（植物学专业论文）人工湿地对含cr6生活污水的净化效果及机理研究.pdf

t t吣0；臀 妒 i 声 l 应 承诺书 广西大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下完成的，研究工作所取得 7 的成果和相关知识产权属广西大学所有。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发 表过的研究成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提 供过重要帮助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名：萤也日期：2 0f 。年6 月乏扫 学位论文版权使用授权书 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本人保证不以 其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容；按照学校要求提交学位论文的 印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览 服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的 的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 一，一，一 ， ， 本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 本学位论文属于： 口保密，在年解密后适用本授权书。圈彳名密。 学位论文全文电子版提交后： 酬司意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览。 作者签名： 导师签名： 嗤沲正 日期： 1 “；审 l蜜 【， 广西大掌硕士掌位论文 人工湿地对含c r 64 生活污水的净化效果及机理研究 人工湿地对含c r 6 + 生活污水的净化效果及机理研究 摘要 本研究采用桶栽沙培法，研究不同浓度c r 6 + ( o 、l o 、2 0 、4 0 m g l ) 对风车草湿 地和薏米湿地净化生活污水、风车草和薏米的生理生化指标及人工湿地积累氮、磷、 铬的影响，旨在揭示人工湿地对含c r 6 + 生活污水的净化机理，同时也为人工湿地在处 理重金属废水方面的研究与应用提供理论依据。在此，将本研究主要结果总结如下： 1 、人工湿地对含铬生活污水的净化效果随铬浓度及铬处理时间的不同而发生不 同的变化。在苗期，两种湿地对c o d 的去除率随铬浓度增大而逐渐升高，其中薏米 湿地在铬胁迫下均显著高于对照。在分蘖期和花期，较高浓度铬( 2 0 及4 0 m g l ) 抑 制了c o d 的去除，其中薏米湿地对c o d 的去除受到显著抑制。风车草湿地对t n 去 除率在不同浓度铬间的差异不显著( 除了苗期4 0 m g l 外) ，而薏米湿地对t n 去除在 较高浓度铬( 2 0 及4 0 m g l ) 下受显著抑制。铬胁迫下两种湿地对n h 3 - n 的去除均 受到显著抑制( 除了苗期风车草湿地在1 0 及2 0 m g l 外) 。两种湿地对污水中t p 及 铬的净化效果较好。 2 、铬胁迫下，两种植物叶片的叶绿素含量及可溶性蛋白含量主要受促进作用， 其中对薏米的促进效果较明显于风车草。风车草叶片的可溶性糖含量及m d a 含量随 不同浓度铬的变化不太明显；而薏米叶片可溶性糖及m d a 含量在始花期均显著高于 对照。在幼苗中期，铬促进风车草叶片s o d 活性增强，而薏米s o d 活性则受铬抑制； 在分蘖前期风车草s o d 活性均显著低于对照，而在始花期两种植物s o d 活性与对照 差异不显著。除了幼苗中期外，风车草叶片p o d 活性在较高浓度铬( 2 0 及4 0 m g l ) 处理下均显著高于对照；薏米叶片p o d 活性在铬胁迫下均受促进作用。 3 、随着铬浓度的增大，风车草叶片的p n 、t r 、g s 、f 竹m 、f m 及q p 在分蘖盛 期均是逐渐升高；而在盛花期是先升高后逐渐降低。风车草叶片c i 、q n 及f o 在分 蘖盛期则是逐渐降低；而在盛花期c i 及f o 在4 0 m g l c r 6 + 处理下均显著高于对照， q n 在2 0 、4 0 m g l c r 6 + 处理下则显著低于对照。薏米叶片的p n 、t r 及g s 在1 0 、 2 0 m g l c r 6 + 处理下均受到促进；而铬胁迫下c i 在分蘖盛期均显著低于对照。薏米叶 气。01，一 广西大学硕士学位论文人工湿地对含c r 6 + 生活污水的净化效果及机理研究 片的f v f m 、f m 及q p 在分蘖盛期均显著高于对照，而在盛花期均显著低于对照； f o 及q n 在分蘖盛期均显著低于对照，在盛花期2 0 m g l c r 6 + 处理下均显著高于对照。 总体上看，铬胁迫对风车草和薏米的光合作用在分蘖盛期起到促进作用，但在盛花期 则起抑制作用。 4 、当处理9 0 d 时，风车草和薏米的生物量在1 0 m g l c r 6 + 处理下受促进；而在2 0 、 4 0 m g l c r 6 + 处理下受抑制。当处理1 2 0 d 时，1 0 、2 0 m g lc r 6 + 对风车草和薏米的生物 量起到促进作用；4 0 m g lc r 6 + 处理下风车草根生物量显著低于对照2 2 9 4 。总体上 看，处理1 2 0 d 的两种植物生物量大于处理9 0 d 。 5 、风车草茎及叶的氮含量在1 0 、2 0 m g lc r 6 + 处理下受抑制( 除了1 2 0 d 的茎在 1 0m g lc r 6 + 显著高于对照外) ；而处理1 2 0 d 的风车草根氮含量在1 0 、2 0 m g lc r 6 + 处 理下分别显著高于对照1 1 0 0 和2 7 6 1 。薏米根、茎及叶的氮含量随铬浓度增大均 是逐渐降低，其中2 0 、4 0 m g lc r 6 + 处理时均显著低于对照。由此表明铬胁迫对薏米 体内氮含量的抑制效应较明显于风车草。当处理9 0 d 时，风车草湿地和薏米湿地的基 质细沙的氮含量在1 0 、2 0 m g l c r 6 + 处理下均显著高于对照；但在处理1 2 0 d 时，风车 草湿地基质的氮含量在1 0 、2 0 m g lc r 6 + 处理下则显著低于对照；4 0 m g mc r 6 + 对两种 湿地基质的氮含量的影响均不显著。 6 、随着铬浓度的增大，风车草茎、处理1 2 0 d 的风车草叶及处理9 0 d 的薏米根、 茎及叶的磷含量均是逐渐降低；而处理9 0 d 的风车草根磷含量均显著高于对照。随铬 处理时间的延长，风车草和薏米的茎、叶的磷含量表现为降低趋势。总体上看，铬胁 迫对薏米湿地基质细沙的磷含量的影响较明显于风车草湿地，表现在处理1 2 0 d 时， 薏米湿地基质的磷含量均显著高于对照，而风车草湿地基质的磷含量仅在2 0 m g l c r 6 + 处理下显著低于与对照。 7 、随着铬浓度增大和处理时间的延长，风车草和薏米的根、茎、叶及其湿地基 质细沙的铬含量均是极显著升高。风车草和薏米的茎及叶的铬积累量也均是不断升 高，且不同浓度铬间的差异均达极显著水平( 除了9 0 d 的薏米茎外) ；风车草根和薏 米根的铬积累量随铬处理时间的延长均是不断升高，但铬积累量分别在2 0 m g l 和 l o m g l c r 6 + 处理时达最大值。由此表明植物对铬的积累量不仅与铬含量有关，还与植 物生物量大小有关。总体上看，基质细沙及植物根系对污水中铬具有较强的吸附及积 累作用，其中两种植物对铬的积累量都表现为地下部显著大于地上部，表明风车草和 薏米的根部中铬较难转移到其地上部。 0 ； 士 t 秀 i i i 气暗 鑫。a 广西大掌硕士掌位论文 人工湿地对含c r 6 + 生活污水的净化效果及机理研究 t h ep u r i f i c a t i o ne f f e c t sa n dm e c h a n i s mo fc o n s t r u c t e dw e t l a n d s o nd o m e s t i cw a s t e w a t e rc o n t a i n i n gc r 6 + h u a n g h a i l i a n ( c o l l e g eo fa g r i c u l t u r e ，g u a n g x iu n i v e r s i t y , n a n n i n 9 5 30 0 4 ，c h i n a ) a b s t r a c t i nt h i ss t u d y , s a n dc u l t u r ee x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e di no r d e rt os t u d yt h ee f f e c t so f d i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so fc r 6 + ( o ，10 ，2 0a n d4 0 m g l ) o nt h ef o l l o w i n ga s p e c t s ，s u c ha s d o m e s t i cw a s t e w a t e rp u r i f i c a t i o no fc y p e r u sa l t e r n i f o l i u sa n dc o i xa q u a t i c ar o x b w e t l a n d s ，p h y s i o l o g i c a la n db i o c h e m i c a li n d e x e so ft h et w op l a n t s ，t h ea c c u m u l a t i o n so f n i t r o g e n ，p h o s p h o r u sa n dc h r o m i u mi n c o n s t r u c t e dw e t l a n d s t h ep u r p o s eo ft h i ss t u d y w a st or e v e a lp u r i f i c a t i o nm e c h a n i s mo fc o n s t r u c t e dw e t l a n d so nd o m e s t i cw a s t e w a t e r c o n t a i n i n gc r 6 + ，a n dw a sa l s ot op r o v i d et h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h er e s e a r c ha n da p p l i c a t i o n o fc o n s t r u c t e dw e t l a n d si nt e r m so fh e a v ym e t a lw a s t e w a t e r t h em a j o rr e s u l t sw e r e s u m m a r i z e da sf o l l o w ： 1 t h ec h a n g e so fd o m e s t i cw a s t e w a t e rp u r i f i c a t i o no fc o n s t r u c t e dw e t l a n d sw e r e d i f f e r e n ta l o n gw i t hd i f f e r e n tc r 6 + c o n c e n t r a t i o n sa n dd u r a t i o nt i m e a tt h es e e d l i n gs t a g e ， t h ec o dr e m o v a lr a t e so ft h et w ow e t l a n d sg r a d u a l l y i n c r e a s e da l o n gw i t ht h e e n h a n c e m e n to fc r 6 + c o n c e n t r a t i o n u n d e rc r 6 + s t r e s st h ec o dr e m o v a lr a t eo fc o x a q u a t i c ar o x bw e t l a n dw a ss i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nt h a to ft h ec o n t r 0 1 a tt h et i l l e r i n g s t a g ea n dt h ef l o w e r i n gs t a g e ，t h ec o d r e m o v a lw a si n h i b i t e du n d e r2 0a n d4 0 m g l c r 6 + t r e a t m e n t s ，a n di tw a ss i g n i f i c a n t l yi n h i b i t e di n c o i xa q u a t i c ar o x bw e t l a n d t h et n r e m o v a lr a t eo fc y p e r u sa l t e r n i f o l i u sw e t l a n da m o n gd i f f e r e n tc r 6 + c o n c e n t r a t i o n sd i dn o t e x i s ts i g n i f i c a n td i f f e r e n c e ( e x c e p t4 0 m g lc r 6 + t r e a t m e n ta ts e e d l i n gs t a g e ) ，b u ti tw a s s i g n i f i c a n t l yi n h i b i t e du n d e r2 0a n d4 0 m g lc r 6 + t r e a t m e n t sa sf a ra sc o i xa q u a t i c ar o x b w e t l a n di sc o n c e r n e d t h en h 3 一nr e m o v a lo ft h et w ow e t l a n d sw a ss i g n i f i c a n t l yi n h i b i t e d u n d e rc ，s t r e s s ( e x c e p t10a n d2 0 m g lc r 6 + t r e a t m e n t sa ts e e d l i n gs t a g eo fc y p e r u s i v 0 一 、i i 0 _；。0， 飞 0 广西大掌硕士学位论文人工湿地对含c r 秘生活污水的净化效果及机理研究 a l t e r n i f o l i u s ) t h et w ow e t l a n d sh a dg o o dp u r i f i c a t i o ne f f e c t so nt pa n dc h r o m i u mi n w a s t e w a t e l 2 t h ec o n t e n t so fl e a fc h la n ds pw e r em a i n l yp r o m o t e du n d e rc r s t r e s s ，b u tt h e p r o m o t i n ge f f e c to fc o xa q u a t i c ar o x bw a sm o r es i g n i f i c a n t t h a nt h a to fc y p e r u s a l t e r n i f o l i u s t h ec h a n g eo ft h e c o n t e n t so fs o l u b l e s u g a ra n dm d ai nc y p e r u s a l t e r n i f o l i u sl e a v e sw a sn o to b v i o u sa l o n gw i t hd i f f e r e n tc r 6 + c o n c e n t r a t i o n s ；b u tt h e c o n t e n t so fs o l u b l es u g a ra n dm d ai nc o i xa q u a t i c ar o x bl e a v e sw e r es i g n i f i c a n t l yh i g h e r t h a nt h o s eo ft h ec o n t r o la tt h ee a r l yf l o w e r i n gs t a g e a tt h em i d d l es e e d l i n gs t a g e ，t h e s o da c t i v i t yo fc y p e r u sa l t e r n i f o l i u sl e a v e sw a sp r o m o t e d ，b u ti tw a si n h i b i t e da sf a ra s c o i xa q u a t i c ar o x bl e a v e si sc o n c e r n e du n d e rc r 6 + s t r e s s ；t h es o da c t i v i t yo fc y p e r u s a l t e r n i f o l i u sl e a v e sw a ss i g n i f i c a n t l yl o w e rt h a nt h a to ft h ec o n t r o la tt h ee a r l yt i l l e r i n g s t a g e ，b u ti th a dn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c ei nt h et w op l a n t sc o m p a r e dw i t ht h ec o n t r o la tt h e e a r l yf l o w e r i n gs t a g e e x c e p tt h em i d d l es e e d l i n gs t a g e ，t h ep o da c t i v i t yo fc y p e r u s a l t e r n i f o l i u sl e a v e sw a ss i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nt h a to ft h ec o n t r o lu n d e r2 0a n d 4 0 m g l c r 6 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a t m e n t s p n ，t ra n dg so fc o i xa q u a t i c ar o x bl e a v e s w e r ep r o m o t e du n d e r10a n d2 0 m g l c r 6 + t r e a t m e n t s ；b u tu n d e rc r 6 + s t r e s sc w a sa l l s i g n i f i c a n t l yl o w e rt h a nt h a to ft h ec o n t r o la tt h ev i g o r o u st i l l e r i n gs t a g e c o m p a r e dw i t h t h ec o n t r o l ，f 7 f m ，f ma n dq po fc o i xa q u a t i c ar o x bl e a v e sw e r ea l ls i g n i f i c a n t l yh i g h e r a tt h ev i g o r o u st i l l e r i n gs t a g e ，b u tt h e yw e r es i g n i f i c a n t l yl o w e ra tt h ev i g o r o u sf l o w e r i n g s t a g e ；f oa n dq n w e r es i g n i f i c a n t l yl o w e ra tt h ev i g o r o u st i l l e r i n gs t a g eu n d e rc r 6 + s t r e s s ， b u tt h e yw e r es i g n i f i c a n t l yh i g h e l u n d e r2 0 m g l c r 6 + t r e a t m e n tt h a nt h o s eo ft h ec o n t r o la t t h ev i g o r o u sf l o w e r i n gs t a g e o nt h ew h o l e ，t h ep h o t o s y n t h e s i so ft h et w op l a n t sw a s v 毛，一 矗 n 广西大学硕士学位论文 人工湿地对含c r 6 生活污水的净化效果及机理研究 p r o m o t e da tt h ev i g o r o u st i l l e r i n gs t a g e ，b u ti tw a s i n h i b i t e da tt h ev i g o r o u sf l o w e r i n gs t a g e u n d e rc r 6 + s t r e s s 4 a f t e rc r 6 + t r e a t m e n to f9 0 d ，t h eb i o m a s s e so fc y p e r u sa l t e r n i f o l i u sa n dc o i x a q u a t i c ar o x bw e r ep r o m o t e du n d e r10 m g l c r 6 + t r e a t m e n t ；b u tt h e yw e r e i n h i b i t e du n d e r 2 0a n d4 0m g l c r 6 + t r e a t m e n t s a f t e rc r 6 + t r e a t m e n to f12 0 d ，10a n d2 0 m g l c r 臼 t r e a t m e n t si n d u c e dt h ee n h a n c e m e n to ft h et w op l a n t sb i o m a s s e s ；t h eb i o m a s so fc y p e r u s a l t e r n i f o l i u sr o o t ss i g n i f i c a n t l yd e c l i n e db y2 2 9 4 c o m p a r e dw i t ht h e c o n t r o l u n d e r 4 0 m g l c r 6 + t r e a t m e n t o nt h ew h o l e ，t h eb i o m a s s e so ft h et w op l a n t sa f t e r 12 0 dw e r e l a r g e rt h a nt h o s ea f t e r9 0 d 5 t h enc o n t e n t so fc y p e r u sa l t e r n i f o l i u ss t e m sa n dl e a v e sw e r ei n h i b i t e du n d e r10 a n d2 0 m g l c r 6 + t r e a t m e n t s ( e x c e p tt h a ti tw a ss i g n i f i c a n t l yh i g h e ri nt h es t e m sa f t e r12 0 d t h a nt h a to ft h ec o n t r o la t10 m g l c r 6 + ) ；b u tt h enc o n t e n to fc y p e r u sa l t e r n i f o l i u sr o o t s a f t e r12 0 ds i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e db y11 0 0 a n d2 7 61 c o m p a r e dw i t ht h ec o n t r o lu n d e r 10a n d2 0 m g l c r 6 + t r e a t m e n t s ，r e s p e c t i v e l y t h enc o n t e n t so fc o i xa q u a t i c ar o x br o o t s ， s t e m s ，l e a v e sg r a d u a l l yd e c r e a s e da l o n gw i t hc r 6 + c o n c e n t r a t i o ne n h a n c e m e n t ，t h e yw e r e s i g n i f i c a n t l yl o w e rt h a nt h o s eo ft h ec o n t r o lu n d e r2 0a n d4 0 m g l c r 6 + t r e a t m e n t s t h i s 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e rt h a nt h a to ft h ec o n t r o lu n d e rc ，s t r e s s ，b u tt h es u b s t r a t ep c o n t e n to fc y p e r u sa l t e r n i f o l i u sw e t l a n do n l ya t2 0 m g l c r 6 + w a ss i g n i f i c a n t l yl o w e rt h a n m a to ft h ec o n t r 0 1 7 w i t ht h ei n c r e a s eo fc r 6 + c o n c e n t r a t i o na n dt h ee l o n g a t i o no ft r e a t m e n tt i m e ，t h ec r c o n t e n t so ft h er o o t s ，s t e m sa n dl e a v e so fc y p e r u sa l t e r n i f o l i u sa n dc o i xa q u a t i c ar o x b a n dt h es u b s t r a t e s ( f i n es a n d ) o ft h et w op l a n t sw e t l a n d sc o n s t a n t l yi n c r e a s e d ，t h e r ew a s v e r ys i g n i f i c a n t d i f f e r e n c ea m o n gd i f f e r e n tc r 6 +c o n c e n t r a t i o n st r e a t m e n t s t h ec r a c c u m u l a t i o n so ft h es t e m sa n dl e a v e so ft h et w op l a n t sc o n s t a n t l yi n c r e a s e da l o n gw i t ht h e i n c r e a s eo fc r 6 + c o n c e n t r a t i o na n 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