微生物系统去除水体氮磷能力实验

1、微生物系统去除水体氮磷能力实验 2006 2006 年年 3 月，汤浦水库通过和浙江大学合作，在水月，汤浦水库通过和浙江大学合作，在水库建设库建设 6000 余平方米的浮岛结构，本通过实验对浮岛余平方米的浮岛结构，本通过实验对浮岛内外细菌总数及内部水生植物根区周围细菌总数的监测，内外细菌总数及内部水生植物根区周围细菌总数的监测，然后然后分析研究出分析研究出种植水生植物，利用水生植物的生长吸种植水生植物，利用水生植物的生长吸收、去除水中氮素，最终将植物取出水体，从而达到削收、去除水中氮素，最终将植物取出水体，从而达到削减总氮、总磷的效果。减总氮、总磷的效果。 目前，如何将水体中营养盐转化为植物资

2、源，是一条创新的低廉高效的防治水体富营养化途径。工程主要研究内容该该工程研究主要目标：工程研究主要目标：1 1、由于水库氮、由于水库氮/磷比率特别高，其它元素水平也很低，适应汤浦水库水磷比率特别高，其它元素水平也很低，适应汤浦水库水环境生态条件的植物种类需要在实地进行试验。环境生态条件的植物种类需要在实地进行试验。2 2、开发一定风浪条件下植物在水库湾区内的固定及控制培养技术。、开发一定风浪条件下植物在水库湾区内的固定及控制培养技术。3 3、探明汤浦水库生态环境条件下控制植物生长工程区内单位面积每年、探明汤浦水库生态环境条件下控制植物生长工程区内单位面积每年植物生产量和氮素移走量及去除效率。植

3、物生产量和氮素移走量及去除效率。图图 汤浦水库生态浮岛汤浦水库生态浮岛Fig. Floating island of Tangpu Reservoir工程植物选择 在在选择好工程地点后，以选择好工程地点后，以三角形网格三角形网格的布置结构的布置结构内种植沉水植物、内种植沉水植物、漂浮植物或生态浮岛陆生植物。植物在水面漂浮植物或生态浮岛陆生植物。植物在水面 1 m水层内生长，发挥净水层内生长，发挥净化水质作用。选择适应水库生态环境条件，而又有较大实用和经济价化水质作用。选择适应水库生态环境条件，而又有较大实用和经济价值的植物种类值的植物种类以下三种植物：以下三种植物：表表 汤浦水库浮岛植物名录汤

4、浦水库浮岛植物名录Tab. Plants list in floating island of Tangpu Reservoir花卉带：主要是美人蕉，再力花与菖蒲套作；花卉带：主要是美人蕉，再力花与菖蒲套作；牧草带：主要是春夏季米仁牧草带：主要是春夏季米仁-冬春季黑麦草，四季常绿草芦，空心菜冬春季黑麦草，四季常绿草芦，空心菜-黑麦作；黑麦作；中间主要是：空心莲子草或水浮莲部分。在其外围由香根草与水芹套作中间主要是：空心莲子草或水浮莲部分。在其外围由香根草与水芹套作-主要是防护水浮莲跑出来。主要是防护水浮莲跑出来。 由由上文上文可见，水生植物对微生物的生长有一定的促进作可见，水生植物对微生物的生

5、长有一定的促进作用，而且浮岛内部的无植物区的浮游微生物数量受植物区用，而且浮岛内部的无植物区的浮游微生物数量受植物区根区微生物数量影响。三种水生植物当中，相比较之下菖根区微生物数量影响。三种水生植物当中，相比较之下菖蒲根区周围的细菌总数比较稳定，而且数量较多，而再力蒲根区周围的细菌总数比较稳定，而且数量较多，而再力花和美人蕉的根区周围细菌总数浮动变化较大，说明菖蒲花和美人蕉的根区周围细菌总数浮动变化较大，说明菖蒲是一种水质净化较好的水生植物。是一种水质净化较好的水生植物。浮岛内外微生物变化规律研究图图 （a）区域）区域 1 微生物变化趋势图微生物变化趋势图 （b）区域）区域 2 微生物变化趋势

6、图微生物变化趋势图Fig.(a) Change of microorganism in area Fig.(a) Change of microorganism in area (b) Change of microorganism in area从图中可以看出浮岛外部的浮游细菌总数是最少的，其次是隔水布内部无植物区，从图中可以看出浮岛外部的浮游细菌总数是最少的，其次是隔水布内部无植物区，而植物根区周围的细菌总数则是最多的。而植物根区周围的细菌总数则是最多的。浮岛水质变化规律研究图图 浮岛内外浮岛内外 TN 变化趋势图变化趋势图 图图 浮岛内外氨氮变化趋势图浮岛内外氨氮变化趋势图Fig. Ch

7、ange of TN between inside and outside of floating island.Fig. Change of NH浮岛外部的浮岛外部的 TN 基本都比其区域内部的基本都比其区域内部的 TN 高，而且明显看出高，而且明显看出TN TN 的变化趋势随着时间的变化趋势随着时间的变化而呈明显下降趋势；从图的变化而呈明显下降趋势；从图 3-6 可以看出可以看出 N1 和和 W1、N2和和 W2 内外对应点氨氮含内外对应点氨氮含量较为相似，有时隔水布内的氨氮值略低于隔水布外；量较为相似，有时隔水布内的氨氮值略低于隔水布外； 通过比较得出：浮岛内外浮游微生物的数量浮动变化较

8、大，但两组数据显示内通过比较得出：浮岛内外浮游微生物的数量浮动变化较大，但两组数据显示内外变化趋势比较一致，而且内部采外变化趋势比较一致，而且内部采样点的浮游细菌数量明显多于外部。样点的浮游细菌数量明显多于外部。图图 浮岛内外浮岛内外 TP 变化趋势图变化趋势图 图图 浮岛内外微生物变化趋势图浮岛内外微生物变化趋势图Fig.Change of TP between inside and outside of floating island.Fig.Change of microorganism between inside and outside of floating island.图图 浮

9、岛内外浮岛内外 T、DO、pH 变化趋势图变化趋势图Fig.Change of temperature, DO and pH between inside and outside of floating island. 由此由此可以明显看出浮岛范围内隔水布内外各采样点水温和可以明显看出浮岛范围内隔水布内外各采样点水温和 DO 都相差无几，具有较强的一致性；而都相差无几，具有较强的一致性；而 pH 值并未呈现明显的值并未呈现明显的规律，总体呈现微碱性，都在规律，总体呈现微碱性，都在 69 之间分布。之间分布。通过水质指标聚类分析得出得出; ;水质各指标分为三层：水质各指标分为三层：1) TN、水

10、温、水温(T)、浮游微生物和氨、浮游微生物和氨氮；氮；2) DO 和和pHpH；3) TP。由此可以得出，由此可以得出，TN、水温、浮游微生物和氨氮这四个指标、水温、浮游微生物和氨氮这四个指标最先聚类在一起，说明最先聚类在一起，说明 TN 浓度、氨氮、浮游微生物数量浓度、氨氮、浮游微生物数量受水温影响较大，浮游微生物与氮浓度的正相关性受水温影响较大，浮游微生物与氮浓度的正相关性明显明显，TP 与其它指标未呈现明显相关关系。与其它指标未呈现明显相关关系。结论由此得出：(1)(1)水生植物美人蕉、菖蒲、再力花根区微生物总数浮岛隔水布水生植物美人蕉、菖蒲、再力花根区微生物总数浮岛隔水布内部浮游微生物

11、总数浮岛隔水布外部浮游微生物总数，说明这三内部浮游微生物总数浮岛隔水布外部浮游微生物总数，说明这三种水生植物对细菌的生长都具有一定的促进作用。种水生植物对细菌的生长都具有一定的促进作用。 (2) (2) 浮岛内部水质基本好于外部水质，说明浮岛内部水生植物对水浮岛内部水质基本好于外部水质，说明浮岛内部水生植物对水质去除效果。质去除效果。 (3) (3) 由相关性分析及聚类分析可以得出：无论在浮岛内外，由相关性分析及聚类分析可以得出：无论在浮岛内外， TN 总总量变化趋势随水温的升高而增加，随水温的降低而减少，说明水温量变化趋势随水温的升高而增加，随水温的降低而减少，说明水温在较大程度上决定着生态浮岛水质各指标的变化。在较大程度上决定着生态浮岛水质各指标的变化。 (4)(4)由水生植物