隨著城市化進程的發(fā)展,城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)已成為評價一個城市發(fā)展?fàn)顩r的重要指標(biāo),而城市水體作為城市生態(tài)環(huán)境和景觀建設(shè)的重要組成部分,也越來越受到城市管理者的重視。城市水體受其所處地理位置及功能定位的影響,一般都具有水深淺、流速低、易受人類活動影響等典型特點,這使得保障城市水體水質(zhì)成為城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)的一個難題。城市水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象頻發(fā),景觀功能喪失成為城市水體治理面臨的最主要問題。以往的研究結(jié)果表明,水體富營養(yǎng)化是由于營養(yǎng)鹽過盛導(dǎo)致藻類過度繁殖所造成的,特別是氮磷等營養(yǎng)鹽過剩,被認(rèn)為是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的最直接因素。然而,隨著對近年來水體富營養(yǎng)化過程的進一步研究分析,自然水體中含量較低的微量元素也引起了科研人員注意。微量元素作為藻類生長繁殖的重要營養(yǎng)物,對于藻類的增殖具有不可替代的作用。部分研究者認(rèn)為:在水體富營養(yǎng)化發(fā)生的前置期,即水中藻密度低于一定程度階段,微量元素濃度對藻類的生長具有重要的影響作用,甚至?xí)蔀橹饕绊懸蜃�。此�?隨著工業(yè)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的推進,越來越多的微量金屬元素隨著人類的各項生產(chǎn)和生活過程進入到自然界的物質(zhì)循環(huán)過程中,干擾了自然界原有的物質(zhì)循環(huán),并影響到水體中藻類等浮游植物的增殖。因此,從控制藻類過度繁殖引起的水體富營養(yǎng)化的角度出發(fā),迫切需要從科學(xué)的角度出發(fā)研究微量元素對藻類生長的影響,為揭示微量元素對藻類生長的影響規(guī)律,以及進一步控制水體富營養(yǎng)化提供理論依據(jù)。本研究依托國家重大水專項子課題“城市水體中氮磷及微量元素對水環(huán)境質(zhì)量的影響研究”,通過分析本課題組對西安市典型城市水體的調(diào)研結(jié)果,選定鐵、錳、鋅、銅、鉬5種微量元素作為本研究的特征微量元素。此外,結(jié)合城市水體調(diào)查結(jié)果中的氮磷營養(yǎng)物質(zhì)濃度,選定一定濃度的氮磷營養(yǎng)條件作為本研究的基本營養(yǎng)物質(zhì)條件。在上述基礎(chǔ)上,以富營養(yǎng)化水體最常見的銅綠微囊藻為實驗藻種,開展了專題實驗室研究。本研究主要揭示了微量元素對藻類生長繁殖的影響特性及產(chǎn)生這些特性的氮磷營養(yǎng)條件,提出了富營養(yǎng)化防治過程中氮磷與微量元素并舉的控制策略。主要得到以下結(jié)論:(1)微量元素對藻類增殖的影響受氮磷營養(yǎng)條件的限制,即微量元素對藻類增殖產(chǎn)生顯著性影響是以一定的氮磷營養(yǎng)條件為基礎(chǔ)的。在城市水體微量元素的控制時應(yīng)結(jié)合水體當(dāng)前的氮磷營養(yǎng)條件綜合考慮,忽視氮磷濃度而簡單的只考慮水體中微量元素的濃度對于控制水體中藻類增殖的意義并不大。(2)微量元素對藻類增殖的基本規(guī)律為:當(dāng)微量元素處于較低濃度時,其對藻類增殖的影響是限制性的,在此條件下增加微量元素濃度能有效的促進藻類的增殖;當(dāng)微量元素濃度過高時,由于重金屬的生物毒性,其對藻類的增殖是抑制性的;適度的微量元素濃度對藻類增殖有很好的促進作用。(3)鐵、錳、鋅、銅、鉬五種微量元素在一定條件下均能對銅綠微囊藻增殖產(chǎn)生顯著性促進,這五種微量元素對銅綠微囊藻增殖的最適促進濃度區(qū)間依次為500~1000μg/L,20~80μg/L,0.5~5μg/L,1~10μg/L,1~5μg/L。(4)在氮濃度較高(硝態(tài)氮≥10 mg/L),磷濃度相對較低(磷酸鹽≤0.1mg/L)時,鐵、錳、鋅、銅、鉬這五種微量元素能夠?qū)︺~綠微囊藻增殖產(chǎn)生顯著性影響,但由于各種元素對藻類增殖的協(xié)同性,部分濃度條件時可能并不完全符合此規(guī)律。(5)微量元素對藻類增殖的影響與其對藻類吸收氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)影響之間存在密切關(guān)系。在不同的微量元素濃度下,藻細(xì)胞組成中的氮、磷、碳三種元素的比例存在一定差異,特別是氮元素的含量,這與藻類對硝態(tài)氮吸收的影響結(jié)果是一致的。(6)微量元素對銅綠微囊藻合成藻毒素的影響規(guī)律與對藻類增殖的基本規(guī)律相似;在銅綠微囊藻生長過程中,藻毒素的含量隨著培養(yǎng)時間的增加先增加后減小。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),單細(xì)胞藻毒素含量與藻細(xì)胞比增長率之間存在線性關(guān)系:q=aμ+b。
【學(xué)位單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：X52
【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 城市水體及微量元素
        1.1.1 城市水體及其點特
        1.1.2 微量元素的定義
        1.1.3 城市水體中微量元素的來源
        1.1.4 城市水體中微量元素的危害
        1.1.5 城市水體現(xiàn)狀
    1.2 微量元素對藻類生長影響研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 微量元素影響藻類生長的作用機理
        1.3.1 鐵元素作用機理
        1.3.2 鉬元素作用機理
        1.3.3 錳元素作用機理
        1.3.4 鋅元素作用機理
        1.3.5 銅元素作用機理
    1.4 研究內(nèi)容、目的及意義
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究目的
        1.4.3 研究意義
    1.5 研究的技術(shù)路線
    1.6 本章小結(jié)
2 實驗設(shè)計
    2.1 實驗基本原理及設(shè)計思路
        2.1.1 AGP實驗及其原理
        2.1.2 本研究中改進AGP實驗的設(shè)計思路
    2.2 實驗藻種的選定
    2.3 特征微量元素的選擇
    2.4 氮磷營養(yǎng)條件的確定
    2.5 本章小結(jié)
3 微量元素對藻類生長影響實驗
    3.1 實驗材料
        3.1.1 實驗涉及的儀器設(shè)備
        3.1.2 實驗用器皿
        3.1.3 實驗用藻種
        3.1.4 實驗用藥劑
    3.2 實驗過程
        3.2.1 細(xì)胞預(yù)培養(yǎng)
        3.2.2 細(xì)胞饑餓處理
        3.2.3 實驗培養(yǎng)
        3.2.4 培養(yǎng)結(jié)束后樣品處理
    3.3 實驗中各指標(biāo)的測定方法
        3.3.1 藻密度的測定
        3.3.2 硝態(tài)氮的測定
        3.3.3 微量元素的測定
        3.3.4 葉綠素a的測定
        3.3.5 藻毒素的測定
        3.3.6 細(xì)胞組成的測定
        3.3.7 比增長率的計算
    3.4 微量元素對藻類生長影響實驗方案
        3.4.1 鐵元素對藻類生長影響實驗方案
        3.4.2 鉬元素對藻類生長影響實驗方案
        3.4.3 錳元素對藻類生長影響實驗方案
        3.4.4 銅元素對藻類生長影響實驗方案
        3.4.5 鋅元素對藻類生長影響實驗方案
    3.5 本章小結(jié)
4 微量金屬元素對藻類生長影響特性與作用機制
    4.1 鐵元素對銅綠微囊藻生長的影響特性與作用機制
        4.1.1 鐵元素單一限制對藻類增殖的影響
        4.1.2 鐵元素對銅綠微囊藻增殖的影響
        4.1.3 鐵元素對銅綠微囊藻產(chǎn)毒素的影響
        4.1.4 鐵元素對銅綠微囊藻營養(yǎng)物吸收的影響
    4.2 鉬元素對銅綠微囊藻生長的影響特性與作用機制
        4.2.1 鉬元素對銅綠微囊藻增殖的影響
        4.2.2 鉬元素對銅綠微囊藻產(chǎn)毒素的影響
    4.3 錳元素對銅綠微囊藻生長的影響特性與作用機制
        4.3.1 錳元素對銅綠微囊藻增殖的影響
        4.3.2 錳元素對銅綠微囊藻產(chǎn)毒素的影響
        4.3.3 錳元素對銅綠微囊藻營養(yǎng)物吸收的影響
    4.4 鋅元素對銅綠微囊藻生長的影響特性與作用機制
        4.4.1 鋅元素對銅綠微囊藻增殖的影響
        4.4.2 鋅元素對銅綠微囊藻產(chǎn)毒素的影響
        4.4.3 鋅元素對銅綠微囊藻營養(yǎng)物吸收的影響
    4.5 銅元素對銅綠微囊藻生長的影響特性與作用機制
        4.5.1 銅元素對銅綠微囊藻增殖的影響
        4.5.2 銅元素對銅綠微囊藻產(chǎn)毒素的影響
        4.5.3 銅元素對銅綠微囊藻營養(yǎng)物吸收的影響
    4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 研究結(jié)論
    5.2 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及成果

【參考文獻】

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本文編號：2837046