海馬齒生態(tài)浮床系統(tǒng)對海水中懸浮顆粒物清除作用的實驗研究.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海水中懸浮顆粒物清除作用的實驗研究，分析了植物根系長度與水體顆粒物濃度這兩個因素對顆粒物清除效率的影響，研究了海馬齒浮床系統(tǒng)對懸浮顆粒物中有機成分的降解作用以及對不同生長期的中肋骨條藻（生物顆粒物）的抑制作用，從而比較系統(tǒng)地探討浮床植物對水體各種性質的懸浮顆粒物的清除作用與機制。主要研究結果如下:
　　 (1)海馬齒浮床系統(tǒng)對海水中懸浮顆粒物的清除作用
　　 種植海馬齒的實驗

2、水體的懸浮顆粒物濃度顯著低于對照組，24 h內，由海馬齒構成的生態(tài)浮床模擬系統(tǒng)對水體中懸浮顆粒物的清除率達到90.00％以上，表明海馬齒浮床系統(tǒng)對懸浮顆粒物具有良好的清除作用。生態(tài)浮床系統(tǒng)對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果。其中，吸附量和促沉降量分別占總懸浮顆粒物質量的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到飽和之前，對懸浮顆粒物的清除主要通過吸附作用。
　　

3、根系長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因素。隨著根系長度的增加，生態(tài)浮床系統(tǒng)對水體懸浮顆粒物的清除效率升高。這是由于隨著根系長度的增加，浮床系統(tǒng)對水體懸浮顆粒物的吸附面積增大，且其對小粒徑的顆粒物的清除作用增強。對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)通過清除作用都能將其顆粒濃度控制在一個低水平(＜2.97 mg·L-1)，而對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)于對照組。然而，隨著水體初始顆粒物濃度的增大，浮床系統(tǒng)對其相對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)對其吸附、促沉降的效應相對減弱。
　　 (2)海馬齒浮床系統(tǒng)對海水顆粒物中有機物質的降解作用
　　 海馬齒浮床系統(tǒng)對懸浮顆粒物中有機成分的降解實驗顯示，非根際微生物在第7天對顆粒中所含TOC的相對降解率(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物質降解的主要執(zhí)行者，而植物的存在可促進懸浮顆粒物TOC的降解。本實驗中，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，反映了水體進行的各種生物化學過程的方向和強度。各處理組間酶活變化的差異表明了在鋪設浮床系統(tǒng)的水體中，除了微生物，

6、植物自身也可通過分泌酶促進顆粒中有機物質的降解。
　　 (3)海馬齒浮床系統(tǒng)對海水中中肋骨條藻的抑制作用
　　 海馬齒浮床系統(tǒng)對處于不同生長階段（延緩期、指數(shù)生長期和穩(wěn)定期）的中肋骨條藻都具有一定的抑制效果，鋪設浮床是富營養(yǎng)化水域預防和抑制赤潮爆發(fā)的有效措施。實驗期間水體營養(yǎng)鹽濃度變化顯示，植物組與對照組水體DIN、DIP濃度的變化趨勢無顯著差異，且植物組水體DIN、DIP濃度始終高于對照組，表明營養(yǎng)鹽的競爭不是本實驗植