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出售養(yǎng)殖廢水處理二手臥螺離心機(jī)技術(shù)隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展, 在帶動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí), 也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題.養(yǎng)殖廢水凈化的瓶頸即為大量高濃度NH4+-N的去除, 因高濃度NH4+-N會對植物產(chǎn)生毒害作用.目前, 去除豬場廢水NH4+-N的方法有很多, 其中選擇水生植物構(gòu)建人工濕地是修復(fù)和凈化污染水體的一種重要手段, 因其具有高效、低成本、低耗能, 可循環(huán)等優(yōu)點(diǎn), 同時(shí)可以增加水體的生態(tài)服務(wù)效益和經(jīng)濟(jì)效益而備受青睞.

出售養(yǎng)殖廢水處理二手臥螺離心機(jī)技術(shù)1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值, 誤差線均為標(biāo)準(zhǔn)誤.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)利用SAS軟件, 進(jìn)行方差分析和Fisher's顯著性檢驗(yàn)(LSD), 比較不同處理間在P < 0.05的顯著性水平.采用Microsoft Office Excel 2007(Microsoft, Redmond, WA, USA)和Sigmaplot 10.0(Systat Software, Inc., Chicago, IL, USA)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖.

2 結(jié)果與分析 2.1 生長特征

70 mg·L-1的高NH4+處理下, 綠狐尾藻生長健壯(圖 1), 莖高和生物量隨著時(shí)間的延長在直線增加[圖 2(a)和(b)], 至21 d時(shí), 綠狐尾藻的相對莖高和生物量分別達(dá)到40.56 cm和17.82 g·穴-1, 其莖和生物量的生長速率分別是1.94 cm·d-1和0.11 g·(g·d)-1(圖 3).與70 mg·L-1的NH4+處理相比, 當(dāng)NH4+水平增加到210 mg·L-1時(shí), 相對莖高和生物量略有降低, 它們的生長速率與其無顯著差異(圖 3); 而當(dāng)NH4+水平達(dá)到420 mg·L-1時(shí), 莖高和生物量生長速率均顯著降低, 僅為對照的27.4%和17.9%, 且10 d時(shí)即達(dá)到高值, 之后則表現(xiàn)出生長不良甚至死亡的現(xiàn)象[].

綠狐尾藻根系的生長亦隨著NH4+水平的升高而被顯著抑制[圖 2(c)].移栽至10 d時(shí), 根系的生長達(dá)到長, 與70 mg·L-1的NH4+處理相比, 210 mg·L-1和420 mg·L-1的NH4+處理下, 根長分別降低了21.1%和44.7%. 10 d后, 70 mg·L-1和210 mg·L-1的NH4+處理下, 根系已基本停止生長, 而420 mg·L-1的高NH4+處理下, 根系變黑腐爛(圖 1).

2.2 葉綠素含量

高NH4+處理顯著影響綠狐尾藻葉綠素的含量(圖 4).與70 mg·L-1的NH4+處理相比, 當(dāng)NH4+水平提高到210 mg·L-1或420 mg·L-1時(shí), 葉片葉綠素a和b的含量顯著下降, 且葉綠素a的含量僅是對照的50%左右[圖 4(a)].隨著NH4+水平的增加, 葉片葉綠素a與b的比值在降低, 70、210和420 mg·L-1處理下, 其比值分別是2.9、2.6和1.9.葉片總?cè)~綠素含量與葉綠素a的變化趨勢相似, 與70 mg·L-1的NH4+處理相比, 210 mg·L-1和420 mg·L-1處理下, 葉片葉綠素含量顯著下降, 分別下降了39.7%和36.3%, 而它們之間無顯著差異.

莖的總?cè)~綠素顯著低于葉片, 僅為葉片的4%~10%. 70 mg·L-1 NH4+處理下, 莖葉綠素的含量為0.12 mg·g-1, 當(dāng)NH4+水平提高到210 mg·L-1時(shí), 莖的總?cè)~綠素含量顯著增加, 增加了40%;而當(dāng)NH4+水平增加到420 mg·L-1時(shí), 莖的總?cè)~綠素含量顯著降低, 降低了30%[圖 4(b)].相應(yīng)地, 與70 mg·L-1 NH4+處理相比, 210 mg·L-1 NH4+處理下, 葉綠素a及葉綠素b顯著提高, 分別提高了26.5%和66%;而達(dá)到420 mg·L-1 NH4+處理時(shí), 葉綠素a與b顯著降低, 分別降低了42.4%和5.1%[圖 4(b)].莖中葉綠素a與葉綠素b的比值亦隨著NH4+水平的提高而降低, 70、210和420 mg·L-1處理下, 其比值分別是2.0、1.5和1.2.

2.3 可溶性糖含量

所示, 70 mg·L-1的NH4+處理時(shí), 可溶性糖含量在莖顯著比葉中高(P < 0.05), 高42.6%.與70 mg·L-1 NH4+處理相比, 當(dāng)NH4+水平提高到210 mg·L-1時(shí), 葉、莖的可溶性糖含量顯著降低(P < 0.05), 分別降低了41.8%和62.7%;而當(dāng)NH4+水平達(dá)到420 mg·L-1時(shí), 葉中的可溶性糖含量顯著升高(P < 0.05), 增加了47.8%, 而莖中的可溶性糖含量顯著下降, 降低了63.9%.

不同高銨水平下綠狐尾藻的葉片和莖可溶性糖含量

2.4 丙二醛(MAD)的含量

隨著NH4+水平的增加, 丙二醛含量逐漸增加(圖 6). 70 mg·L-1的NH4+處理下, 丙二醛的質(zhì)量摩爾濃度低為11.5 nmol·g-1.當(dāng)NH4+水平增加到210 mg·L-1和420 mg·L-1時(shí), 丙二醛的含量分別增加了1倍和2倍, 達(dá)到顯著性差異(P < 0.05).說明隨著NH4+水平的提高, 綠狐尾藻受到NH4+脅迫的程度越來越嚴(yán)重.

不同高銨水平下綠狐尾藻組織內(nèi)丙二醛含量

2.5 氮、磷吸收特征

如圖 7(a)所示, 隨著時(shí)間的延長, 植物中N含量亦隨著NH4+-N濃度的提高先增加而后降低, TN的變幅在30.7~53.4 mg·g-1之間. 70 mg·L-1NH4+-N處理下, 綠狐尾藻組織中TN含量的峰值(40.5 mg·g-1)出現(xiàn)在第10 d, 比第1 d增加了14%.當(dāng)NH4+-N水平提高到210 mg·L-1時(shí), 培養(yǎng)7 d之內(nèi), 組織內(nèi)TN含量與對照無顯著差異; 隨著時(shí)間的延長, 組織內(nèi)TN的含量顯著高于對照, 峰值(45.0 mg·g-1)出現(xiàn)在第14 d, 比對照峰值高11.1%.當(dāng)NH4+-N水平達(dá)到420 mg·L-1時(shí), 組織內(nèi)TN的含量顯著高于前兩個(gè)高NH4+-N水平處理, 峰值(53.4 mg·g-1)亦出現(xiàn)在第14 d, 比對照峰值高31.8%.至21 d時(shí), 由于植物生物量的增加導(dǎo)致的稀釋效應(yīng), TN的含量反而有所下降, 甚至低于初始TN含量. 如圖 7(b)所示, 不同高NH4+處理下, 隨培養(yǎng)時(shí)間的延長, 綠狐尾藻組織中TP的含量逐漸增加, TP的變幅在3.8~7.7 mg·g-1之間.短時(shí)間內(nèi)差異不明顯. 70 mg·L-1NH4+-N處理下, 至收獲(21 d)時(shí), 綠狐藻組織中TP達(dá)到高為7.7 mg·g-1, 比第1 d時(shí)增加了近1倍.當(dāng)NH4+-N水平增加到210 mg·L-1和420 mg·L-1, TP的含量在收獲時(shí)分別比第1 d增加了47.7%和54.9%, 但與70 mg·L-1的處理相比, 分別顯著降低了38.6%和27.0%, 說明高NH4+-N脅迫可能抑制P的吸收.

不同高NH4+-N水平下綠狐尾藻的N、P含量的變化特性

3 討論

水生植物不僅自身可以同化吸收大量的N、P等物質(zhì), 而且可以為微生物提供氧氣和棲息場所, 促進(jìn)微生物對水質(zhì)的去除, 所以水生植物的生長狀況與其濕地系統(tǒng)污染物的去除效率密切相關(guān).*, NH4+-N是植物可利用的N源, 但其對植物有高毒性, 在很低的濃度, 比如外部質(zhì)量濃度高于2 mg·L-1就有可能產(chǎn)生毒害, 影響植物的生長發(fā)育.植物體內(nèi)葉綠素、碳水化合物含量以及MAD的累積量可以反映植物受脅迫和程度.本研究中, MAD的含量隨NH4+-N濃度的增加而顯著增加, 表明綠狐尾藻受NH4+-N的脅迫程度亦在逐漸增大.但在70~210 mg·L-1高水平NH4+-N處理下, 綠狐尾藻莖高和凈生物量都隨時(shí)間的延長在直線增加, 葉綠素和可溶性糖含量較高, 說明其光合能力也較強(qiáng); 而當(dāng)NH4+-N水平達(dá)到420 mg·L-1時(shí), 光合能力下降, 葉綠素和可溶性糖含量均降低, 植物生長受阻甚至死亡.已有研究報(bào)道, 水生植物在NH4+-N質(zhì)量濃度1.5~28 mg·L-1中生長4~8 d, 可以檢測到NH4+-N的毒性.耐NH4+-N的水生植物大藨草(Actinoscirpus grossus)在35 mg·L-1的高NH4+-N處理下生長, 當(dāng)NH4+-N水平提高到140~210 mg·L-1時(shí), 亦會受到NH4+-N的脅迫, 根系生長不良, 光合效率下降.本研究表明, 綠狐尾藻在210 mg·L-1的高NH4+-N水平, 受到一定脅迫, 但仍可以正常生長, 而且光合能力也很強(qiáng), 說明綠狐尾藻在高NH4+-N條件下仍有很高的生產(chǎn)力, 很可能是一種氨超耐受植物.

綠狐尾藻對N, P的高效吸收能力是綠狐尾藻濕地系統(tǒng)對污染物凈化能力的重要指標(biāo)之一.魯靜等的研究表明, 洱海流域44種濕地植物的TN和TP含量平均為15.7 mg·g-1和3.3 mg·g-1; 金樹權(quán)等比較研究10種水生植物, 發(fā)現(xiàn)它們N、P含量的變化范圍分別是13.67~26.38 mg·g-1和1.16~3.50 mg·g-1.本研究中, 在不同高濃度NH4+-N處理下, 綠狐尾藻N和P的含量變化范圍為30.7~53.4 mg·g-1和3.8~7.7 mg·g-1, 比已有報(bào)道的水生植物N、P含量均高.已有的研究中N的處理濃度相對比較低, 可能主要因?yàn)槠湓诔^28 mg·L-1的高NH4+-N介質(zhì)中, 會受到氨毒害而無法正常生長, 從而影響N、P的吸收.綠狐尾藻不僅能在超高NH4+-N的條件下正常生長, 而且可以吸收大量的N和P, 表明其在高NH4+-N的廢水中對N、P去除作將會有極大的貢獻(xiàn).從圖 8可以看出，當(dāng)NH4+水平高達(dá)210 mg·L-1和420 mg·L-1時(shí)，在綠狐尾藻干物質(zhì)的量在直線下降的情況下，其對N、P的累積量雖也顯著下降，但比生物量下降的速度慢.因此, 綠狐尾藻生態(tài)濕地系統(tǒng)高效凈化高NH4+-N的廢水時(shí), 其質(zhì)量濃度的適應(yīng)范圍應(yīng)在420 mg·L-1以下.

4 結(jié)論

(1) 綠狐尾藻可能是一種超耐氨的水生植物, 對NH4+-N的耐性可以達(dá)到210 mg·L-1, 此條件下, 莖和生長量的增長速率分別是1.83 cm·d-1和0.11 g·(g-1·d-1), 與70 mg·L-1的高NH4+處理無顯著差異.

(2) 綠狐尾藻對N和P有相當(dāng)高的吸收能力, 在70~420 mg·L-1的高NH4+處理下, 植株TN變幅在30.7~53.4 mg·g-1, TP的變幅在3.7~7.7 mg·L-1.

(3) 在處理高NH4+-N廢水的生態(tài)濕地系統(tǒng)的構(gòu)建中, 綠狐尾藻可作為一種良好的候選水生植物.