海馬齒生態(tài)浮床系統(tǒng)對(duì)海水中懸浮顆粒物清除作用的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本論文采用生態(tài)浮床模擬系統(tǒng)開展浮床植物海馬齒對(duì)海水中懸浮顆粒物清除作用的實(shí)驗(yàn)研究，分析了植物根系長(zhǎng)度與水體顆粒物濃度這兩個(gè)因素對(duì)顆粒物清除效率的影響，研究了海馬齒浮床系統(tǒng)對(duì)懸浮顆粒物中有機(jī)成分的降解作用以及對(duì)不同生長(zhǎng)期的中肋骨條藻（生物顆粒物）的抑制作用，從而比較系統(tǒng)地探討浮床植物對(duì)水體各種性質(zhì)的懸浮顆粒物的清除作用與機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)海馬齒浮床系統(tǒng)對(duì)海水中懸浮顆粒物的清除作用
　　 種植海馬齒的實(shí)驗(yàn)

2、水體的懸浮顆粒物濃度顯著低于對(duì)照組，24 h內(nèi)，由海馬齒構(gòu)成的生態(tài)浮床模擬系統(tǒng)對(duì)水體中懸浮顆粒物的清除率達(dá)到90.00％以上，表明海馬齒浮床系統(tǒng)對(duì)懸浮顆粒物具有良好的清除作用。生態(tài)浮床系統(tǒng)對(duì)水體懸浮顆粒物的清除是植物根系吸附和促沉降兩種作用綜合的結(jié)果。其中，吸附量和促沉降量分別占總懸浮顆粒物質(zhì)量的11.19％和6.85％，吸附量高于促沉降量，表明浮床系統(tǒng)在其植物根系吸附量達(dá)到飽和之前，對(duì)懸浮顆粒物的清除主要通過(guò)吸附作用。
　　

3、根系長(zhǎng)度和初始顆粒物濃度是影響海馬齒浮床系統(tǒng)的顆粒物清除效率的兩個(gè)因素。隨著根系長(zhǎng)度的增加，生態(tài)浮床系統(tǒng)對(duì)水體懸浮顆粒物的清除效率升高。這是由于隨著根系長(zhǎng)度的增加，浮床系統(tǒng)對(duì)水體懸浮顆粒物的吸附面積增大，且其對(duì)小粒徑的顆粒物的清除作用增強(qiáng)。對(duì)于不同初始顆粒物濃度(50 mg·L-1～200mg·L-1)的水體，浮床植物系統(tǒng)通過(guò)清除作用都能將其顆粒濃度控制在一個(gè)低水平(＜2.97 mg·L-1)，而對(duì)照組水體的懸浮顆粒物終濃度則隨著起始濃

4、度的增大而升高，表明在不同顆粒物濃度的水體中，植物組的凈化作用顯著優(yōu)于對(duì)照組。然而，隨著水體初始顆粒物濃度的增大，浮床系統(tǒng)對(duì)其相對(duì)清除率是逐漸降低的。這主要由于隨著顆粒濃度增大，顆粒的自然沉降現(xiàn)象愈加明顯，浮床系統(tǒng)對(duì)其吸附、促沉降的效應(yīng)相對(duì)減弱。
　　 (2)海馬齒浮床系統(tǒng)對(duì)海水顆粒物中有機(jī)物質(zhì)的降解作用
　　 海馬齒浮床系統(tǒng)對(duì)懸浮顆粒物中有機(jī)成分的降解實(shí)驗(yàn)顯示，非根際微生物在第7天對(duì)顆粒中所含TOC的相對(duì)降解率(TOC

5、7)為22.87％，植物-微生物聯(lián)合作用下TOC7為34.71％，而抑菌條件下植物對(duì)顆粒物中TOC不僅不具有降解作用，反而使其TOC7增加了18.16％，表明微生物是懸浮顆粒物有機(jī)物質(zhì)降解的主要執(zhí)行者，而植物的存在可促進(jìn)懸浮顆粒物TOC的降解。本實(shí)驗(yàn)中，水中脂肪酶、β-D-葡萄糖苷酶、磷酸酶和氨基酸氨基肽酶的活性先后出現(xiàn)峰值，反映了水體進(jìn)行的各種生物化學(xué)過(guò)程的方向和強(qiáng)度。各處理組間酶活變化的差異表明了在鋪設(shè)浮床系統(tǒng)的水體中，除了微生物，

6、植物自身也可通過(guò)分泌酶促進(jìn)顆粒中有機(jī)物質(zhì)的降解。
　　 (3)海馬齒浮床系統(tǒng)對(duì)海水中中肋骨條藻的抑制作用
　　 海馬齒浮床系統(tǒng)對(duì)處于不同生長(zhǎng)階段（延緩期、指數(shù)生長(zhǎng)期和穩(wěn)定期）的中肋骨條藻都具有一定的抑制效果，鋪設(shè)浮床是富營(yíng)養(yǎng)化水域預(yù)防和抑制赤潮爆發(fā)的有效措施。實(shí)驗(yàn)期間水體營(yíng)養(yǎng)鹽濃度變化顯示，植物組與對(duì)照組水體DIN、DIP濃度的變化趨勢(shì)無(wú)顯著差異，且植物組水體DIN、DIP濃度始終高于對(duì)照組，表明營(yíng)養(yǎng)鹽的競(jìng)爭(zhēng)不是本實(shí)驗(yàn)植