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外源性稀土铈对紫背浮萍生长及其水质的影响

作　者: 李瑞桢
导　师: 赵仕林
学　校: 四川师范大学
专　业: 环境科学
关键词: 铈紫背浮萍生长量水质长江上游流域污染调查
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 46次
引　用: 1次
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内容摘要

由于稀土资源丰富、应用广泛,大量的稀土进入水环境,并由于其特有的性质——低浓度稀土对水生植物的促长作用将会对水生生态、水华的发生发展及人类的健康造成巨大的影响。其次由于近年来稀土矿产的盲目开发利用加剧了稀土矿山的滥采乱挖,使稀土污染严重有必要再次开展对长江上游流域及其支流的稀土含量及富营养化状态调查。本文对长江上游流域中稀土含量及水体富营养化状态的调查结果表明:长江上游主要支流及其部分干流的丰水期稀土含量在9.61-63.37μg/L范围内,枯水期稀土含量在12.11-90.20μg/L范围内,比世界淡水稀土含量(0.582μg/L)高155倍,全年稀土含量在22.46-52.80μg/L范围比世界淡水稀土含量高90倍。总磷、总氮总体含量均偏高,丰水期总氮含量在1.02—2.17mg/L范围内,总磷含量在0.01—0.32mg/L范围内,枯水期总氮含量在1.04—2.2mg/L范围内,总磷含量在0.01—0.39mg/L范围内,从营养盐看,各河流已处于水华爆发的危险范围内。其中长江干流、嘉陵江、岷江污染最为严重,水质接近Ⅱ类标准。稀土对于水生植物的影响的研究报道较多,但大多数科学家研究均局限于寻找影响某种水生植物的稀土浓度的范围,对于具体的影响某种水生植物的稀土临界浓度还未见报道。而稀土临界浓度的研究能为制定稀土安全排放标准、稀土在水环境中的允许阈值的制定提供科学的理论支持。本文用紫背浮萍作为实验材料进行静态模拟实验,结果表明:低浓度铈处理下(0.05-0.65mg/LCe4+)可增加紫背浮萍的鲜重、叶绿素a含量,增强其光合速率,促进其生长;高浓度铈(0.80-1.00mg/L Ce4+)表现出不同程度的抑制作用。最佳外源性稀土铈促进浓度为0.55mg/L。在最佳稀土铈促进浓度下,静态水体中紫背浮萍的生长得到促进,相比于对照更快的消耗水中的N、P等营养物质,使水中COD含量不断升高,DO含量下降,加速水质恶化。稀土浓度与紫背浮萍发生爆发性生长的初始时间的关系为y=-74.272x3+138.854x2-74.612x+16.251。由于我国三峡大坝大型工程的修建,长江从以往的天然河道变成了季调型水库,库区水流流态结构发生巨大改变,三峡水库是否会诱发库区的富营养化水华现象引起了社会各界的关注。其中富营养化水华发生的临界流速值是关注的热点问题。本文在稀土最佳促进浓度的条件下进行动态模拟实验,结果发现:最佳稀土铈促进浓度的作用受流速的影响,流速较大时稀土铈对紫背浮萍的生长及水质的影响不明显,在适宜的流速范围内,紫背浮萍的生长受到最佳铈浓度的促进,随流速增大更快的消耗水中的N、P等营养物质,使水中COD含量不断升高,DO含量下降,加速水质恶化。通过数据拟合得出临界流速为v。=0.1226m/s。找出富营养化水华爆发的临界流速值,为三峡库区或其他水域的水流流速调度、富营养化防治及水华的预防和控制研究提供科学基础依据。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-20
  1.1 环境中的稀土  10-12
    1.1.1 稀土资源的分布及应用  10-11
    1.1.2 稀土在生产及使用过程中对环境造成的影响  11-12
  1.2 水环境中的稀土  12-14
    1.2.1 水体中稀土的来源  12
    1.2.2 水体中稀土的形态  12-13
    1.2.3 外源稀土在水体中的迁移转化  13
    1.2.4 水体中稀土的背景值  13-14
  1.3 稀土对水生植物的影响  14-16
  1.4 水体富营养化和水华的概念  16-17
    1.4.1 水体富营养化的概念  16
    1.4.2 水华的概念  16-17
    1.4.3 水体富营养化与水华的关系  17
  1.5 选题依据、意义及研究的主要内容  17-20
    1.5.1 选题依据及意义  17-18
    1.5.2 主要研究内容  18-20
2 长江上游流域中稀土含量及水体富营养化状态调查  20-27
  2.1 实验方法  20-22
    2.1.1 采样  20-21
    2.1.2 测定方法及实验仪器  21-22
  2.2 实验结果及讨论  22-26
    2.2.1 长江上游主要支流及其部分干流稀土含量比较  22-23
    2.2.2 全年长江上游主要支流及其部分干流丰水期和枯水期稀土含量比较  23-24
    2.2.3 各采样点水体富营养化指标  24-26
  2.3 小结  26-27
3 外源稀土铈浓度对紫背浮萍生长量的影响研究  27-50
  3.1 实验材料、药品及仪器  27
    3.1.1 材料来源及前处理  27
    3.1.2 药品  27
    3.1.3 仪器  27
  3.2 实验方法  27-30
    3.2.1 营养液的配制  27-28
    3.2.2 外源稀土铈浓度的设置  28
    3.2.3 实验紫背浮萍的选取及培养方法  28-29
    3.2.4 测定指标的选取  29-30
    3.2.5 测定方法  30
  3.3 实验结果及分析  30-35
    3.3.1 外源稀土铈浓度对紫背浮萍叶绿素a 的影响  31
    3.3.2 外源稀土铈浓度对紫背浮萍鲜重的影响  31-32
    3.3.3 外源稀土铈浓度对紫背浮萍光合速率的影响  32-33
    3.3.4 实验过程中紫背浮萍生长情况观察  33-34
    3.3.5 讨论  34-35
  3.4 稀土铈浓度与紫背浮萍叶绿素a 含量和鲜重的定量关系  35-42
    3.4.1 外源稀土元素铈对紫背浮萍叶绿素a 含量拟合曲线及偏差对比  35-39
    3.4.2 外源稀土元素铈对鲜重拟合曲线及偏差对比  39-42
    3.4.3 讨论  42
  3.5 外源稀土铈浓度对静态水体中紫背浮萍爆发性生长密度及爆发时间的影响  42-49
    3.5.1 实验仪器、药品及方法  42-43
    3.5.2 实验结果及讨论  43-49
  3.6 小结  49-50
4 外源稀土铈对静态模拟水体水质的影响研究  50-53
  4.1 外源稀土铈最佳促进浓度对静态水体水质的影响  50-52
    4.1.1 实验仪器、药品及方法  50
    4.1.2 实验结果与讨论  50-52
  4.2 小结  52-53
5 最佳铈促进浓度对动态水体水质的影响及临界流速的确定  53-63
  5.1 实验材料来源及前处理  53
  5.2 实验装置  53-54
  5.3 实验用水及仪器  54
  5.4 实验紫背浮萍的选取  54
  5.5 培养方法  54-55
  5.6 实验流速的选择  55
  5.7 测定指标、方法、药品及仪器  55
  5.8 实验结果及讨论  55-62
    5.8.1 实验结果及分析  55-61
    5.8.2 讨论  61-62
  5.9 小结  62-63
6 研究结果与建议  63-66
  6.1 主要研究结果  63-65
    6.1.1 长江上游流域中稀土及水体富营养化污染调查结果  63
    6.1.2 静态模拟研究结果  63-64
    6.1.3 动态模拟研究结果  64-65
  6.2 建议  65-66
参考文献  66-72
致谢  72-73
硕士研究生在校期间发表的论文  73
参加的项目  73

外源性稀土铈对紫背浮萍生长及其水质的影响

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