毕业论文范文——园林植物根表铁膜形成对磷素的去除作用

园林植物根表铁膜形成对磷素的去除作用园林植物根表铁膜形成对磷素的去除作用 THETHE RESEARCHRESEARCH ONON PHOSPHORUSPHOSPHORUS REMOVALREMOVAL EFFECTEFFECT OFOF ROOTROOT IRONIRON PLAQUEPLAQUE WITHWITH GARDENGARDEN PLANTPLANT 学生姓名： 学生学号： 专业名称：环境工程 指导教师： 天津城建大学 年 月 日 摘 要 本文拟重点研究潜流式园林滤池植物根表铁膜对磷素的去除效果，通过单 因素实验来探究亚铁量与铁膜量、初始磷浓度与铁膜量、根表铁膜量与根表吸 附磷含量、亚铁量与根表吸附磷含量、亚铁量与磷素去除率两者相关关系，来 掌握园林滤池中木本植物根表铁膜对磷污染物去除的贡献。 以木本植物柳树为研究对象,围绕根表铁膜对根表吸附磷素的作用机制展开 研究。研究结果表明： （1）通过总结分析，由亚铁量与铁膜量的线性拟合分析得知，随亚铁浓度 的增大，根表铁膜含量呈现先增加后降低的趋势。在亚铁浓度为 150160mg/L 时，根表铁膜含量达到最大值 34.8g/kg。同时在亚铁浓度 130140mg/L 时，上 升的速度最快；在 10130mg/L 上升速度比较缓慢。在亚铁浓度 170220mg/L 时 根表铁膜含量又呈现明显下降的趋势。 （2）通过对磷浓度与铁膜量的进行相关分析得知：植物随磷素投加量不断 增大，其形成的根表铁膜含量成逐渐下降的趋势。其相关性没有达到显著水平， 但仍可分析出在初始投加亚铁浓度为 150mg/L 时，根表铁膜形成量明显高于其 他亚铁浓度下。 （3）通过探究铁膜量对其根表吸附磷的特征，我们可得知：其根表吸附磷 含量随铁膜量增加成上升的趋势。其铁膜量与根表吸附磷量的相关系数依次为 0.996、0.930、0.971、0.959、0.918，且均达到了极显著水平（p0.01） 。因 此可知根表铁膜的形成有利于根表磷的吸附。 （4）通过研究不同亚铁量与根表吸附磷含量的特征关系，我们得到除初始 磷的投加量分别为 1mg/L 外，均达到了显著水平（p 0.01). So clear root table iron film is conducive to the formation of the root table phosphorus adsorption (4) By studying the different ferrous quantity relation with adsorption characteristics of phosphorus content in root table, we get the initial phosphorus removal of additive amount of 1 mg/L respectively, have reached the significant level (p 0.01） 。同时 对铁膜量与磷的吸附量进行线性拟合分析，如图 3 所示，其根表吸附磷含量随 铁膜量增加成上升的趋势，其截距在磷素投加量依次为 1(a)、3(b)、6(c)、12(d)、 24(e)、48(f) g/L 时，分别为-0.31、1.10、1.39、2.27、2.66、5.69，由此可以看 出，在根表铁膜量为 0(g/kg)时随磷素投加量的增加，其根表吸附的磷含量呈现 增加的趋势。而斜率在磷素投加量依次为 1(a)、3(b)、6(c)、12(d)、24(e)、48(f) g/L 时，分别为 0.71、1.04、1.19、1.35、0.94、1.22，说明在磷素投加量为 12g/L 时，其根表吸附的磷随根表铁膜的增多其上升速率最快。在磷素投加量 为 012g/L 时，其根表吸附的磷随根表铁膜的增多其上升速率依次增大。在磷 素投加量为 1248g/L 时，其根表吸附的磷随根表铁膜的增多反而比在磷素投加 量为 12g/L 时速率却有所下降。 这说明铁氧化膜量的增加有利于对环境中磷素的固定与利用，原因是根表 铁膜主要成分是水合氧化铁、铁的氢氧化物62，这些氧化物具有较大的表面积 63 (Violante 等，2003)，因此对磷素具有较强的吸附能力,因此铁氧化膜量的增 加促进了对磷的吸附(xu 等,2009) 64。磷酸根与针铁矿表面 A 型经基吸附点位通 常以单基或双基形式键合。水铁矿吸附的磷比针铁矿和赤铁矿所吸附的磷更难 解吸,同时水铁矿大量的活性表面并没有表现出增加磷的释放作用(邵兴华等, 2006) 65。同时刘婧63等人在研究湿地植物根表铁膜对污水中的磷的去除作用中 发现通过简易的室内人工湿地装置运行前后，在初始磷浓度低和高两种水平下 其在根表形成的铁氧化膜上的磷含量都有所下降。根表对磷素的吸附量一般随 铁膜量的增加而增多,并表现出较强的正相关性66。而曲线的斜率可知，当添加 的磷含量在植物可吸收利用范围内时，随磷素的增加，其植物利用的速率会逐 渐增大；当超过一定的范围值后，随磷素的增加，其植物利用的速率会下降， 说明大量的磷素反而对植物产生了毒害的作用。 第三章 潜流式园林滤池根表铁膜吸附磷的特征 16 0123456 0 1 2 3 4 y=0.71x-0.31 R2=0.98 根表吸附磷含量（g/kg) 根表铁膜含量（g/kg） （a） 01234567 0 1 2 3 4 5 6 7 8 y=1.04x+1.10 R2=0.83 D （b） 0123456 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 y=1.19x+1.39 R2=0.92 根表吸附磷含量（g/kg) （c） 01234 1 2 3 4 5 6 7 8 y=1.35x+2.27 R2=0.89 H （d） 01234567 2 3 4 5 6 7 8 9 y=0.94x+2.66 R2=0.80 根表吸附磷含量（g/kg) 根表铁膜含量（g/kg） （e） 01234 4 5 6 7 8 9 10 11 y=1.22x+5.69 R2=0.48 L （f） 图 3-3 根表吸附磷含量随根表铁膜含量的变化 3.3 磷素的净化效果与影响 3.3.1 TP 的去除效果 根据以往的研究，传统潜流人工湿地对磷素的去除，普遍认为主要通过 3 个过程实现：湿地植物的积累和吸收作用、微生物的生物化学作用以及基质的 吸附、络合和沉淀等作用。进入生态处理系统的污水中的磷主要以溶解态和颗 粒态两种形式存在，大致可以分为：无机磷酸盐(H2PO4-、HPO42-、PO43-)、聚 合磷酸盐(pyro-、meta-、poly-)和有机磷化合物三种。潜流式园林滤池生态处理 系统中磷含量变化与潜流人工湿地相似，主要取决于磷污染物在填料基质或底 泥表面的吸附/释放以及系统内部植物、微生物等生物体同化吸收/腐败释放等过 程的共同作用。 3.3.2 溶液中 Fe()浓度与铁膜磷含量间相关关系 为了进一步研究不同亚铁量与根表吸附磷含量的特征关系，在初始磷的投 加量分别为 1（a） 、3（b） 、6（c） 、12（d） 、24（e） 、48（f）g/L 时，我们对投 加在溶液中的亚铁量与根表吸附磷含量进行了相关性分析。*表示概率水平为 第三章 潜流式园林滤池根表铁膜吸附磷的特征 17 0.01 的极显著相关,*表示概率水平为 0.05 显著相关。其（a） 、 （b） 、 （c） 、 （d） 、 （e） 、 （f）相关系数分别为 0.81、0.90*、0.91*、0.95*、0.92*、0.89*，除 （a）外，均达到了显著水平（p0.01） 。因此可 知根表铁膜的形成有利于根表磷的吸附。 4）通过研究不同亚铁量与根表吸附磷含量的特征关系，我们得到除初始磷 的投加量分别为 1mg/L 外，均达到了显著水平（p0.05） 。随亚铁量的增加，其 根表吸附的磷含量成上升的趋势。 5）通过讨论亚铁量对磷素去除效果的相关关系，我们得到除了在初始时磷 投加量为 1mg/L、12mg/L 时，其余均达到了显著水平（P0.05） 。同时分析得 到磷的去除量随亚铁浓度的增加而呈现上升的趋势。 4.2 建议 本论文初步探讨了潜流式园林滤池根表铁膜对磷素的去除规律，已初步取 得了一定的成果，但对植物根表铁膜对磷的去除规律与净化机理而言还远远不 够，仍需进一步研究： 第四章 结论、建议与创新点 22 1）本研究所选取的对象仅为单一的垂柳，不能完全论证应用于潜流园林滤 池中木本植物中根表铁膜对磷素的去除均是本课题研究的规律和结论。建议另 选选几种代表性的木本植物如馒头柳等作为研究对象，从而为该研究结论进行 丰富和补充。 2）由于实验条件原因，未能进行植物地上部分磷含量的测定，也即未对植 物利用磷的情况进行分析和总结，建议在以后的实验中能够补充这一部分内容， 为更深刻掌握磷素在溶液-植物中的迁移转化规律提供依据。 4.3 创新点 （1）本课题取代了草本植物，采用已广泛应用于潜流园林绿池中木本植物 柳树为研究对象，来探讨根表铁膜对磷素的去除作用，丰富了由于不同植物造 成形成的铁膜量的差异的结论。同时为研究磷素在植物-土壤-微生物之间的迁 移转化规律提供了理论依据。同时为以后潜流园林滤池选择植物方面提供了参 考。 （2）通过研究亚铁量与生成的铁膜量、亚铁量与根表吸附磷量、亚铁量与 磷素去除量、铁膜量与磷吸附量之间的相关关系，丰富了磷素的去除机理，为 以后研究磷素的迁移转化规律奠定了基础。 致谢 23 致 谢 光阴似箭，大学四年生涯转瞬即逝，在这四年中收获了友情、亲情，最重 要的是师生情。他们的督促、关心还有教导让我在这四年里不断的成长，在这 里我想对我的母校，我的同学，我的老师，我的朋友表达我真挚的谢意。老师 在课堂里的幽默与激情，课下的谆谆教诲；同学在学习上对我的认真与热情， 在生活中的热心主动，让我每当回忆起都是满满的感动。 这次毕业论文是在我的毕业导师教授、吴丽萍教授的悉心指导下完成的， 两位教授分别从论文的选题到查阅资料、试验设计、论文提纲的确定，还有中 期论文的修改，论文撰写等诸多方面给予我悉心的指导和大力的支持，这才能 使得我能够比较顺利地完成学业。导师的渊博的知识、发散的思维、严谨的治 学态度、一丝不苟的工作作风使我在这毕业的这几个月里收获颇丰。我学会了 独立科研的能力，培养了独立分析解决问题的能力。在这里，谨向老师致以最 诚挚的谢意和美好的祝愿！ 在此，还要感谢天津城建大学环境与市政工程学院的张宏伟老师在这大学 的四年里不断的督促我学习，让我逐渐的领悟生活的真谛，让我更有勇气迈出 学校，走向社会，去向社会中学习更多的人生道理。 同时我还要感谢同班同学陈超凡、熊志鹏和赵方方学姐在学习和生活上给 予的帮助和关心。同时，感谢我的师弟师妹，有了他们的帮助才使我大学四年 没有留下任何遗憾。和他们在一起学习、奋斗，也让我感觉到温暖和幸福，祝 愿他们在今后的工作、学习、生活中，能够事事顺利，生活美满，不断进步。 最后我尤其要感谢我的家人，是他们含辛茹苦的培养我长大，一如既往地 支持着我的学业，使我没有了后顾之忧，最终完成了学业。感谢他们背后的帮 助和支持。 参考文献 24 参考文献 1Drizo A, Reddy K.R., Moore P.A Solubility of inorganic P in stream water as influenced by Ph and Ca concentrationJ.Wat.Res., 1994,28:1755-1763 2李晓东.聚焦人工湿地技术J.环境保护与循环经济,2008,4:10-11 3Greenway M, Woolley A. 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