓度铅胁迫下,随着FA浓度的增加,苦草和菹草的SOD活性都是先增高后降低,并且都显著低于CK组(p<0.05),苦草的SOD活性同时低于FA0对照组;苦草和菹草的CAT活性变化与SOD活性变化趋势一致;苦草和菹草的POD活性依次降低。在高浓度铅胁迫下,随着FA浓度的增加,苦草和菹草的SOD活性以及CAT活性与低浓度铅胁迫下的变化趋势保持一致,并且两种植物的CAT活性都高于CK组,苦草和菹草的POD活性先增高后降低。高浓度铅胁迫下,FA对CAT活性的缓解效应更好。在50μmol·L-1铅浓度胁迫下,随着FA浓度的增加,苦草的NR、活性先降低后增高,苦草的GS和ACP活性都是持续增加,并且GS和ACP的活性都显著高于对照组(p<0.05);菹草的NR和GS活性先增加后降低,Pb1+FA2处理组达到最大,它们的活性都显著高于对照组(p<0.05),菹草的ACP活性先增高后降低。在100μmol·L-1铅浓度胁迫下,随着FA浓度的增加,苦草和菹草的NR活性先增高后降低,并且高于对照组;苦草的GS活性持续增加,而菹草的GS活性与NR活性保持一致;它们的ACP活性都是先增高后降低。不论是在低浓度还是高浓度铅胁迫下,FA的加入有效提高了苦草和菹草的NR、GS和ACP活性,同时,FA的缓解效应因植物的种类和其浓度的不同表现出差异性。FA的加入可以显著减少水体内铅的含量。FA与Pb的螯合反应能形成易于被植物吸收利用的形态,加大植物对Pb的吸收。FA提高了Pb从植物根系向地上部分(叶子)的迁移,提高植物体内对铅的累积。FA的加入不能改变植物根系和叶子中Pb的各个形态,但是可以改变其百分比含量,其中,以FHAc、FE和FW三个提取态的百分比含量为植物体内主要的Pb形态,FNa Cl和FHCl次之,FR最低。

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同方学位论文库评论

微藻与氰化物相互作用机理研究

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作者：刘青青江南大学

学位级别：硕士

氰化物作为工业原料被广泛用于采矿、电镀、合成纤维及制作染料等行业,但绝大多数无机氰化物毒性强且容易挥发,潜在危害极大。微藻是一类对环境胁迫相对敏感且具有吸收有毒物质能力的自养型微生物。研究微藻与氰化物的相互作用可以更好... 详细信息

氰化物作为工业原料被广泛用于采矿、电镀、合成纤维及制作染料等行业,但绝大多数无机氰化物毒性强且容易挥发,潜在危害极大。微藻是一类对环境胁迫相对敏感且具有吸收有毒物质能力的自养型微生物。研究微藻与氰化物的相互作用可以更好了解氰化物对微藻的致毒机理和微藻对氰化物的去除机制,以达到用生物法来治理水体氰化物污染的目的。本文以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus),普通小球藻(Chlorella vulgaris),铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和小环藻(Cyclotella)四种微藻作为模式生物,采用化学分析和生物标志物检测相结合的方式,研究氰化物暴露对不同微藻的毒性效应及内在机理,对比不同微藻对氰化钾溶液和实际废水中氰化物的去除作用及影响因素。主要研究结果如下:(1)通过生长抑制实验,对普通小球藻、斜生栅藻、铜绿微囊藻和小环藻分别进行不同浓度氰化钾溶液96 h暴露,对比氰化钾对这四种微藻的毒性大小。结果显示:氰化钾对这四种微藻均有明显的毒性,其96 h的半数有效浓度EC大小分别为0.12μg/L,0.84、0.38和0.13 mg/L,可知氰化钾对普通小球藻的毒性作用最大,对斜生栅藻的毒性作用最小。(2)研究了氰化钾对微藻的生长影响,发现氰化钾对不同微藻生长的影响不一致。氰化钾对普通小球藻的生长呈现“低促高抑”效应,即低浓度氰化钾暴露促进普通小球藻的生长,而高浓度的氰化钾则抑制细胞生长,表现为0.1 mg/L氰化钾暴露下,普通小球藻的细胞密度值、叶绿素a值和最大光化学量子产量(Fv/Fm)值均明显比空白组的数值高,高于0.1 mg/L的氰化钾则降低了各个生长参数值。而氰化钾对斜生栅藻、铜绿微囊藻和小环藻均呈现明显的浓度-效应现象,即氰化钾暴露浓度越高,细胞生长抑制作用越明显,各个生长参数值相比于空白组明显降低。通过扫描电镜观察到氰化钾胁迫培养后藻细胞表面形态变化明显,细胞膜结构损伤程度随氰化钾暴露浓度的增加而越大,甚至出现破损现象。(3)通过细胞内生物标志物对氰化钾胁迫的响应及氰化钾胁迫抗氧化酶mRNA的表达水平的影响的测定,探究氰化钾对微藻细胞可能存在的致毒机理。研究表明:低浓度氰化钾诱导微藻细胞发生氧化应激,从基因水平调控抗氧化系统发挥作用,有效清除活性氧,缓解氧化损伤;而高浓度的氰化钾则会加重细胞的氧化程度,超出抗氧化系统的能力,从而导致细胞损伤,进而破坏了细胞的生理功能。(4)论文不但研究了氰化钾对微藻生长的毒性效应,而且初步考察了微藻对氰化物的去除效果。通过对比实验,探讨氰化钾的自然降解与不同微藻对氰化钾的去除作用效果。实验结果表明:微藻对于浓度为10 mg/L的氰化钾的去除有着明显的促进作用。氰化钾浓度从10 mg/L自然降解至5 mg/L需要80 h,而在斜生栅藻的作用下,36 h的去除率已超过50%,其他微藻作用下也只需48 h去除率就能达到50%。另外对微藻去除氰化物的适宜条件进行了探索:pH控制在10左右,有利于微藻对氰化钾的去除;同时对于普通小球藻和斜生栅藻,温度适合控制在25℃,而对于铜绿微囊藻和小环藻,温度则控制在30℃,这与微藻的种类有关。(5)通过微藻来处理实际电镀废水中的氰化物,得到了与模拟实验相似的结论。结果显示:微藻处理A厂浓度约为11 mg/L的废水时,微藻作用下实际电镀废水中的氰化物去除率明显高于自然条件下的降解效率,且不同微藻的去除能力不同,斜生栅藻、铜绿微囊藻、小环藻和普通小球藻对电镀废水中氰化物单位时间每百万个藻细胞去除氰化物的质量分别为1.29、0.95、0.77和0.46μg。对于B厂浓度为23 mg/L的实际废水时,微藻作用的氰化物去除效果不如其自然降解的效果好。

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无锡太湖保护区土地生态修复与土地整理研究

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作者：梁小虎江南大学

学位级别：硕士

开展太湖流域保护区土地整理与土地生态修复研究,能够针对不同类型的待整理土地的具体情况提出具体的土地整理方案和土地生态修复措施,这样既可以有效开展土地整理工作,又能够改变传统的土地整理仅仅满足于改变土地利用类型的简单做法... 详细信息

开展太湖流域保护区土地整理与土地生态修复研究,能够针对不同类型的待整理土地的具体情况提出具体的土地整理方案和土地生态修复措施,这样既可以有效开展土地整理工作,又能够改变传统的土地整理仅仅满足于改变土地利用类型的简单做法。太湖治理问题自2007年蓝藻爆发后,引起了政府以及相关部门的高度重视,目前太湖水的治理集中在太湖水体的治理、湖滨带的截污方面：科学调水引流、积极治理蓝藻、有效治理内源污染等,若能建设高质有效的生态防护林,必将为缓解太湖湖体压力带来积极深远的影响。笔者试图探寻土地整理和土地生态修复结合的模式,重点从土质改良方面提高土地整理内涵,为完善生态防护林对太湖湖体的缓解压力提供可靠的数据支撑材料,为合理构建良好的生态防护林提供定量的监测资料。本文将从无锡太湖保护区工矿废弃地现状入手,查清土地质量状况,同时探寻生态防护林带土地性质变化规律,从而为土地整理提供新的参考思路。首先通过对滨湖区9个地块工矿废弃地的实验研究,得出已考察的地块中55.6%的样点不符合土壤环境质量标准值一级保护区的标准,镍超标的地块占超标地块的80%,87.5%的地块土壤属于尚清洁（警戒限）的范围,9个地块中样点1为已修复地区,样点7和样点8为污染较重的地区,复垦为园林用地的样点土壤TN、TP含量高于复垦为耕地的样点。土壤TP含量与土壤质地有关,与土壤CEC呈一定的平行关系。土壤TP含量与区域植被结构、种类情况有关,确实土地生态修复的必要性和可能性。废弃土地复垦地利用,应先优先考虑复垦为园林用地,需复垦为其他用地类型时,宜先复垦为园林用地对土地进行改善,使土地得到高效利用。结合景观设计开展土地生态修复的设计,将有利于修复后的土地更为充分的利用,缓解该区人地矛盾,同时承担缓解太湖环境问题的功能。其次植物修复是一种新型的有发展潜力的治理环境污染的绿色技术。利用植物来修复被污染的土壤是一种既经济又有效的生物修复技术。探究不同树种在土地质量变化中的规律,得出针对每种指标有修复效果的树种种类,找到不同树种在土地生态修复中对土壤的改性情况,明确不同树种在土壤氮磷以及重金属等指标改善中的变化规律以及优缺点,查清指标之间的相互回归关系。指标的相关关系仅可作为方案设计时的参考,具体土壤性质应该重新单独监测,同时应加强土壤重金属在生态防护林时间大尺度上的深入研究,便于为以后的土地生态修复提供参考理论和数据依据。在查明土地质量现状、掌握土地指标变化相关规律的基础上结合景观设计理念探讨土地整理和土地生态修复结合的具体措施,完成土地整理与土地生态修复结合的模式的研究。

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水生植物—微生物系统净化水质效应研究

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作者：李先会江南大学

学位级别：硕士

目前,我国湖泊水体的环境现状令人堪忧。许多大型湖泊,如太湖杭州西湖等,都已经处于富营养或重富营养状态。因此如何治理富营养化的水体,减少其中的营养物质的含量,恢复水体的综合功能,己成为当前全球性的环境问题的研究热点。目前已... 详细信息

目前,我国湖泊水体的环境现状令人堪忧。许多大型湖泊,如太湖杭州西湖等,都已经处于富营养或重富营养状态。因此如何治理富营养化的水体,减少其中的营养物质的含量,恢复水体的综合功能,己成为当前全球性的环境问题的研究热点。目前已有许多研究表明有些水生植物和微生物去除水体的氮磷能力是很强的,因此本实验研究了不同水生植物-微生物系统对水质的净化效应。实验分为三个主体部分,即室内实验、渤公岛及绍兴汤浦水库生物浮岛监测,研究内容如下: (1)室内实验以浮叶植物荇菜为试材,设计总磷(TP)和总氮(TN)两个浓度梯度,每个梯度各设5个浓度,研究水体氮磷营养物质浓度和细菌数量的变化。浮游细菌和根际细菌总数的变化以及它们与TN、TP去除率之间的相关性分析表明,无论在总磷或总氮浓度梯度中,浮游细菌、根际细菌总数的增量基本都与TN去除率呈正相关性,而与TP去除率的相关性不大明显,浮游细菌的总数是在第7天达到最大值。在荇菜-微生物系统去除氮、磷过程中,对氮的去除以细菌为主,包括浮游细菌和根际细菌;对磷的去除则以植物吸收为主,根际磷细菌也起了一定的作用。因此,在一些富营养化水体,尤其是氮浓度较高的富营养化水体,荇菜是一种较好的水体净化植物。 (2)生态浮岛所种植三种水生植物美人蕉、菖蒲、再力花对微生物的生长都具有一定的促进作用;而且浮岛内部水质好于外部,说明挺水植物-微生物系统对水质去除有一定的效果。水生植物菖蒲、美人蕉、再力花的根区微生物数量浮动变化较大,但是,在三种挺水植物之中,菖蒲的根区微生物数量较为稳定,而且数量基本上是三者之中较多的,所以本文作者认为菖蒲是水质净化效果较好的高等水生植物。浮岛内外浮游微生物数量和营养盐指标明显受温度的影响,呈正相关关系,说明温度是浮岛水质各指标的控制因子。 (3)渤公岛监测实验分析得出:总磷(TP)是细菌生长的控制因子。水生植物荇菜有较好的去除氮、磷营养盐能力,能促进细菌的生长。而且荇菜适应能力极强,也极易管理,所以荇菜在一些富营养化较高的河段和浅水湖泊里可以适当种植。菹草为多年生沉水植物,在大面积生长时对水域中氮、磷营养盐的吸收效果比较好,是冬季至初夏期间净化水质的主要水生植物。着生藻在生长时同样可以大量吸收氮、磷等营养盐。

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灵山风景区环境监测与质量评价

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作者：丁立香江南大学

学位级别：硕士

旅游所导致的环境问题日益突出,学术界对此的研究也日渐完善,但是有关旅游对环境影响的定量研究,无论是开展研究的旅游区域类型的代表性,还是学术研究项目和论文的总量,都还不能够满足我国旅游业蓬勃发展的现实需求。本文以发展势头迅... 详细信息

旅游所导致的环境问题日益突出,学术界对此的研究也日渐完善,但是有关旅游对环境影响的定量研究,无论是开展研究的旅游区域类型的代表性,还是学术研究项目和论文的总量,都还不能够满足我国旅游业蓬勃发展的现实需求。本文以发展势头迅猛的江苏无锡灵山风景区为研究区域,对其大气、水体、土壤、噪声进行现场定点、定时监测。以第一手监测数据为基础,分别构建灰色聚类评价模型,对灵山风景区进行质量评价,判断污染源和主要污染因子、质量等级,为灵山风景区可持续发展提供科学数据和决策依据。 2010年3月至2011年10月期间,对灵山风景区进行了大气、水、土壤、噪声等专门的实地监测,研究结论如下: 1.灵山风景区的大气质量有明显的空间分布性和时间交错性。评价结果表明,百子戏弥勒、祥符禅寺、大佛的质量等级为二级,其余采样点大气质量等级为一级。景区的大气在4、5、9、10、11、12月,其各项指标都超过了国家标准,尤以TSP、PM10和PM2.5为甚。6、7、8月各项指标都有不同程度的回落。这些变化说明灵山风景区的大气质量受到旅游活动的影响比较明显。同时,根据SPSS分析可得质量等级与TSP、PM10、PM2.5显著相关,即颗粒物对质量等级的影响较SO、NO的影响更大;NO和SO之间也显著相关,这也说明了二者来源的一致性。此外,TSP、PM10、PM2.5也两两显著相关。 2.灵山风景区的水域均为观赏性水体,水生环境比较单一,旅游活动对于灵山风景区水体水质的影响几乎没有,各采样点的水质存在的差异,主要缘由于生态差异和地理差异。放生池的水质比较差,主要是其为封闭式水体,完全依靠其本身的自净能力无法达到去除污染的效果。通过灰色聚类分析,得出灵山景观用水处于三类水体,符合国家景观水标准。放生池和玉带河处于四类水体,需要进行整治。 3.根据对灵山风景区的监测发现,旅游活动对灵山景区内的土壤的影响是直接而明显的,直接表现为植被覆盖率低,物理性质表现为pH升高、含水率降低、容重增加,化学性质表现为土壤有机质降低,TN含量降低。功能区受旅游活动冲击的影响程度表现为活动区>缓冲区>背景区。土壤中的TP变化没有一定的规律,旅游活动对TP含量的影响结果不明显,机制不明确,需要开展后续的深入研究。 4.灵山风景区内噪声分布呈现出明显的区域性,根据游客旅游活动冲击程度进行划分功能区后,通过监测数据,可以明确知道等效连续A声级是活动区>缓冲区>植物区。根据噪声环境质量评价得出灵山风景区内整体噪声等级都偏高,声源主要是景区内全天候播放宣传音乐和游客的喧闹声。

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鼋头渚风景区旅游环境监测与评价

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作者：张智慧江南大学

学位级别：硕士

随着旅游业的飞速发展,实践证明旅游活动已对旅游环境造成了诸多不良影响,人们开始关注旅游环境的保护。不少学者就旅游活动对旅游环境的影响效应以及影响机制已做了大量研究。对旅游环境进行长期定量的环境监测是了解旅游活动与旅游环... 详细信息

随着旅游业的飞速发展,实践证明旅游活动已对旅游环境造成了诸多不良影响,人们开始关注旅游环境的保护。不少学者就旅游活动对旅游环境的影响效应以及影响机制已做了大量研究。对旅游环境进行长期定量的环境监测是了解旅游活动与旅游环境之间关系的基础,而目前这种针对旅游环境的长期定量监测还比较少。根据已有的研究发现,旅游环境中水体、大气、土壤受旅游活动影响较大,故本文对鼋头渚风景区旅游环境中的水体、大气、土壤的质量进行长期定量的监测,以水体、大气、土壤的影响效应及影响机制为主体,来分析旅游活动对旅游环境的影响效应和影响机制。自2009年3月到2010年2月对鼋头渚风景区的地表水体质量、大气质量、土壤质量进行定点定期监测,实验操作、安排及结论如下： (1)在鼋头渚风景区选取具有代表性的8个水质监测点,并对这些监测点水体的水温、TN、TP、COD、Chla、DO、pH、NH3-N8项水质指标进行了为期一年的监测,得出了各项指标的含量水平以及水质年变化规律,还通过灰色聚类法对各监测点的水质进行了聚类分析,对水质进行了综合评价。结果表明：各监测点水质变化有一定的季节特征,监测点之间的水质同时受水生植被、旅游干扰程度的影响,同时实验监测数据还说明位于太湖的监测点的水质较独立于太湖的监测点的水质差。水景景点的水质受旅游活动的影响较其他监测点的大。聚类分析结果表明按水质综合评价最大隶属原则,除赏樱楼荷花池和樱花林小水潭属Ⅰ类水体外均属于V类水体,总的来说,鼋头渚风景区的水质水平均较差。 (2)在鼋头渚风景区选取具有代表性的6个大气采样点,对这6个采样点的大气污染物SO2、NO2、TSP、PM10进行为期一年的定点定期监测,得出了不同监测点的大气污染水平,分析了旅游活动对鼋头渚风景区大气质量的影响,并用上海大气质量指数法评价了各监测点的大气污染级别。结果表明：各监测点的大气质量都在二级以上,旅游活动如汽车尾气和香烛燃烧对鼋头渚风景区大气质量的影响较大。但相比于旅游区外部的大气质量旅游区内部的大气质量相对较好。计算上海大气质量指数结果显示风景区内部各监测点的污染级别多数为轻度污染,其中金沙滩的大气质量为清洁,门口马路大气污染级别为中度污染。 (3)为了研究旅游活动尤其是踩踏对土壤的影响,在鼋头渚风景区的背景区、缓冲区以及活动区共选取了具有代表性的7个监测点,对其土壤的含水量、容重、有机质含量、全氮、速效磷以及pH值进行了实验测定。通过对比研究得出了以下结论：踩踏使风景区土壤的硬度增加,含水量减少,容重增加,并且使有机质减少,土壤肥力下降。严重影响景观以及旅游区的生态环境,实验中未得出速效磷与踩踏活动之间的关系,土壤中速效磷的影响机制还有必要得到继续研究。综上所述,以水体、大气、土壤为主体的鼋头渚风景区的旅游环境质量除了受一些自然因素(季节性、植被状况、风向)的影响外,还有一些人为影响。虽然旅游区的建立对于保护旅游环境起到了积极的作用,但旅游活动对旅游环境的反作用也是不可消除的,关注旅游环境的保护是发展旅游的必要前提,也是实现旅游业可持续发展的关键环节。

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五里湖湖滨带生态修复效果与水体富营养化评价

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作者：郑焕春江南大学

学位级别：硕士

随着人类对环境资源开发利用力度的日益增加,大量含氮、磷元素营养物质的污染物不断排入湖泊、水库和河流,增加了水体的营养物质负荷量,加速了水体富营养化的速度。虽然目前传统的水处理方法工艺流程已经很成熟,但对于湖泊,河流等开放... 详细信息

随着人类对环境资源开发利用力度的日益增加,大量含氮、磷元素营养物质的污染物不断排入湖泊、水库和河流,增加了水体的营养物质负荷量,加速了水体富营养化的速度。虽然目前传统的水处理方法工艺流程已经很成熟,但对于湖泊,河流等开放性水体的治理确存在着极大的局限性。鉴于这种情况,近年来水体生物修复技术成为研究焦点,而在整套修复技术的研究之中又以水体微生物的研究最受关注。（1）经过2007年2月到2008年1月对蠡湖公园人工湿地系统9项水质指标的监测,通过对比修复中心区、修复水质区及湖滨水质区的指标监测结果发现蠡湖公园人工湿地系统作为人工生态修复系统,对五里湖湖滨带水体CODMn、TP、TN、NH4+-N等污染物去除有明显促进作用,同时还具有稳定水体DO的作用。对湖滨带水体有明显的修复效果。（2）通过分类将五里湖湖滨带分为湖滨修复区、湖滨水质区和湖滨景观区。经过2007年2月到2008年1月对其水质进行的采样分析,发现五里湖湖滨修复区TP、TN、CODMn、NH4+-N等主要水质指标较其它两个区域都有明显改善,体现出良好的生态修复效果。相关性统计分析表明五里湖水质指标中TP、CODMn、TN、NH4+-N四个指标互呈显著正相关关系,其中TP与TN和CODMn的相关性最显著;水体细菌总数与水温存在显著正相关关系。通过聚类统计分析将水质指标划分为三类:TP、CODMn、TN、NH4+-N;水体总菌数和水温;DO和SD,反映出五里湖水体污染主要来自于非点源污染,其水体富营养化处于发展阶段。（3）利用SPSS软件对9项水质指标进行主成分分析并进行重要度排序,得出TP、TN、CODMn、NH4+-N、DO五项指标能反映水质状况的绝大部分信息,因此选取它们作为聚类指标,参照中国湖泊富营养化评价标准,将富营养化分为4个级别作为4个灰类,将指标监测数据和灰类值进行无量纲化处理后,通过灰色聚类法对五里湖水体春、夏、秋、冬四季及年均的富营养化程度进行了评价。结果表明:2007年一年内,五里湖湖滨带水体都处于富营养（III）级状态。

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基于氢自养反硝化的生物电化学系统脱氮性能研究

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作者：朱春燕江南大学

学位级别：硕士

源于工业、农业、畜牧业的大力发展,大量的氮素进入水体并不断累积,威胁到人类和其他生物的生存,含氮废水的高效处理已成为备受关注的问题。相对于传统的物理、化学及生物脱氮工艺,基于生物电化学系统(Bioelectrochemical System,BES)... 详细信息

源于工业、农业、畜牧业的大力发展,大量的氮素进入水体并不断累积,威胁到人类和其他生物的生存,含氮废水的高效处理已成为备受关注的问题。相对于传统的物理、化学及生物脱氮工艺,基于生物电化学系统(Bioelectrochemical System,BES)的反硝化脱氮技术具有效率高、能耗低、污泥产生量少等优点而备受关注。为了给BES中的脱氮行为提供更多的电子来源,本研究基于氢自养反硝化的原理,将生物制氢工艺与生物电化学系统耦合,构建了三种不同结构的生物电化学脱氮系统,包括双室BC(Biocathode)、串联式HBC(Hydrogen Facilitated Biocathode)和三室CHBC(Coupled Hydrogen and Biocathode),并从动力学、电化学、分子生物学等方面展开研究,综合比较了三组BES的运行性能,发现了三室CHBC的脱氮性能最佳。主要研究结果如下:(1)采用不同的方式对BES阳极产电菌、阴极脱氮菌、产氢菌进行了驯化,结果显示,阳极产电菌经过28 d成功驯化后,阳极电势逐步稳定在-0.55 V左右;脱氮阴极微生物经过28 d的成功驯化后,NO-3-N去除率趋于稳定;厌氧污泥经预处理消灭产甲烷菌后用于产氢菌群的驯化,驯化成功后BC、HBC、CHBC发酵气体中H2组分均稳定在40-50%之间,且无CH4气体生成。(2)NO-3-N初始浓度为130 mg/L时,CHBC、HBC和BC分别经过6 d,8 d和12d的运行可使NO-3-N降解率达到95%以上。NO-3-N降解过程中,CHBC中的NO-2-N浓度始终保持最低,其最高浓度仅为4.20 mg/L,远低于HBC(15.92 mg/L)和BC(32.56mg/L),由此表明CHBC的脱氮效率最佳,且反硝化过程更完整,而BC中脱氮途径很可能是以硝酸盐异化为主。(3)三组BES产氢过程中均发生了明显的乙酸和丁酸积累,属于典型的丁酸型发酵产氢。72 h内,HBC产酸总量最低,相应的产氢量也保持最低(32.70 m L/g VS)。CHBC的产酸总量最高,但产氢量却受到乙酸浓度的抑制,仅达到BC(50.23 m L/g VS)的75.91%;CHBC(52.49%)和HBC(45.59%)还伴有乙醇型发酵产氢,使得发酵气体中的氢含量高于BC(44.41%),并能够保证产氢体系的稳定性,从而更好地为BES脱氮提供电子。(4)CHBC拥有最大的电流(3.60 m A)和开路电压(336.7 mV),其库伦效率(79.1±0.2%)相比BC和HBC分别提高了35.21%和9.56%,其最大功率密度能够达到118.43 m W/m3,较BC和HBC分别提高了46.86%和20.10%。电化学阻抗谱的测定结果显示CHBC(35.45Ω)和HBC(39.83Ω)的极化内阻仅为BC(81.52Ω)的一半。此外,CHBC中电极膜传递电子的能力最强,且其脱氮阴极生物膜中的全细胞数量最多。因此,CHBC具有产电性能最佳,极化电阻最小,电子传递性能最佳的电化学优势。(5)利用Illumina测序技术对三组BES脱氮阴极的微生物分析得知,尽管CHBC生物多样性最低,但有5种脱氮菌属在CHBC(Simplicispira,Thauera,Thermomonas,Azoarcus,Ottowia)中得到了富集,而BC(Denitratisoma)和HBC(Thiobacillus)中仅各有1种脱氮菌得到富集,且CHBC中这7种脱氮菌属相对丰度(45.44%)远高于BC(15.13%)和HBC(15.96%),说明CHBC更适合脱氮菌群的生长,从而提高了系统的脱氮性能。此外,三组BES中均发现了少量的产氢菌属Clostridium sp.,且CHBC富集了更多的以Simplicispira为主的氢自养反硝化菌,表明CHBC中的氢自养反硝化能力更强,脱氮途径很可能以硝酸盐呼吸为主。

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缺氧反硝化MBBR填料生物膜特性及运行条件优化研究

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作者：徐巧江南大学

学位级别：硕士

移动床生物膜反应器(Moving bed biofilm reactor,MBBR)是一种新型的生物膜法处理技术,具有污染物去除效率高、占地小、操作灵活等优点,非常适合已有工艺的升级改造。针对目前污水处理厂在冬季低温和碳源不足条件下面临的总氮去除困难问... 详细信息

移动床生物膜反应器(Moving bed biofilm reactor,MBBR)是一种新型的生物膜法处理技术,具有污染物去除效率高、占地小、操作灵活等优点,非常适合已有工艺的升级改造。针对目前污水处理厂在冬季低温和碳源不足条件下面临的总氮去除困难问题,本研究以实际污水处理厂曝气池填料和实验室好氧预挂膜填料为研究对象,探究最佳的缺氧挂膜条件及缺氧生物膜形成规律。利用缺氧挂膜填料强化低温、低碳条件下活性污泥的反硝化脱氮能力。此外,本文还研究了不同储存方式下悬浮填料的活性恢复,为缺氧MBBR在实际应用过程中实现快速启动提供理论依据。主要研究内容和结果如下:(1)利用快速排泥法挂膜20 d可实现悬浮填料的好氧预挂膜,在好氧预挂膜条件下,能在三周内实现悬浮填料的缺氧挂膜。纯填料培养模式下载体的附着生物量和胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)含量均高于复合培养模式,表明填料单独培养更有利于缺氧生物膜的形成。缺氧生物膜EPS中主要以紧密结合型EPS(Tightly bound EPS,TB-EPS)为主,三维荧光光谱显示其主要成分为类蛋白和类腐殖酸两类荧光物质。(2)在活性污泥系统中投加缺氧挂膜填料能够有效提升低温、低碳条件下系统的反硝化脱氮能力。在温度为7、15、20和25℃条件下,20%填料填充率的复合系统可使反硝化速率分别提升42.9%、31.1%、21.4%和10.5%;温度对复合系统动力学参数的影响可定量表示为:Vmax(T)=0.36×1.05(T-15);当C/N为1、2、3和6时,复合系统的硝酸盐去除率分别较活性污泥系统提高145.8%、81.5%、16.3%和6.1%。(3)悬浮填料的投加能在一定时期内提高活性污泥系统的反硝化脱氮能力,但填料的附着生物量、EPS含量及反硝化脱氮能力均随着培养时间的延长而降低,填料运行40 d后反硝化速率为初始反硝化速率的35%。对生物膜微生物种群进行测序发现,缺氧生物膜中以Proteobacteria菌门和Bacteroidetes菌门为主,反硝化生物膜优势菌属Dechloromonas菌相对丰度的降低可能是导致填料脱氮性能下降的重要原因。(4)缺氧挂膜悬浮填料经过长期储存后,能够在3周内实现生物膜特性及反硝化性能的迅速恢复,有效缩短了缺氧MBBR的启动周期。此外,填料在4℃条件下储存较常温(205℃)和-25℃储存条件具有更好的恢复性能和更低的能耗,适宜填料长期储存。

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高压脉冲气液混合等离子体放电对铜绿微囊藻的灭活研究

引用

作者：顾雨辰江南大学

学位级别：硕士

近年来，随着工业的持续发展，我国水体富营养化日趋严重，随之带来的蓝藻水华暴发现象日益威胁着人们的饮用水安全。如何有效的控制蓝藻水华已成为目前的全球性的重要课题。本文着重介绍运用高压脉冲气液混合放电等离子体技术对蓝藻暴... 详细信息

近年来，随着工业的持续发展，我国水体富营养化日趋严重，随之带来的蓝藻水华暴发现象日益威胁着人们的饮用水安全。如何有效的控制蓝藻水华已成为目前的全球性的重要课题。本文着重介绍运用高压脉冲气液混合放电等离子体技术对蓝藻暴发中优势藻种铜绿微囊藻的灭活的研究。全文研究内容主要包括：首先，通过确定对脉冲放电参数的考察确定最优的脉冲放电条件。包括脉冲放电时间，脉冲峰值电压、脉冲频率、藻液初始电导率、放电电极间距、曝气流量和不同气源等。研究结果表明，最优工艺参数为：放电时间30min，峰值电压30kV，脉冲频率80Hz，放电电极间距1cm，空气源，曝气量3L/min，初始电导率1000μs/cm。其次，在对脉冲放电前后铜绿微囊藻细胞进行微观观察，从生物学角度阐述脉冲对铜绿微囊藻灭活的作用。藻生理活性方面，对叶绿素a含量、相对电导率、藻细胞超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)等指标进行了考察。研究发现放电后培养期间，叶绿素a含量明显降低，藻相对电导率呈先升高后减小的变化，藻细胞SOD活性会发生先升高后降低的变化，MDA含量则呈上升后降低的趋势。这些说明高压脉冲气液混合放电对铜绿微囊藻产生明显的抑制作用，藻细胞先发生应激反应，之后细胞结构破坏逐步加深，最终死亡。此外，对放电过程中产生的过氧化氢及臭氧对铜绿微囊藻灭活的单因素影响进行了讨论。总结以上内容后，初步解释了脉冲放电的机理。最后，在原有体系中投加掺铁型TiO，投加TiO的体系中能取得更好的灭藻效果。进一步确定TiO最佳制备和投加条件，确定最优的液电光催化体系工艺参数为：制备TiO煅烧温度600℃，掺铁比0.05%(原子比)及TiO投加量0.075g/L。试拟合出液电光体系不同条件对铜绿微囊藻的灭活曲线，建立该体系下对铜绿微囊藻的灭活生物抑制模型。最后，比较了液电体系与液电光催化体系中藻生理指标的变化。

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