污水处理中温度对黑藻生长的影响

安徽农业科学, Joumal of Anhui Agri.Sei.2011,39(8):4642-464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12,陈章和2(1,广州地理研究所,广东广州5021华南师范大学生命科学学院,广东广州503擠要[目的]研究污水处理过程中温度对黑藻生长的彩响。[方法]采用单因素试验设计,设置5、15、2535℃4个温度观测在生活污水处理过程中各溫度下黑藻的生长情况。[结果]在35、25℃中黑藻生长较为旺盛,经过15d的培养,黑藻的植株长度、分枝数、輾教以及生物量分别增长了2.8和1.2cm、7.0和5.9个6.2和3.7条、21%和2%,均星著或极显著高于5℃下黑藻的生长情况;在15℃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℃,但两者间无显著羞异。[结论]在5~35℃,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0517-66l1(2011)08-04642-03Influence of Temperature on the growth of Hydrilla verticillata in the Wastewater TreatmentCHEN Wen-yin et al( Guangzhou Geography Institute, Guangzhou, Guangdong 510070)Abstract [Objective] The research aimed to study the influence of temperature on the growth of Hydrilla verticillata in the wastewater treat-and 35 C)was observed in the treatment process of domestic sewerage Result]H. verticillata grew luxuriantly in 35 and 25 C. After thecultivation of 15 days, the plant length, branch number, root number and biomass of H. verticillata in 35 and 25 C respectively increased 2.8d 1. 2 cm, 7.0 and 5.9 branch, 6. 2 and 3. 7 piece, 21% and 25 %, which were all significantly higher than that in 5C. In the cultivationcondition of 15 C, H. verticillata grew slowly. The increment of plant length, branch number and root number were high than that in 5Cbut they had no significant difference. Conclusion] During 5-35 C, the higher temperature could promote the growth of H. verticillata inKey words Hydrilla verticillata: Domestic sewerage: Temperature; 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1-,沉水植物是湿地植物的一个14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,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100mg/L,总研究和应用。但目前对沉水植物的研究主要集中在种氮(TN)为20mg/L,总磷(TP)为25m/L。灌溉量为10L,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15d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丧1人工污水配方较少。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 artificial wastewater对其生长的影响从而为沉水植物特别是黑藻在污水处理中药品名称浓度∥m/L药品名称浓度/mL的研究和应用提供理论和实践参考。11材料与裁培黑藻( Hydrilla verticillata(Lim,,)淀粉sm1材料与方法乙酸钠Sodu650KH2O311.035.017.5‖NH4CRoye又名轮叶黑藻、水王荪、球丝草灯笼草等,属于单子葡萄糖Ghce13「尿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;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。②叶绿素含量测定采用分光光度法准确称取0.1g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15ml丙酮-乙醇(2:1),试管加塞放置于殖池中取其顶枝10cm,于室外预培养10d后移栽于白色20℃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,每箱移栽株数相同鲜重约50g,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A和A,利用Amon公式计算提取液中叶绿素浓度,换算12试验装置裁培装置为白色塑料箱长33cm,宽2.5为每克鲜叶叶绿素含量(mgg),即叶绿素a浓度(m/g):cm,高20cm,底铺2cm厚的净细沙构成小型污水处理系C=12.7A-26As;叶绿素b浓度(mg/g):C,=29统。培养箱为PGX330A-12H光照培养箱。As6-4.68A如;叶绿素总浓度(mg/g):C4,=C+C。③生L3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(4000kx)下,设置5、15、2535℃80℃烘48h,测干重1.6数据统计分析方法采用Ecel和SrSs统计软件进基金项目国家自然科学基金(304170346);广东省自然科学基金(06025056)行数据分析,计算各指标的平均数及标准误,利用单因素方作者简介陈文音(1982-),女,广东潮州人,勳理工程师,项士,从事差分析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结果与分析事生态学和环境科学研完,Emilhh@ scnu. edu收稿日期2010-12-142.1温度对黑藻植株伸长的影响在污水处理过程中,黑39裹8期陈文音等污水处理中温度对黑藻生长的形响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,说增长的速度不同(图1)。在35℃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,15d后,植株长度平均增加了2.8cm,极显著高于即对污水的环境具有一定的耐受性,而不同温度下叶绿素其他3个温度的处理(P<0.01)。在25℃,黑藻植株长度也含量的变化没有显著的差异,到第15天,5、1525、35℃4有较快的增长,15d后植株长度平均增长了1.2cm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高于15和5℃植株的增长量(P<0.01)。在15和5℃,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。:卖距B=管制半8天数Days‖d图3温度对黑根数增长的影响天数 Days ! dFig 3 Influence of temperature on the root number increment图1温度对黑蕴植株长度增长的影响of H. verticillataFe1 Auence of temperature on the plant length increment of25温度对黑藻生物量的影响在152535℃的培养中,H. verticillata黑藻生长良好,经15d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℃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慢,到试验后期部分植株的枝叶腐烂死亡,试验结束(图2)。经过15d的培养5、15、25、35℃4个温度下黑藻时生物量减少了14%,生物量显著低于15℃黑藻生物量(P植株平均分别增长了144.3、597.0个侧枝,2535℃植<0.05),极显著低于25和35℃(P<0.01)。株的分枝增长量极显著高于5℃(P<0.01),而35℃植株的分枝增长量显著高于15℃(P<0.05),其他处理间则无25℃显著差异2.3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℃培养中,黑藻植株产生大量不定根,根数的增长量极显著地多于5和15℃(P<0.01),到第15天平均每株增长了6.2条新根;在25℃培养中黑藻生长良天数Days|d好,也有较多的新根产生显著多于5℃(P<0.05),第15天4温度对黑藻叶绿素含量的影响时,平均每株增长了3.7条根;在15和5℃的培养中植株产P4 Influence of temperature on the chlorophyll 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,verticillata两者间无显著差异←品令天数Dysd图5温度对黑藻生物量的影响图2温度对黑赢分株数增长的影响Fig. 5 Infuence ofature on the biomass of Hydrilla veFig2 Influence of temperature on the branch number incre-of h, verticillata3结论与讨论2.4温度对黑藻叶绿素含量的影响在试验的过程中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5~357] CU B, DEBUSKT A, DIERBERG FE, ct al. Phosphorus remoal from E℃,温度的升高能促进黑藻植株侧枝、根数、生物量等增加,erglades agricultural area runoff by submerged aquatic vegetation/ limerock其中25-35℃适宜黑藻的生长,而低温(5℃)则对黑藻的则:1: -. al nt3), aer Sicnece and ec生长有抑制作用[8]KNIGHT R L, GU B, CLARKE R A, et al. Long-term phosphorus removalin Florida aquatic systems dominated by submerged aquatic vegetation[J]植物在污水净化中的能力与其生长状况密切相关,生长越旺盛的植物其净化污水的能力越大,该试验中黑藻在9] NUNGESSER M K CHIMNEY M 3. Evaluation of phosphorus retention inWater Science and Technology2535℃下黑藻生长旺盛,而在5℃下黑藻的生长受到抑制,x01,14(11/12):O9-15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0中团科学院中国物志编辑委员会中国植物志(第八卷)[M]北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[ VAN T K. WHEELER G S, CENTERT D. Competition between Hydrilla关系有待进一步的研究。verticillata and vallisneriaquatic Botany, 1999, 62(4): 225-233.,参考文献[12] GU B. Environmental conditions and phoSphorus removal in Florida lakes[1]BRIX H Functions o macrophytes in constructed wetlands[J]. Water Sci-and wetlands inhabited by Hydrilla verticillata( Royle ) implications forence and Technology, 1994, 29(4): 71-78invasive species management[ J ]. Biological Invasions, 2006, 8(7): 15692]BRIX H Do macrophytes play a role in constructed treatment wetland[J]. Water Science and Technology, 1997, 35(5): 301-306[I3]雷泽湘谢貽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 potential for constructed wetlands for的试骑研究[J]安徽衣业科学,2006,34(3):53-554ment and reuse in developing countries: a review[J]. Eoological Engineer- [14] PRUSTY B A K AZEEZ P A, JAGADEESH E P Alkali and transitionmetals in macrophytes of a wetland system[J ]. Bulletin of Environmental[4]林连升缪为民,袁新华等沉水植物在池塘养殖生态系中的水质改Contamination and Toxicology, 2007, 78(5): 405-410良作用J],水产科学,205,24(12):45-47[15]何蓉,周琪张军表面流人工湿地处理生活污水的研究[]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境,2004,13(2):180-181啊J水生生物学报,19,23(2)97-101[16]杨德分光光度法测叶绿素含量的探讨[广西农业大学学报,[6] DIERBERG F E, JUSTON J J, DEBUSK T A, et al. Relationship between19×6,15(2):145-15hydraulic efficiency and phosphorus removal in a submerged auatic vege7]杜荣骞生物统计学M]北京高等教育出版社,2003tation-dominated treatment wetland [J]. Ecological Engineering, 2005[18]成水平吴振斌况琪军人工湿地植物研究[J]湖泊科学20,14(2):7-184.(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,一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、小型处理厂等探索一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,与城乡统筹发展相一致,与经济承载实力相适处理技术。a00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I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,日处参考文献理垃圾达1000t。但发电厂建设成本高,且垃圾焚烧中易产[]漳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COCO2SO2、二嘱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环境与可持续发展,2010(2):-5.33能源生态化处理以沼气为纽带因地制宜开展“三沼【3]鲍遥中国城市垃圾出路向题亟待解决[打环境保护195(12):0-(沼气、沼渣沼液)”的综合利用发展“养殖一沼气一种植”[4】 FATIMA HAMMY, GUY MERCIER, JEAN-FRANCOIS BLAIS. Removal of三位一体的能源生态模式。该模式主要是利用沼气池消化lead in APCR leachates from municipal solid waste incinerator using peatmoss in a batch counter-current sorption process[J]. Hydrometallun动物粪便植物秸秆等废弃物,产生的沼气用于农户做饭点