藻类营养动力学研究毕业论文.docx

南京师范大学毕业设计（论文）（2012届）Normal拚AllSQT9A目：南京玄武湖斜生栅藻生长的营养动力学特征研究院:能源与机械工程学院业:环境工程姓名：学号：指导教师：南京师范大学教务处制目录摘要IAbstractII第1章绪论1第1.1节中国水环境状况11.1.1我国水体富营养化现状11.1.2水体富营养化1第1.2节AGP试验21.2.1AGP试验研究现状21.2.2藻种的选择31.2.3藻类生长参数的测定4第1.3节湖泊生态安全评价41.3.1生态安全评价定义41.3.2生态安全评价方法51.3. 3生态安全评价指标5第1.4节课题提出51.4. 1课题来源51.4.2研究目的与意义61. 4.3研究内容与方法71.4.4技术路线7第1.5节文本安排8第2章藻类增长潜能试验9第2.1节试验原理9第2.2节材料与方法92. 2.1水样的采集、处理及保存92. 2.2试验方法与步骤10第2.3节试验结果与讨论122. 3.1试验数据的处理122. 3.2试验结果的分析14第3章理论分析15第3.1节玄武湖生态安全评价15第3.2节改善玄武湖水质的措施16第4章结论与展望18第4.1节结论18第4.2节展望18参考文献20致谢21英文原文及翻译22摘要为了了解玄武湖水对生物的影响，通过采样分析方法调查玄武湖湖水的营养特征，并采用斜生栅藻进行藻类增长潜能试验，探索氮磷等营养物质对玄武湖湖水的生态影响。AGP实验表明，玄武湖水在添加充足的磷的情况下增长率大于添加充足的氮，得出了氮是玄武湖藻类生长的限制性因子的结论。通过AGP试验，可以预测当生活污水经过某种方式流入玄武湖水体后对藻类生长可能产生的影响，为玄武湖水体富营养化的防治和水资源的保护提供科学依据。关键词：玄武湖，斜生栅藻，AGP试验，富营养化AbstractInordertoknowtheeffectsofwaterintheXuanwuLaketothecreatures,throughanalyzingthesamplestoinvestigatethenutritionalcharactersofthewaterinXuanwulake,atthesametime,usingScenedesmusobliquustotestthegrowthpotentialofthealga,toexploretheecologicaleffectsofthenutrientssuchasnitrogenandphosphorustothewaterinXuanwulake.AlgalGrowthPotential(AGP)experimentsshowthat,comparingwithnitrogen,thegrowthrateofthealgaisgreaterwhenthewaterinXuanwuLakeissufficientwithnitrogen,leadingtotheconclusionthatphosphorusistherestrictionfactortothegrowthofthealgainXuanwuLake.AlgalGrowthPotential(AGP)testscanpredictthepossibleimpactsonthegrowthofthealgawhenthesewageflowsintoXianLakethroughsomemeasures,provideascientificbasisforpreventionandtreatmenttotheeutrophicationandwaterconservation.Keywords：XUanWULake,Scenedesmusobliquus,AlgalGrowthPotentialTest,Eutrophication第1章绪论第Ll节中国水环境状况LLl我国水体富营养化现状20世纪80年代以来，我国湖泊入湖污染负荷不断增加，湖泊中氮、磷水平不断提高，富营养化日趋严重。近几十年来，我国科学家对长江、嘉陵江、汾河、千岛湖、太湖、苏州河等水体的富营养化问题和生态恢复措施进行了深入的研究，并取得了丰富的经验。氮、磷是形成水体富营养化的限制性元素，通过对部分湖泊、水库多年监测结果分析，形成富营养化的主要污染源为氮源污染，有机物和磷污染次之。还有80%以上的湖泊中富营养化水体氮源污染大于磷源污染。中国大多数湖泊中，氮磷比都处于较高的比例，诸如太湖、巢湖、滇池等湖泊的氮磷比都相当高，氮磷比一般在10-20之间。而水仙湖水体在20012005年表层水体氮磷比平均值达到33.06o由于温带众多湖泊水体中氮磷比都处于较高水平，不少研究也表明湖泊中叶绿素与湖泊总磷也有较好的相关性（I由以上数据可见，中国水质状况较差，水体污染严重，在水体污染的研究与防治领域还有很长的路要走，因而治理水污染的任务很艰巨。L1.2水体富营养化1.121基本概念水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧含量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象HL1.1.2.2水体富营养化的危害水体富营养化，常导致水生生态系统紊乱，水生生物种类减少，多样性受到破坏。普遍的富营养造成多种用水功能的严重损害，甚至完全丧失。止匕外，由于藻类带有明显的鱼腥味，从而影响饮用水质。而藻类产生的毒素则会危害人类和动物的健康。水体富营养化的危害主要表现在六个方面同。（1）降低水体的透明度。在富营养水体中，生长着以蓝藻、绿藻为上风种类的大量水藻。这些水藻浮在湖水外貌，形成一层“绿色浮渣”，使水质变得污浊，透明度显着降低，富营养严重的水体透明度仅有0.2米，严重影响水中植物的光合作用和氧气的释放，同时浮游生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧，使水中溶解氧严重不足，而水面植物的光合作用，则可能造成局部溶解氧的过饱和，溶解氧过饱以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。（2）富营养化水体底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生的有害气体，以及一些浮游生物产生的生物毒素（如石房蛤毒素）也会伤害水生动物。（3）富营养化水中含有亚硝酸盐和硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会中毒致病等等。（4）向水体开释有毒物质。富营养化对水质的另一个影响是某些藻类能够排泄、开释有毒性的物质，有毒物质进入水体后，若被牲口饮入体内，可引起牲口肠胃道疾病。（5）对水生生态的影响在正常情况下，水体中生物都处于相对平衡的状态。但是，一旦水体受到污染而出现富营养状态时，这种正常的生态平衡就会被扰乱，某些种类的生物明显被淘汰，而另外一些生物种类则显着增长，这种生物种类演替会导致水生生物的稳固性和多样性低落，破坏其生态平衡。（6）影响旅游和航运。水体一旦发生富营养化，藻类就会大量繁殖，水体透明度急剧降低，水质污浊，水面藻华聚集，臭味弥漫，严重影响湖库的旅游业，以致丧失旅游价值。另外，富营养水体中生长的大量浮游生物，还会堵塞航道，影响航运。1.1.2.3水体富营养化的原因和防治导致我国湖泊富营养化的原因，既有人为的原因，也有自然的原因。由于像太湖等湖泊是发育在长江中下游洪泛平原上的，营养背景较高，加之这些湖泊水浅，沉积物常常因为悬浮而释放，即使外源污染控制止了，由于内源污染的存在，湖泊富营养化问题将依然存在。这会大大加大湖泊富营养化治理的难度。湖泊富营养化的治理与控制应该遵循控源、湖泊生态修复和流域管理的原则。由于各个湖泊类型不同，因此，各种治理的技术应该结合具体的情况来实施,即应该先诊断、后治理。水体富营养化的主要防治对策有：1）加快点源治理，削减入湖的污染负荷；2）加强面源的污染控制，减少氮磷等营养物质的入湖量；3）加大内源污染治理力度，改善湖库水体的理化条件；4）大力推进生态修复技术，合理制定调度及管理方案；5）加强科学研究，充分发挥科技的支撑作用，加强监测与预警。第L2节AGP试验121AGP试验研究现状AGP试验（AIgalGrowthPotentialTest,藻类增长潜力试验），又称藻类测试（AIgalAssayPrOCedUre,简称APP）,它是测定某一水体中浮游植物所能达到的最高生物量，并且通过统计试验前后营养盐浓度的变化预测以后水体富营养化的程度，是有效地进行预测、控制藻类增殖和测定藻类增长潜力的一种方法囹。通过在实验室条件下进行微藻培养，测定自然水样中微藻所能增值到的最大干燥重量。AGP试验的目的是评价水体中能容忍的微藻量的潜力，找出藻类生长的限制因子(氮限制，磷限制或氮磷双重限制等)。AGP试验这种生物测试方法是专门为研究水体富营养化问题而制定的。目前在国际上已作为标准方法采用的是瓶法(BOttIeTeSt),其他方法如现场试验法虽有所应用，但尚未形成标准方法。因此，瓶法是我国目前的统一标准方法。AGP试验是根据最低因子定律设计的。试验时，把需要检测的水经过处理，或加入不同的营养物质(氮、磷或污水)，再接种某种藻类，在实验控制条件下培养，然后再与空白样比较，分析不同实验组的藻类生长情况，通过计算确定限制藻类生长的营养物质。章宗涉囹对武汉东湖湖水的研究中，通过AGP试验得出了藻类生长反应与添加的污水浓度成正比，CS2为0.5-4%,单独添加氮或磷也很少促进藻类生长，但共同添加时大多有促进作用。添加营养物试验结果有助于进一步了解藻类生长的限制因子，东湖已属富营养型湖泊，氮、磷已经很丰富，因此，添加氮磷试验很少有显著增长反应。结果说明，东湖不论是氮或磷，在多数情况下不是东湖浮游植物生长的主要因子。试验结果还表明，氮和磷的作用在不同时间也是有变化的。多数情况下，氮和磷共同成为潜在的限制因子，而在某些时候，氮和磷又分别成为限制因子，在反映营养因子对藻类的增长关系以及评价富营养化程度方面，ADP测试应该比单纯的化学分析更直接、明显。122藻种的选择用于试验的淡水藻类种类较多，比较常用的有：羊角月芽藻CelezzasSrz®capricornutum)>斜生栅藻做CrocysZsaerugin-osa)>水华鱼腥藻灯磔如夕73flos-aquae)>小环藻属(Cyclotellasp、菱形藻属(NitZSChiasp.)、针杆藻属(Swedrasp.)、四尾栅藻(Scenedesmusquadricaudd)>斜生栅藻(Sce"edes秫"s061“S)”蛋白核小球藻©LZorellapyrenoidosci)普通小球藻(Chlorellavulgariso斜生栅藻仅ez7edes3sS)属绿藻门中的绿球藻目栅藻科，它的植物体是由2、4或8个细胞组成的扁平定形群体，其细胞排列成一直线，但有时可略为交叉排列，如图I-(I)所示。图1斜生栅藻123藻类生长参数的测定在水体中，藻类的生长经常受到各种营养物质的限制，其生长服从于“最小因子定律”。在限制藻类生长的营养元素中，最主要元素通常是氮和磷。因此，在水体富营养化限制性因子的研究中，主要考虑的是氮、磷对藻类生长的影响，在试验过程中，需要测定的参数通常有：1）藻类的数量、干重计数：最常用的测定藻类数量的方法是镜检计数法。吸取ImI样品于计数框中，用目镜视野法计数，在AGP试验中一般计数10-50个视野。干重：取一定量的试验液离心后倒去上清液，用15PPmNaHC0