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湿地植物根表铁膜对人工湿地磷净化的影响及其机理研究

作　者: 阳路芳
导　师: 邓仕槐
学　校: 四川农业大学
专　业: 环境工程
关键词: 根表铁膜湿地植物花叶冷水花磷
分类号: X703.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文采用模拟垂直流人工湿地的方法,以新型人工湿地植物花叶冷水花为实验材料,研究了花叶冷水花在含不同Fe2+的模拟人工湿地系统中,不同浓度含P废水以间歇进水的方式持续处理42d后,Fe、P及其交互作用对花叶冷水花生长及根表铁膜形成量的影响,并进而研究了根表铁膜对人工湿地系统磷净化效果的影响及其机理。本研究避免了将铁膜仅仅作为植物根表发生的物理反应,而是将土壤—铁膜—植物根系—地上部分以一个有机整体进行系统地研究,深入研究了铁膜的形成及作用机制,为全面认识根表铁膜及其生态效应提供了新的研究手段,并为进一步探讨P在湿地系统中的迁移分布奠定基础,对湿地除磷具有深远意义。论文主要结论如下：(1)花叶冷水花在废水浓度为50、100mg/L处理下的长势优于0、5和1 0mg/L处理,说明高磷浓度废水可促进花叶冷水花的生长,可将其应用于高浓度含磷废水的处理。(2)基质中加入适量的铁对花叶冷水花的生长起着一定的促进作用,但当Fe2+加入量达1000mg/kg·soil时,花叶冷水花地上部分的生长受到抑制。(3)磷对花叶冷水花根表铁膜形成的影响与基质中Fe离子浓度有关。当基质中无外源Fe加入时,根表铁膜形成量随着废水P浓度增加而降低,当向基质中加入500和1000mg/kg·soil铁时,根表铁膜形成量随磷浓度的增加呈增大趋势,其中基质Fe浓度为500mg/kg·soil时,根表铁膜形成量与废水磷浓度呈显著正相关。(4)基质铁浓度对系统磷去除率的影响与废水磷浓度有关。当磷浓度低于50mg/L时,系统磷去除率随着基质铁浓度的增加而增大,当磷浓度达100mg/L时,向人工湿地中外加铁源会降低系统对磷的净化效率。(5)根表铁膜量与系统TP净化效率呈显著正相关,相关系数r=0.586*(P<0.05),湿地植物根表铁膜的形成有助于提高系统对磷的净化率。(6)花叶冷水花根表铁膜形成量与根表铁膜P吸收量呈显著正相关,相关系数为0.635*(P<0.05),与地下部分P和地上部分P含量虽呈现出一定的正相关性,但相关性未达到显著性水平。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1. 文献综述  9-23
  1.1 研究背景  9-11
  1.2 国内外研究动态  11-22
    1.2.1 水体中磷的形态、来源及迁移转化规律的研究  11
    1.2.2 水体中磷的治理措施  11-12
    1.2.3 人工湿地除磷的机理  12-13
    1.2.4 根表铁氧化物胶膜与湿地植物相互关系的研究进展  13-21
    1.2.5 根表铁膜与湿地污水磷去除  21-22
    1.2.6 花叶冷水花在P去除方面的研究  22
  1.3 研究目的及意义  22-23
  1.4 研究思路  23
2. 研究方案  23-28
  2.1 研究内容  23-24
  2.2 材料与方法  24-25
    2.2.1 供试植物  24
    2.2.2 试验装置与湿地基质  24-25
    2.2.3 试验地概况  25
    2.2.4 外源铁加入与模拟含P废水的配制  25
    2.2.5 试验设计  25
  2.3 样品的采集与分析(各项指标测定方法)  25-27
    2.3.1 水样分析  25-26
    2.3.2 基质样品分析  26
    2.3.3 植物样品分析  26-27
    2.3.4 实验测定内容及方法汇总  27
  2.4 数据处理与分析  27-28
3. 结果与分析  28-43
  3.1 对花叶冷水花生长的影响  28-29
  3.2 对花叶冷水花根表铁膜形成的影响  29-32
    3.2.1 不同磷浓度下外加铁源对花叶冷水花根表铁膜量的影响  29-30
    3.2.2 磷处理浓度与根表铁膜量的相关性分析  30-31
    3.2.3 铁处理浓度与根表铁膜量的相关性分析  31-32
  3.3 对人工湿地系统磷净化效果的影响  32-34
    3.3.1 不同磷浓度下外加铁源对系统磷净化效果的影响  32-33
    3.3.2 根表铁膜与系统磷净化效果的相关性分析  33-34
  3.4 磷在花叶冷水花人工湿地系统中的分布  34-42
    3.4.1 花叶冷水花根表铁膜磷吸附量及其与根表铁膜的相关性  34-37
    3.4.2 花叶冷水花地下、地上部分磷含量  37-39
    3.4.3 花叶冷水花根表铁膜吸附的磷、地下和地上部分P比例  39-40
    3.4.4 湿地基质中磷的含量  40-42
  3.5 影响系统磷净化效果的因素分析  42-43
4. 讨论  43-46
  4.1 磷、铁和根表铁膜对植物生长的影响  43
  4.2 磷、铁对根表铁膜形成的影响  43-44
  4.3 磷、铁和根表铁膜对系统磷净化的影响  44-45
  4.4 根表铁膜对植物磷吸收的影响  45-46
5. 结论  46-47
6. 进一步研究的内容  47-48
参考文献  48-54
致谢  54-55
攻读硕士期间发表论文及申请专利情况  55

湿地植物根表铁膜对人工湿地磷净化的影响及其机理研究

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