仿生植物附著微生物膜動態(tài)變化研究.pdf

1、近年來我國水體污染嚴(yán)重,生物.生態(tài)修復(fù)技術(shù)由于具有安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、系統(tǒng)性等諸多優(yōu)點(diǎn),成為重污染河道治理與修復(fù)的主要技術(shù)手段。然而,由于我國水體水質(zhì)污染嚴(yán)重,導(dǎo)致水生植物生長受阻,尤其是植物發(fā)育不良,根系短小等特點(diǎn)直接影響其對水體的凈化功能。另外,植物在非生長季節(jié)的衰亡也是生態(tài)修復(fù)的一個重要的限制因子。基于此,本文模擬水生植物植株及其根系在水體凈化中的主要功能,研究不同的新型載體(仿生植物)在污染水體中生物膜附著的動態(tài)過程,通過研

2、究不同水深處仿生植物附著微生物膜生物量、硝化反硝化強(qiáng)度、脫氫酶活性的動態(tài)變化過程,揭示仿生植物對污染水體的凈化能力及其機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)仿生植物附著生物膜生物量的變化
　　 冬、夏季試驗(yàn)中仿生植物附著生物膜的生物量的增長經(jīng)歷穩(wěn)定-快速增長-穩(wěn)定這三個階段,且夏季各仿生植物的生物量高于冬季。掛膜結(jié)束時,四種仿生植物冬、夏兩季的平均生物量由大到小依次為:懸浮填料(0.058 g·g-1)>組合填料(0.0

3、54 g·g-1)>立體彈性填料(0.049 g·g-1)>半軟性填料(0.042 g·g-1)。冬季試驗(yàn)中,四種仿生植物上不同高度采樣點(diǎn)的生物量相差不大；而夏季均明顯表現(xiàn)為中層>上層>底層。
　　 (2)仿生植物附著生物膜硝化強(qiáng)度的變化
　　 冬、夏兩次試驗(yàn)中生物膜的硝化強(qiáng)度的增長經(jīng)歷快速增長-穩(wěn)定這兩個階段,且夏季硝化強(qiáng)度普遍高于冬季。四種仿生植物的硝化強(qiáng)度大小與生物量規(guī)律一致。不同高度采樣點(diǎn)的硝化強(qiáng)度明顯表現(xiàn)為上層

4、(1.60 mg·kg-1·h-1)>中層(1.41mg·kg-1·h-1)>底層(1.26 mg.kg-1·h-1),而上層氧含量高是影響這一結(jié)果的重要因素。
　　 (3)仿生植物附著生物膜反硝化強(qiáng)度的變化
　　 反硝化強(qiáng)度的增長方式與硝化強(qiáng)度呈現(xiàn)一致的規(guī)律性,四種仿生植物反硝化強(qiáng)度的大小亦遵循相同規(guī)律。但不同的是,在冬、夏兩季掛膜試驗(yàn)中,四種仿生植物不同高度采樣點(diǎn)的反硝化強(qiáng)度并無明顯差別(p>0.1)。
　　

5、 (4)仿生植物附著生物膜脫氫酶活性的變化
　　 冬、夏試驗(yàn)中脫氫酶活性的增長方式與硝化、反硝化強(qiáng)度一致,但其變化幅度較大,增長迅速。冬季試驗(yàn)中,脫氫酶活性在空間分布上并不明顯(p>0.1)；而夏季試驗(yàn)中,中層采樣點(diǎn)的脫氫酶活性(89.64ugTF·g-1·h-1)高于上層(88.1.6ugTF-g-1·h-1)和底層(87.17 ugTF-g-1·h-1)。
　　 (5)仿生植物附著生物膜氮循環(huán)細(xì)菌的變化
　　

6、 冬、夏試驗(yàn)中四種仿生植物上氨化菌和硝化菌數(shù)量的大小都表現(xiàn)為:懸浮填料>組合填料>立體彈性填料>半軟性填料,而反硝化菌數(shù)量的大小表現(xiàn)為:組合填料>懸浮填料>立體彈性填料>半軟性填料。且夏季的氮循環(huán)細(xì)菌數(shù)量較高。氮循環(huán)細(xì)菌數(shù)量在空間分布上表現(xiàn)出不同的規(guī)律性:上層采樣點(diǎn)處的氨化菌和硝化菌最大；底層采樣點(diǎn)處的反硝化菌數(shù)量高于上層和中層采樣點(diǎn)。
　　 研究結(jié)果表明,四種仿生植物在夏季的試驗(yàn)效果較好,各項(xiàng)指標(biāo)均高于冬季；各仿生植物中懸浮填