輪葉狐尾藻對鎘和銅綠微囊藻污染水體的凈化能力研究
發(fā)布時間:2021-02-22 06:12
我國礦產(chǎn)資源豐富,但過度開發(fā)、清潔生產(chǎn)工藝落后使得礦區(qū)周邊水體容易發(fā)生重金屬污染。同時,礦區(qū)周圍往往集中各類化工業(yè)生產(chǎn)企業(yè),其產(chǎn)生的大量高氮、磷廢水往往沒有經(jīng)過妥善處理便排入水體,使水體逐漸富營養(yǎng)化,水華藻類在適宜的條件下快速繁殖,容易導(dǎo)致水華爆發(fā)。長期以來,人們對水環(huán)境的修復(fù)主要采用物理法與化學(xué)法,但存在成本高昂或容易造成二次污染等明顯的缺陷。如今,通過制作各類生物制劑、種植水生植物等方法來達(dá)到對污染水體治理的生物法成為研究的熱門,這種方法具備價格低廉、無二次污染、部分污染物可實(shí)現(xiàn)資源回收等巨大優(yōu)勢。本文以適應(yīng)性較強(qiáng)、具備生態(tài)修復(fù)功能的輪葉狐尾藻(Myriophyllum verticil-latum L.)為實(shí)驗(yàn)材料,研究其對礦區(qū)水體中常見的重金屬鎘和對藍(lán)藻水華特征藻種銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)的去除能力,主要得到以下結(jié)果:(1)輪葉狐尾藻和銅綠微囊藻均對重金屬鎘有吸附作用,且在0.0510mg/L濃度范圍內(nèi)效果相近,吸附量與鎘濃度負(fù)相關(guān);兩種藻類對重金屬鎘的吸附均符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程,二者對重金屬的去除主要通過細(xì)胞表層吸附實(shí)現(xiàn)...
【文章來源】:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)四川省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:51 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鎘標(biāo)準(zhǔn)曲線
圖 3.1 兩種藻類對重金屬的吸附率Fig. 3.1 Adsorption capacity of two species of algae to heavy metal如圖 3.1 所示,輪葉狐尾藻和銅綠微囊藻均對重金屬鎘有很強(qiáng)的吸附能力,在Cd2+濃度低于 1mg/L 的條件下,二者的吸附率均超過 95%,隨著重金屬鎘濃度的升高,吸附能力顯著降低,當(dāng) Cd2+濃度為 10mg/L 時,二者的吸附率只有 57.66%和 56.55%,在實(shí)驗(yàn)室條件下,兩種藻類對重金屬鎘的的吸附能力無顯著差異。研究表明,多種水生植物對重金屬具有吸附能力,吸附能力的強(qiáng)弱與多種因素相關(guān)。胡琴等[50]的對幾種微藻的研究也得到了相似的結(jié)果,但發(fā)現(xiàn)魚腥藻(Anabeana)在15mg/L 濃度的 Cd2+環(huán)境中迅速死亡,Cd2+吸附率先上升后下降,說明微藻死亡可能析出吸附的重金屬。范彩彩等[51]的研究發(fā)現(xiàn),鼠尾藻對于鉛離子的吸附能力較強(qiáng),而對鎘離子的吸附能力較弱,鼠尾藻投放量為 13g/L 時對 5mg/L 濃度的重金屬鎘吸附率為 71%,比輪葉狐尾藻達(dá)到近似效果所需投放量更大,說明不同水生植物可能吸附重金屬的能力差別較大。Shuster 等[52]、邱樹敏等[53]的研究發(fā)現(xiàn),鼠
圖 3.2 吸附時間對兩種藻類重金屬鎘吸附率的影響Fig. 3.2 Effect of time on cadmium adsorption rate of heavy metals in two species of alga如圖 3.2 所示,實(shí)驗(yàn)開始 5min 時,銅綠微囊藻的吸附率達(dá)到 55.70%,在10min、15min 時,銅綠微囊藻的吸附率提高到 58.10%、58.30%,變化較小,到 120min 時吸附率為 58.50%;輪葉狐尾藻與之類似,實(shí)驗(yàn)開始 5min 時,吸即達(dá)到 54.20%,在第 10min、15min 時提升到 55.20%、55.40%,最后到達(dá) 12時,達(dá)到 56.10%。郝群華等[55]研究了絲藻(Ulothrix)對 Cd2+的去除作用,發(fā)現(xiàn)備快速的吸附能力,反應(yīng)在前 30min 非常迅速,對 20mg/L 濃度的 Cd2+吸附率32.7%,而在 0.5~4h 時間區(qū)間內(nèi)變化不大,與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示的吸附過程一致分析此階段絲藻對重金屬鎘的去除方式是生物吸附,重金屬離子直接與細(xì)胞壁的功能基團(tuán)結(jié)合,不需能量提供,因而十分迅速。根據(jù)準(zhǔn)二級動力學(xué)方程參數(shù)的計(jì)算方法,求出準(zhǔn)二級動力學(xué)模型參數(shù)并依該模型得出計(jì)算值,與實(shí)測值進(jìn)行對比,如表 3.1、3.2 和 3.3 所示:2+
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]狐尾藻凈化生豬養(yǎng)殖場沼液的研究[J]. 吳曉梅,葉美鋒,吳飛龍,黃薇,林代炎. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[2]沉水植物在富營養(yǎng)化水體原位生態(tài)修復(fù)中的功能[J]. 張之浩,吳曉芙,李威. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]鎘脅迫對銅綠微囊藻的抑制作用及營養(yǎng)鹽濃度對其的減緩效應(yīng)[J]. 倪利曉,陳春明,馬艷艷. 水資源保護(hù). 2017(06)
[4]不同微藻吸附重金屬離子Cd2+的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 胡琴,曹艷,張喆倩,張蒙,朱振振,章丹婷,王娟. 上海環(huán)境科學(xué). 2017(04)
[5]露天采礦區(qū)地表水環(huán)境空間特征及其影響因素——以安徽省馬鞍山南山礦區(qū)為例[J]. 王會宇,王杰,崔玉環(huán),趙玏洋. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(04)
[6]黑藻、狐尾藻對重金屬鉛、鎘、鉻、釩污染水體的修復(fù)[J]. 林海,陳思,董穎博,孫夢瑤,劉璐璐. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]典型沉水植物修復(fù)富營養(yǎng)水體的最優(yōu)種植密度[J]. 張萌,李雄清,鄒新,周慜,劉足根. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(20)
[8]5種沉水植物對重金屬富集能力的對比研究[J]. 高海榮,陳秀麗,趙愛娟,穆兵. 環(huán)境保護(hù)科學(xué). 2016(04)
[9]3種典型大型海藻對富營養(yǎng)化水體氮磷凈化效果的分析[J]. 鄭輝. 科技通報(bào). 2016(03)
[10]漁溪河流域重金屬采選污染調(diào)查與來源初步分析[J]. 董璟琦,張紅振,王金南,吳龍華,何孟常. 環(huán)境污染與防治. 2015(12)
博士論文
[1]乳酸菌減除鎘危害的作用及機(jī)制研究[D]. 翟齊嘯.江南大學(xué) 2015
碩士論文
[1]綠狐尾藻人工濕地對養(yǎng)殖廢水除磷效應(yīng)的研究[D]. 吳曉.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]綠狐尾藻耐銨態(tài)氮性能的研究[D]. 周清揚(yáng).鄭州大學(xué) 2017
[3]重金屬Pb2+脅迫對輪葉黑藻毒性效應(yīng)研究[D]. 高艷.西南大學(xué) 2017
[4]重金屬Cd2+對五種常見淡水浮游藻類的毒性效應(yīng)研究[D]. 鄶安琪.長江科學(xué)院 2016
[5]重金屬鎘脅迫下胞外聚合物在小球藻脫氮除磷過程中的作用[D]. 陳彪.湘潭大學(xué) 2015
[6]富營養(yǎng)化河道沉水植物網(wǎng)床生態(tài)修復(fù)工程研究[D]. 吳建勇.上海海洋大學(xué) 2015
[7]絲藻對水體中Pb2+、Cd2+、Cr6+的去除作用研究[D]. 郝群華.四川師范大學(xué) 2015
[8]4種水生植物水浸提液對水華微囊藻的化感抑制作用研究[D]. 王志強(qiáng).山西大學(xué) 2013
[9]重金屬脅迫對優(yōu)勢藻種脫氮除磷效果的影響及機(jī)制[D]. 彭方.湘潭大學(xué) 2013
[10]改性膨潤土吸附去除冶煉廢水中的重金屬[D]. 莫曉余.湘潭大學(xué) 2013
本文編號:3045565
【文章來源】:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)四川省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:51 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鎘標(biāo)準(zhǔn)曲線
圖 3.1 兩種藻類對重金屬的吸附率Fig. 3.1 Adsorption capacity of two species of algae to heavy metal如圖 3.1 所示,輪葉狐尾藻和銅綠微囊藻均對重金屬鎘有很強(qiáng)的吸附能力,在Cd2+濃度低于 1mg/L 的條件下,二者的吸附率均超過 95%,隨著重金屬鎘濃度的升高,吸附能力顯著降低,當(dāng) Cd2+濃度為 10mg/L 時,二者的吸附率只有 57.66%和 56.55%,在實(shí)驗(yàn)室條件下,兩種藻類對重金屬鎘的的吸附能力無顯著差異。研究表明,多種水生植物對重金屬具有吸附能力,吸附能力的強(qiáng)弱與多種因素相關(guān)。胡琴等[50]的對幾種微藻的研究也得到了相似的結(jié)果,但發(fā)現(xiàn)魚腥藻(Anabeana)在15mg/L 濃度的 Cd2+環(huán)境中迅速死亡,Cd2+吸附率先上升后下降,說明微藻死亡可能析出吸附的重金屬。范彩彩等[51]的研究發(fā)現(xiàn),鼠尾藻對于鉛離子的吸附能力較強(qiáng),而對鎘離子的吸附能力較弱,鼠尾藻投放量為 13g/L 時對 5mg/L 濃度的重金屬鎘吸附率為 71%,比輪葉狐尾藻達(dá)到近似效果所需投放量更大,說明不同水生植物可能吸附重金屬的能力差別較大。Shuster 等[52]、邱樹敏等[53]的研究發(fā)現(xiàn),鼠
圖 3.2 吸附時間對兩種藻類重金屬鎘吸附率的影響Fig. 3.2 Effect of time on cadmium adsorption rate of heavy metals in two species of alga如圖 3.2 所示,實(shí)驗(yàn)開始 5min 時,銅綠微囊藻的吸附率達(dá)到 55.70%,在10min、15min 時,銅綠微囊藻的吸附率提高到 58.10%、58.30%,變化較小,到 120min 時吸附率為 58.50%;輪葉狐尾藻與之類似,實(shí)驗(yàn)開始 5min 時,吸即達(dá)到 54.20%,在第 10min、15min 時提升到 55.20%、55.40%,最后到達(dá) 12時,達(dá)到 56.10%。郝群華等[55]研究了絲藻(Ulothrix)對 Cd2+的去除作用,發(fā)現(xiàn)備快速的吸附能力,反應(yīng)在前 30min 非常迅速,對 20mg/L 濃度的 Cd2+吸附率32.7%,而在 0.5~4h 時間區(qū)間內(nèi)變化不大,與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示的吸附過程一致分析此階段絲藻對重金屬鎘的去除方式是生物吸附,重金屬離子直接與細(xì)胞壁的功能基團(tuán)結(jié)合,不需能量提供,因而十分迅速。根據(jù)準(zhǔn)二級動力學(xué)方程參數(shù)的計(jì)算方法,求出準(zhǔn)二級動力學(xué)模型參數(shù)并依該模型得出計(jì)算值,與實(shí)測值進(jìn)行對比,如表 3.1、3.2 和 3.3 所示:2+
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]狐尾藻凈化生豬養(yǎng)殖場沼液的研究[J]. 吳曉梅,葉美鋒,吳飛龍,黃薇,林代炎. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[2]沉水植物在富營養(yǎng)化水體原位生態(tài)修復(fù)中的功能[J]. 張之浩,吳曉芙,李威. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]鎘脅迫對銅綠微囊藻的抑制作用及營養(yǎng)鹽濃度對其的減緩效應(yīng)[J]. 倪利曉,陳春明,馬艷艷. 水資源保護(hù). 2017(06)
[4]不同微藻吸附重金屬離子Cd2+的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 胡琴,曹艷,張喆倩,張蒙,朱振振,章丹婷,王娟. 上海環(huán)境科學(xué). 2017(04)
[5]露天采礦區(qū)地表水環(huán)境空間特征及其影響因素——以安徽省馬鞍山南山礦區(qū)為例[J]. 王會宇,王杰,崔玉環(huán),趙玏洋. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(04)
[6]黑藻、狐尾藻對重金屬鉛、鎘、鉻、釩污染水體的修復(fù)[J]. 林海,陳思,董穎博,孫夢瑤,劉璐璐. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]典型沉水植物修復(fù)富營養(yǎng)水體的最優(yōu)種植密度[J]. 張萌,李雄清,鄒新,周慜,劉足根. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(20)
[8]5種沉水植物對重金屬富集能力的對比研究[J]. 高海榮,陳秀麗,趙愛娟,穆兵. 環(huán)境保護(hù)科學(xué). 2016(04)
[9]3種典型大型海藻對富營養(yǎng)化水體氮磷凈化效果的分析[J]. 鄭輝. 科技通報(bào). 2016(03)
[10]漁溪河流域重金屬采選污染調(diào)查與來源初步分析[J]. 董璟琦,張紅振,王金南,吳龍華,何孟常. 環(huán)境污染與防治. 2015(12)
博士論文
[1]乳酸菌減除鎘危害的作用及機(jī)制研究[D]. 翟齊嘯.江南大學(xué) 2015
碩士論文
[1]綠狐尾藻人工濕地對養(yǎng)殖廢水除磷效應(yīng)的研究[D]. 吳曉.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]綠狐尾藻耐銨態(tài)氮性能的研究[D]. 周清揚(yáng).鄭州大學(xué) 2017
[3]重金屬Pb2+脅迫對輪葉黑藻毒性效應(yīng)研究[D]. 高艷.西南大學(xué) 2017
[4]重金屬Cd2+對五種常見淡水浮游藻類的毒性效應(yīng)研究[D]. 鄶安琪.長江科學(xué)院 2016
[5]重金屬鎘脅迫下胞外聚合物在小球藻脫氮除磷過程中的作用[D]. 陳彪.湘潭大學(xué) 2015
[6]富營養(yǎng)化河道沉水植物網(wǎng)床生態(tài)修復(fù)工程研究[D]. 吳建勇.上海海洋大學(xué) 2015
[7]絲藻對水體中Pb2+、Cd2+、Cr6+的去除作用研究[D]. 郝群華.四川師范大學(xué) 2015
[8]4種水生植物水浸提液對水華微囊藻的化感抑制作用研究[D]. 王志強(qiáng).山西大學(xué) 2013
[9]重金屬脅迫對優(yōu)勢藻種脫氮除磷效果的影響及機(jī)制[D]. 彭方.湘潭大學(xué) 2013
[10]改性膨潤土吸附去除冶煉廢水中的重金屬[D]. 莫曉余.湘潭大學(xué) 2013
本文編號:3045565
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