污水处理中温度对黑藻生长的影响

安徽农业科学,Joumal of Anhui Agi. Sci. 2011 ,39(8) :4642 -4644责任编辑黄小燕责任校对 卢瑶污水处理中温度对黑藻生长的影响陈文音',2 ,袁少雄'2,陈章和2*(1.广州地理研究所,广东广州510070;2.华南师范大学生命科学学院.东州510631)摘要[目的]研究污水处理过程中温度对黑藻生长的影响。 [方法]采用单因素试验设计,设置5.15.25 .35 C4个温度,观测在生活污水处理过程中各温度下黑藻的生长情况。[结果]在35.25 C中黑藻生长校为旺盛，经过15d的培养,黑藻的植株长度、分枝数、根数以及生物量分别增长了2.8和1.2 cm.7.0和5.9个.6.2和3.7条.21%和25% ,均显著或极显著高于5 C下黑藻的生长情况;在15 C的培养中,黑藻的生长较慢,植株长度、分枝数、根数增长量高于5 C ,但两者间无显著差异。[结论]在5~35 C ,温度的升高能促进污水处理过程中黑藻的生长。关键词黑藻;生活污水;温度;生 长情况中图分类号X703文献标识码A文章编号0517 -611(2011 )08 -04642 -03Infuence of Temperature on the Growth of Hydrila vericiata in the Wastewater TreatmentCHEN Wen-yin et al ( Guangzhou Geography Institute, Guangzhou, Guangdong 510070)Abstract [ Objective ] The research aimed to study the infuence of temperature on the growth of Hydrilla pericillata in the wastewater treat-ment process. [ Method] By using the single factor experiment, the growth situation of H. verticllata in the different temperatures (5, 15, 25and 35 C) was observed in the treatment process of domestie sewerage. [ Result] H. ericllata grew luxuriantly in 35 and 25 C. After thecultivation of 15 days, the plant length , branch number, root number and biomass of H. terticillata in 35 and 25 C repectively inereased 2.8and 1.2 cm, 7.0 and5.9 branch, 6.2 and3.7 piece, 21% and 25% , which were all significanly higher than that in5 C. In the culivationcondition of 15 C , H. ricllata grew slowly. The increment of plant length, branch number and root number were high than that in5 C，but they had no sigificant difference. [ Conclusion ] During5 -35 C, the higher temperature could promote the growth of H. vericillata inwastewater treatment process.Key words Hyrilla vrticllata; Domestic sewerage ; Temperaure; Growth situation湿地植物是人工湿地系统中重要组成部分,在污水净化4 个温度,3次重复。过程中发挥了重要的作用"-31 ,沉水植物是湿地植物的一个1.4试验用水参 照生活污水的浓度人工配制试验污水，种类,具有较强的净化能力[4) ,在污水处理中已经有一定的配方如表1所示，化学需氧量( COD。)浓度为100 mg/L, 总研究和应用15-9。但目前对沉水植物的研究主要集中在种氮(TN)为20 mg/L,总磷(TP)为2.5 mg/L。灌溉量为10 L, .类的筛选以及净化污水的效果等方面,对植物在污水净化过停留时间为15 d。程中的生长,特别是各种环境因子对其生长的影响的研究还表1人工污水配方门较少。笔者以黑藻为研究对象,研究在污水处理过程中温度Table 1 The prescription of artincial wastewater对其生长的影响,从而为沉水植物特别是黑藥在污水处理中药品名称浓度//mg/L[药品名称浓度//mg/L的研究和应用提供理论和实践参考。Reagent nameConcentationReageent nameConcentration1材料与方法乙酸钠Sodium acetale11.035.0 NaNO,16.01.1 材料与栽培 黑藁( Hydrilla vrticllata (Linn. f. )Royle)又名轮叶黑藻、水王荪球丝草、灯笼草等,属于单子蛋白胨Pepone17.556.5葡萄糖Glucoe尿素Urea7.9叶植物纲水鳖科黑藻属,是一种多年生沉水植物,在我国南北各省的湖泊、池沼、水沟及水流缓慢的河中均有分布([0];1.5 测定方法①株高分枝数根数:每培养箱中随机标其适应性强,生长迅速,对污染物吸收、富集能力强,具有较记3个植株,每3天测量其株高,计算新增分枝和根的数量。好的净化污水能力1-14)。②叶绿素含量:测定采用分光光度法,准确称取0.1 g黑藻叶试验所用黑藻取自华南师范大学生命科学学院鱼类养片于试管中,加入15 ml丙酮-乙醇(2:1) ,试管加塞放置于殖池中,取其顶枝10 cm,于室外预培养10d后,移栽于白色20 C培养箱内,在黑暗条件下提取叶绿素至肉眼观察叶片塑料箱中,每箱移裁株数相同,鲜重约50 g,于光照培养箱中完全变白。以提取溶剂作空白，测定叶绿素提取液吸光度培养。Aos和Aas ,利用Amon公式计算提取液中叶绿素浓度,换算1.2 试验装置 栽培装置为白色塑料箱,长33 cm,寬22.5为每克鲜叶叶绿素含量( mg/g)16] ,即叶绿素a浓度( mg/g):cm,高20 cm,底铺2 cm厚的干净细沙,构成小型污水处理系C. =12.7 Ags-2. 69 As;叶绿素b浓度( mg/g):C, =22.9统。培养箱为PGX-330A-12H光照培养箱。Aas -4. 68 A6s ;叶绿素总浓度( mg/g):C..=C. +C。③生1.3因素水平设计 采用 单因素试验设计研究温度对黑物量:试验结束时收割各培养箱中黑藻,称鲜重,放入烘箱内藻生长的影响。相同光照(4 000lx)下,设置5.15.25 35 C 80 q1.6中国煤化工和SPSS统计软件进金项目国家自然科学基全(30470346);广 东省自然科学基金行数MYHC N M H G准误,利用单因素方作者简介陈文音(1982-),女,广东潮州人, 助理工程师,硕士,从事差分析|7] 进行差异显著性的检验。环境生态学研究。●通讯作者，教授，博士，博士生导师。从2结果与分析收稿日期2010-12-14事生态学和环境科学研究,E mail:chenzh@ senu. edu. cn。2.1温度对黑藻植株伸长的影响 在污水处理过程中 ,黑39卷8期陈文音等污水处理中温度对黑藻 生长的影响4643藻植株长度随培养时间的增加逐渐增长,但在不同温度下其黑藻的叶绿素含量基本均是先呈下降趋势,而后回升,说明.增长的速度不同(图1)。在35 C的培养中，黑藻植株增长黑藻能在污水的环境下存活并逐渐恢复正常的生理活动，速度最快,15 d后,植株长度平均增加了2.8 cm,极显著高于即对污水的环境具有-定的耐受性,而不同温度下叶绿素其他3个温度的处理(P <0.01)。在25 C ,黑藻植株长度也含量的变化没有显著的差异,到第15天,5、15.25.35 C 4有较快的增长,15d后,植株长度平均增长了1.2 cm,极显著个温度下黑藻的叶绿素含量平均分别为1. 8、1.7.1.2、1.9高于15和5 C植株的增长量(P<0.01)。在15和5 C,植mg/g(图4)。株长度的增长很慢,2个温度下黑藻植株长度的增长量无显著差异。.士5点6 *35C*35C-x! 2|天敏DaysId圈3温度对黑藻根数增 长的影响天数Days日dFig.3 Infuence of tenperature on the root number increment圈1温度对黑藻植株长度增长的影响of H. vrillataFlg.1 Infuence of temperature oa the plant length increment of2.5温度对黑藻生物量的影响在 15.25 35 C的培养中,H. vrillata黑藻生长良好,经15 d的生长,生物量分别增长了12%、2.2温 度对黑藻分枝的影响不同温度下 黑藻植株都有25% 21% (图5) ,3个处理间无显著差异。在5 C下,黑藻新芽产生,形成新的分枝,分枝数增加数随温度升高而增加生长缓馒,到试验后期部分植株的枝叶腐烂死亡，试验结束(图2)。经过15 d的培养,5.15.25.35 C 4个温度下黑藻时生物量减少了14% ,生物量显著低于15 C黑藻生物量(P植株平均分别增长了1.4.4.3.5.9.7.0个侧枝,25 .35 C植<0.05) ,极显著低于25和35 C(P <0.01)。株的分枝增长量极显著高于5 C(P<0.01),而35 C植株的分枝增长量显著高于15 C(P <0.05),其他处理间则无显著差异。.3 温度对黑藻根数的影响黑藻的不定根既能固定植株,同时还能直接吸收水体及基质中的营养盐。在不同温度的处理下,黑藻根数的增长随温度的变化与植株长度的增长相似(图3)。在35 C培养中,黑藻植株产生大量不定根,根5数的增长量极显著地多于5和15 C(P <0.01) ,到第15天，平均每株增长了6.2条新根;在25 C培养中,黑藻生长良天敷Daysld好,也有较多的新根产生,显著多于5 C(P<0.05),第15天图4温度对黑藻叶绿素含的影响时,平均每株增长了3.7条根;在15和5 C的培养中,植株产Flg4 Infuence ot temperature on tbe chlorophyl content of H.生的新根较少,到第15天时分别仅增加了1.1和0.2条根, .vericillata两者间无显著差异。女E2512 15中国煤化工erC天数Days 8dCNMHG的影响图2 温度对黑藻分株敷增长的影响FIg.s Innuence ot tempenture on me biomass of Hydrilla verti-Fig2 Influence of tempenture on the branch number increcillatament of H. vericillata.4 温度对黑藻叶绿素含的影响 在试验的过程中,3结论与讨论在处理生活污水的过程中,温度对黑藻的植株长度、分4644安徽农业科学2011年枝数根数以及生物量等生长指标有显著的影响,在5~35[7] CU B,DEBUSK T A,DIERBERG F E,a al. Phophors renowal from EvC,温度的升高能促进黑藻植株、侧枝、根数、生物量等增加，englades agriculural area nunof by submerged aquatie vegetation/ limerocktreatment technology :an overiew of reearch[J]. Water Science and Tech-其中25~35C适宜黑藁的生长,而低温(5C)则对黑藁的nology ,2001 44(11/12) :101 -108.8] KNICHT R L,CU B,CLARKE R A,et al. Long - termn phoephorus remnoval生长有抑制作用。in Florida aquatic systeme dominated by submerged aqvegctai植物在污水净化中的能力与其生长状况密切相关,生长”Fological Enineeing, 2003 20(1).45-63.ged aquatie[9] NUNGESSER MM J. Evaluation of phoephorus retention in越旺盛的植物其净化污水的能力越大[8]1,该试验中黑藻在NUNCESSER M K,CHMNEY Ma South Florida teatment wetland [J]. Water Science and Technology,25.35 C下黑藻生长旺盛，而在5 C下黑藻的生长受到抑制，2001 144(11/12) :109 -115.这必将对黑藻的净化效果产生影响，但温度对黑藻净化效果[10]中国科学院中国植物志编辑委员会中国植物志(第八卷)[M].北京:科学山版社,1992.的影响如何,以及在不同温度下黑藻的生长与其净化效果的[11] VAN T K,WHEELER C S,CENTER T D. Competition betwen Hyrilla关系有待进一步的研究。tricllata and Vllisneria americana 8s inluenced by soil frility[J]. Aquatie Botany ,999 ,62(4):225 -233.参考文献[12] GU B. Environnental conditions and phnsphonus removal in Florida lakes[1] BRIX H. Functions of macrophytes in constructed wetlands[J]. Water Sci-and wetlands inhabited by Hyrilla rtillata ( Royle ) : implications forence and Technology ,1994 ,29(4):71 -7invasive species mangement[J]. Biological Invasions 2006.8(7):1569 -[2] BRIX Do meopntep payaioke inncted remet weland?1578.[J]. Water Scienee and Technology .1997.35(5):301 -306.[13]雷泽湘.谢贻发,徐德兰,等大型水生植物对富营养化湖水净化效果[3] KIVAISI A K. The petential for cnstructed wllands for wastewater teat.的试验研究[J].安徽农业科学,00603) :555 -554.ment and reuse in developing countries :a revien[ J]. Eoological Engneer-[14] PRUSTY B A K, AZEEZ P A,JAGADEESH E P. Alkali and transitionig,2001 ,16(4) :545 -560.mectals in macrophytes of a wetland sytem[J] Bulletin of EnvironmentalCantaninainandToialenr 2000 787851405-410[4]林连升绿为民，袁新华,等.沉水植物在池塘养殖生态系中的水质改ion and Toricoloy 2000 78(5):405-410.良作用[J].水产科学,200 ,24(12):45 -47. .[15]何蓉,周琪,张军.表面流入工湿地处理生活污水的研究[J].生态环5]戴莽,倪乐意,谢平,等利用大型围隔研究沉水植被对水体富营养化0004.1(2);180-181的影响[J].水生生物学报1999 ,23(2):97 -101. .[16]杨振德分光光度法测定叶绿素含量的探讨[J].广西农业大学学报,[6] DIERBERC F E,JUSTON J J,DEBUSK T A,et al. Relationship between[17]杜荣骞.生物统计学[ M].北京:高等教育出版社,003.hydraulic eficiency and phoephorus removal in a submerged aquatic vege-tation - dominsted trealment wetland[J]. Ecological Enginering,2005 ,25[18]成水平,吴振斌,况琪军.人工湿地植物研究[J].湖泊科学,002,14(1):9-23.(2):179- I84.(上接第4609页)灯,沼肥用于施果树,果园套种蔬菜或饲料作物,满足生猪的道路填充物铺垫填场;有害废弃物如电池、农药瓶等则集中饲料要求。除养猪外,还可以发展养牛、养鸡等养殖业;除种卫生填埋。实现就地减量化分类处理办法，垃圾运输量和处植果业外,还包括粮食、蔬菜等经济作物的种植,其衍生模式理量可减少80%以上,既有效节省了处理成本,又产生了优有“鸡- -沼一茶”、“牛一沼一稻”、“牛一沼一鱼"等。目前，质有机肥源和可再生资源回收。该技术在江西赣南及南方丘陵地区形成了一定的发展态势，3.2集中产 业化处理经过分类 压缩的垃圾集中产业化处并成为当地农村经济发展的重要途径。理是农村垃圾处置的后道程序,这一环节的发展重点是走垃4结语圾产业化处理。在农村垃圾处理上以“减量化、产业化、生态化”原则现在农村垃圾可燃物含量明显增加, . -般经过分类处理为导向,深化完善“户集、村收、镇运、县处理”梯次网络,结合后的垃圾热值能满足垃圾焚烧的要求,利用垃圾集中焚烧产村庄特点建设回收站.小型处理厂等,探索- - 条与农村实际生的热量来发电,可同时实现废物无害化减量化资源化的情况相吻合,与城乡统筹发展相- -致, 与经济承载实力相适处理技术。2009年8月,鄱阳县政府与香港绿色动力集团公应的垃圾循环处理新模式,切实保护“一湖清水”,从而实现司正式签订垃圾焚烧发电项目,项目1期工程预期在2011年环鄱阳湖地区经济的可持续发展。5月份完工,可日处理垃圾500t。2013 年II期完工后,日处理垃圾达1 000t。但发电厂建设成本高,且垃圾焚烧中易产[1]谭州市建设局课题组农村垃圾处理的实践与思考[J].城乡建设.2008(7) :64 -66.生飞灰.CO CO2、SO,.二嚅英和一些氮氧化物等,二次污染2]李国朝,杨期勇,杨涛,等环鄱阳湖地区农村垃圾现状调研及对策是制约该技术推广的主要因素[4]。].环境与可持续发展,2010(2);4.3.3 能源生态化处理 以沼气为纽带,因地制宜开展“三沼3]鲍强,中国城市垃圾出路问题亟待解决[J].环境保护,1995(12):10-(沼气、沼渣、沼液)”的综合利用，发展“养殖-沼气-种植"[4] FATMA HAMMY ,GuY MERCIER,JEAN-FRANCOLS BLAIS Removul oflead in APCR leachates from municipal solid waste incinerator using peat三位一体的能源生态模式。该模式主要是利用招气池消化mos in a batch counter current sorpion proces [J]. Hydrometallury,动物粪便植物秸秆等废弃物，产生的沼气用于农户做饭点2005 ,80(4) :232 -240.中国煤化工MYHCNMHG