浮萍对不同氮素形态和水平代谢响应 (1)

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1、重庆大学硕士学位论文浮萍对不同氮素形态和水平的代谢响应姓名：马晓霞申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：高旭20120522中文摘要摘要随着我国经济和社会的快速发展，由氮磷引起的水体富营养化的程度越来越严重，已经成为治理水体污染的难题。虽然传统的污水处理技术工艺成熟，处理效果理想，但造价和运行管理费用昂贵，限制其广泛应用，尤其是在小城镇、乡村等经济水平较差地区。近年来，浮萍修复水体技术具有能耗非常低、对污水中氮磷去除效率高和适应性广泛等优点，在国内外被认为是一种最佳的革新技术，逐渐成为国内外环境领域研究的热点之一。前期的研究主要侧重浮萍优势品种的筛选、浮萍对不同污水的处理效果以及浮萍的

2、资源化利用，但是缺少对于富营养化限制因子氮素在浮萍处理系统中的迁移、转化的机理以及浮萍体内代谢酶的活性与氮素去除的关系的研究。本试验以浮萍(Lemnaminor)为对象，研究了浮萍对不同氨氮(NH4+一N)浓度(0～56mg／L)的吸收特征以及不同NH4+-N浓度对浮萍氧化应激反应的影响，还考察了不同浓度和不同形态氮素(NH4+-N和N03"-N)对浮萍的生理状况的影响，对认识浮萍净化水体的机理具有重要意义，也为浮萍生态修复技术的推广和应用提供一定的理论依据和技术支持。主要研究结论如下：11浮萍对NH4+-N的吸收动力学特性可用Michaelis—Menten方程(M．M方程)来描述，通过

3、回归方程得到最大吸收速率为0．0733mg·g～FW·h～，亲和力常数为1．4409h～。随着NH4+-N浓度的增加，浮萍体内可溶性蛋白(SP)、叶绿素和过氧化物酶(POD)活性均呈现先增大后减少的趋势，在3mmol／L时达到最大；超氧化物歧化酶SOD和丙二醛(MDA)含量则呈现出先降低再升高的变化特征，在3mmol／L时达到最低值。试验表明，浮萍在0．5至3mmol／LNH4+-N浓度范围均能正常生长；当NH4+-N浓度大于3mmol／L时，浮萍虽然表观生长正常，但酶学指标却表明NH4+-N对浮萍产生了胁迫效应，此时SOD活性的大小可以用于指示浮萍受到高浓度NH4+-N胁迫的程度。21随

4、着培养时间的延长，浮萍吸收培养液中NH4+-N用于合成自身生长所需的物质，使其生物量增加：浮萍对NH4+-N的吸收速率及其增长速率均呈现出先增加后降低的趋势，并与浮萍体内的叶绿素、SP含量和谷氨酰胺合成酶(GS)活性变化趋势一致。在不同的初始浓度下，NH4+-N浓度对浮萍体内光合色素影响不大：随着初始浓度的增加，刺激浮萍体内GS活性的增加，进而提高了浮萍对NH4+-N的同化能力，促进氨基酸和SP的合成。根据相关性分析可知：浮萍体内SP与叶绿素含量存在极显著正相关关系；低浓度NH4+-N浓度处理下，浮萍体内SP含量与生物量呈现显著负相关关系；高NHn+-N浓度处理下，浮萍体内GS活性与叶绿重

5、庆大学硕士学位论文素含量之间呈显著或极显著正相关关系。3)随着培养时间的延长，浮萍吸收培养液中N03"-N使其生物量增加；浮萍对NOf-N的吸收速率及其增长速率呈现出先增加后降低的趋势；浮萍体内硝酸还原酶(NR)活性发生显著变化，而叶绿素、SP含量和GS活性变化不显著。高的初始浓度可诱导NR活性的提升，促进光合色素的合成，但对SP和GS活性影响不大。相关性分析结果表明：浮萍体内叶绿素与SP含量关系密切；高N03。．N浓度利于提高NR．活性，促进浮萍体内SP和叶绿素的合成。关键词：浮萍，吸收特征，氧化应激，同化，酶活性本学位论文的研宄工作在“国家科技重大专项(2009ZX07104．002)

6、和重庆市环境保护局环保科技计划项EI(2011第12号)’’资助下完成，在此对提供经费资助的机构表示感谢。英文摘要ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofeconomyandsocietyinchina，thedegreeofeutrophicationcausedbynitrogenandphosphoruswhichhasbecometheproblemofwaterpollutioncontrolismoreandmoreserious．Toconventionalsewagetreatmenttechnology,althoughtheirprocesse

7、sarematureandsatisfactory,thecostsofoperationandmanagementareexpensive，limittedthewiderapplication，especiallytotheundevelopedregions，includingsmalltownsandvillages．Inrecentyears，duckweedrestorationtechnologyhasbe