1、 本科毕业论文 （ 20 届） 耐盐植物对废水的处理效应研究 所在学院 专业班级 环境科学 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科毕业论文 目录 目 录 摘要 .错误 !未定义书签。 Abstract.错误 !未定义书签。 引言 . 错误 !未定义书签。 1 实验材料与方法 .4 1.1 样品采集 .4 1.2 样品植物培养 .4 1.2.1 营养液配置 .4 1.2.2 植物选择 .4 1.3 测定项目 .4 1.4 测定方法及依据 .4 2 实验过程 .5 2.1 养 殖废水预处理 .5 2.2 植物 (湿重 )称重 .5 2.3 植物处理废水培养 .5 2.4 盐度的测定
2、 .5 2.5 溶解氧的测定 .5 2.6 亚硝酸盐测定 .5 2.7 氨氮测定 .7 2.8 磷酸盐的测定 .9 3 实验结果分析与讨论 . 11 3.1 植物质量与长势记录 . 11 3.2 植物温度、盐度和溶解氧记录与分析 .12 3.3 亚硝酸盐的测定结果分析 .14 3.4 氨氮的测定结果分析 .16 3.5 磷酸盐的测定结果分析 .19 4 结论与建议 .21 4.1 结论 .21 4.2 实验影响因素 .21 4.3 相关对策及建议 .22 5 小结 .23 参考文献 .24 致 谢 . 错误 !未定义书签。 本科毕业论文 中文摘要 I 耐盐植物对废水 的处理效应研究 摘 要 2
3、011 年 4 月 在 秀山岛 选取耐盐植物 碱蓬、芦苇和金鱼藻，水质采用经过滤过的海水养殖的渔业废水。用蒸馏水稀释成盐度分别为 4. 0 和 6. 0 的 养殖废水，将碱蓬、芦苇和金鱼藻三种植物以相同株数分别放进 4. 0 和 6. 0 的 养殖废水中培养，共六个实验测定对象。 根据 海洋监测规范 1每隔几天 检测经耐盐植物理后的养殖废水中的盐度、 DO、亚硝酸盐、活性磷酸盐和氨氮浓度等水质指标。结果表明三种植物分别处理不同盐分的废水得到不同程度的效果，其中芦苇的效果最好，其他两种耐盐植物也有一定效果，在 不同营养盐含量的培养液中三种植物的处理效果程度也不同。 关键词 耐盐植物；养殖废水；营
4、养盐 本科毕业论文 英文摘要 II The study on the effects of the Salt-tolerant plants on waste water treatment AbstractApril 2011 to select salt-tolerant plants on the island of Xiushan - salsa, reeds and Ceratophyllum demersum, water use through water filtration water aquaculture fisheries. Diluted with distilled
5、 water salinity, respectively 4. 0 and 6. 0 in the aquaculture wastewater, the salsa, three species of reed and Ceratophyllum demersum were put into the same number of trees 4. 0 and 6. 0 in the aquaculture wastewater in culture, a total of six experimental determination of the object. According to
6、marine monitoring by the salt-tolerant plants every few days after detection of the aquaculture wastewater salinity, DO, nitrite, phosphate and ammonia nitrogen concentration of water quality indicators. The results showed that three plants were treated with different salt water effect to varying de
7、grees, of which Reed was the best, the other two salt-tolerant plants also have some effect, in different nutrient concentrations in the culture medium level of the treatment effect of three plants also different. Key words Salt-tolerant plants； Seawater wastewater； Nutrient 本科毕业论文 引言 1 引言 当今社会环境问题的
8、严重性越来越大，人们也越来越重视环境的保护和环境的治理，也有越来越多的人投入到环保事 业当中，采用各种途径来达到治理环境的目的。最近十几年，世界各国的缺水情况越来越严重，于是科研人员研究各种废水以及海水的回收利用。 我国是世界上 12个严重缺水国家之一 ， 人均淡水占有量仅是世界人均占有量的四分之一。据有关部门统计 ， 目前我国 668个大中城市 ， 就有 400个缺水 ， 100个严重缺水。华北、东北、西北地区连年干旱缺水 ； 南方地区水体污染严重 ， 淡水资源短缺正严重制约着我国经济的发展，发展海水利用是解决我国缺水问题的重要途径。 2009年加拿大温哥华举行的国际废水营养物回收会议（ 2
9、009 International Conference on Nutrient Recovery from Wastewater Streams）的研讨的主题是：为了减少资源消耗和温室气体排放，如何从废水（ 城市污水，动物粪便，食品工业、商业和其他液体废物流）中回收营养物，实现营养物的循环和 可持续利用。尽管废水的排放污染了水环境，但是废水中含有丰富的营养物，蕴藏着潜在的营养资源和能源。如何在控制废水污染的同时回收资源和能源，是近年来国际水工业界和 营养元素资源产业界共同关注的课题。 2 于是有了耐盐植物的培育和开发，通过改变淡水植物的基因 或采用沿海滩涂植物等各种途径使得耐盐植物能够对海洋
10、废水有较好的处理研究效应。目前已经有很多植物已被用于科学研究，例如碱蓬、北美海蓬子、三角叶滨藜、狐米、菊宇、芦苇等等。到目前，已有很多国家应用耐盐植物取得了一定成效。 世界上许多国家的科学家利用培养的细胞或愈伤组织 , 通过盐胁迫诱导耐盐突变体，已经在部分农作物、牧草、草坪草、烟草、部分果树、林木、蔬菜上取得一定成功。据报道，美国已经培育出 2 种全海水小麦、 29 种半海水春小麦和耐 2/3 海水的番茄。印度已经培育出耐 80% 海水的春小麦。据估计，印度如果采用海 水灌溉其 860 万公顷的滨海沙丘地，可收获 200 250 万吨谷物。美国亚利桑那州立大学塔可逊环境研究实验室通过世界性网络
11、 , 从800 种盐生植物中筛选出一种海蓬子 , 可用海水喷灌和溢灌。他们先后培育出海蓬子 SO S- 7、SO S- 10 号新品种，并分别在沙特阿拉伯、墨西哥、美国加州等海湾地区种植。其种籽的含油量占重量的 30%，油中含有 73% 的亚油酸，优于大豆，具有食用、药用价值，油饼还富含40% 的蛋白质，是高营养饲料。南海热带海洋生物技术中心的熊仕林等 1997 年到美国和墨西哥进行了 30 天实地考察 ，获取了有关海蓬子 (Salioo rn ia b igelovii To rr) 的文献资料并拍摄了录相片 , 证实了上述情况。 日本藤田公司最近在沙特阿拉伯沙漠地区直接用海水灌溉 , 实验
12、栽培一种被称作“萨里克尼亚比格利比特尔”的耐盐碱的油料植物获得成功。该植物生长良好，收获后，可从中榨取食用油。这种海水灌溉方式是在海边设一泵站，把海水抽上来送入一个“枢轴式喷灌装置” , 此装置主管长 400 米 , 主管一头用计算机控制绕轴作弧形移动 , 海水被分流到各个支管 , 通过喷嘴进行喷灌。一套装置可喷灌 50 公顷的面积。目前 , 藤田公司在实验地共有 6 套这种装置 , 在世界上属最大规模。这一实验在海水利用、沙漠改造、开拓人类生存环境等方面都具有重大意义。 沙特阿拉伯政府已经在第六个发展计划中 , 把“海水用于农业”放在国民经济技术的重 本科毕业论文 引言 2 要位置。沙特阿拉
13、伯的拉斯扎乌尔以南 2 公顷种植场 , 使用 SO S- 10 号种栽培海蓬子 , 收获油籽 7 吨 , 平均亩产 116. 7公斤。在王储的直接关注下 , 阿拉伯盐水技术公司 (Behar Co. ) 首期试种了 250 公顷获得成功 , 目前准备扩大到 4500 公顷 , 最终目标是在沿海种植 20 万公顷 , 年产 12 万吨植物油。指导此项试验的美国农业科学家们认为 , 沙特阿拉伯这个试验地区的气候和土质条件都比较合适。此项试验受到海湾其它国家以及非洲贫穷的沿海国家的密切注视。该品种已经在阿拉伯地区扩大推广。为这项试验提供资金的伊斯兰开发银行的一位官员说 , 如果试验成功 , 将为地下
14、水极为短缺和开发费用昂贵的沿海不毛之地发展农业提供经验。 前苏联在波罗的海沿岸的许多研究单位从事海水在农业中应用的研究。从 60 年代末开 始 , 在砂质土和草地碳酸盐土壤中使用海水 , 取得了良好的结果。他们先后采用海水灌溉的农作物有 :多年生牧 草、大麦、马铃薯、冬油莱、早熟和晚熟甘兰、食用甜菜、黄瓜等等 , 某些蔬菜作物反应良好。在林纳米亚埃地区 , 用海水灌溉六次的种植牧草增产 71% , 大麦增产63%。在达吉斯坦共和国列宁斯克地区 , 采用 12 13% 盐度的里海海水 , 同样进行六次灌溉 , 苜蓿和干草收成成倍增长。西红柿和西瓜的成熟期缩短 , 产量增加。采用里海海水灌溉 (1
15、000 立方米海水 /公顷 ) 的秋播小麦“无芒 1 号”品种籽粒收成 20 公担 /公顷 , 而未灌溉的对照区的小麦则因干旱而枯萎。当海水灌溉与施肥相结合时 , 秋播小麦收成增加到 26 40 公 担 公顷 , 大麦 40 公担 /公顷。阿塞拜疆水工和土壤改良科学研究所在干旱的阿普歇伦半岛的褐色土壤、砂土和砂质粘土上 , 进行了广泛的海水灌溉试验研究。他们时而用海水 , 时而用淡水 , 时而又用二者的混合水进行浇灌 , 曾获得西红柿收成 200 公担 /公顷 , 青玉米 215 公担 /公顷 , 向日葵 160公担 /公顷的成果。在卡斯皮市最边缘处 , 创建了一个 20公顷的试验区 , 试验
16、用海水浇灌扁桃、无花果、葡萄、樱桃、茄子和其它农作物。研究人员还选育了各种耐盐的作物品种 3。 据山东师范大学生物系多年调查 , 确定我国有盐生植物 424 种 , 隶属于 66 科 200 属 , 其抗盐能力在海水的百分之几到 2 倍不等 , 长期处于自发生长状态 , 为我们提供了丰富的种质库和基因库。山东东营市于 1996 年建立了中国第一个盐生植物园 , 占地 3. 5 公顷 , 有 525 平方米的玻璃温室和 900 平方米的冬暖式大棚 , 收集、保存耐盐植物 150 多种 , 引种国内外盐生植物 80 多种。近期拟扩大规模 , 最终建成集科研、观赏、示范为一体的试验园区。 南京大学仲
17、崇信教授等引进英国大米草成功 , 江苏省建成了我国第一个面积 3 万亩的大米草牧场。 1979 年又引种了美国互 花米草 , 这是一种有较高经济价值、生命力很强的植物 , 粗蛋白含量 10% , 一般高达 2 米 , 最高达 4 米 , 可以做畜、禽、鱼饲料 , 用做栽培香菇、造纸的原料 , 并可有效地保护侵蚀性海滩 , 现每年产量达万吨。 中国科学院海洋研究所邢军武从 580 年前的救荒本草关于碱蓬的记载受到启发 , 经多年观察、试验 , 筛选并成功培育出一种可在盐碱环境灌溉海水的碱蓬品种 , 种子含油 30% , 不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的 91.8% , 人体所需脂肪酸占 80% , 可
18、用于生产蔬菜、食用油和保健品 , 已经取得专利并列入青岛市 “火炬计划”项目。南京农业大学、江苏沿海地区农业科学研究所等单位的刘兆普等 , 自 80年代中期以来进行滨海盐土农业工程研究 , 在堤外滩涂根据生态位原理引进、栽培盐生植物 , 取得了可喜的进展。 海南大学的林栖凤教授等 , 以盐生植物为供体 , 蔬菜为受体 , 运用花粉管通道技术 , 将本科毕业论文 引言 3 海岸耐盐植物红树总 DNA 导入普通茄子、辣椒，获得了耐盐能力明显增强的后代。在海滩用含盐 2. 5- 3.1% 的海水直接灌溉 , 100 天后 , 1585 株茄子转化存活 10% ，其中 95% 生长正常； 1094 株
19、辣椒转化株存活 26%，其中 55%生长正常 , 而对照株全部死亡。经对受体叶片可溶性蛋白进行 SDS- 聚丙烯酰氨凝胶电脉分析 , 证明基因组中有盐诱导基因表达产物 , 产生了新的蛋白质谱带 4。本科毕业论文 实验材料与方法 4 1 实验材料与方法 1.1 样品采集 2011 年 4 月去秀山岛 采集耐盐植物 碱蓬、芦苇和金鱼藻，用塑料袋包裹住根部带回实验室。过滤的海水养殖的渔业废水取自学校研究试验基地，装在矿泉水瓶中带回实验室。 1.2 样品植物培养 1.2.1 营养液配置 营养液成分：硝酸钠 1克、磷酸二氢钾 7克、硫酸铵 2.5克、硫酸钾 3.5克、硫酸镁 4克。 用 法：先将以上药品
20、混合均匀，然后按 每 1L蒸馏水中添加以上混合物 0.03g的比例配置营养液 。 1.2.2 植物选择 将采集到的植物根部的泥沙小心洗去后放入上述营养液中，其中碱蓬用泡沫板固定，培养 6天，观察植物长势，选取长势最好的相同株数植株作为实验植物。 1.3 测定项目 对碱蓬、芦苇、金鱼藻三种植物在培养前后的质量进行称重（湿重），对水质进行温度、盐度、溶解氧（ DO）、亚硝酸盐、氨氮、活性磷酸盐等指标的检测分析。 1.4 测定方法及依据 项目 监测方法 植物 湿重 电子天平称重 溶解氧 盐度 YSI-550A溶氧仪 30M-100盐度电导和温度测量仪 亚硝酸盐 萘乙二胺分光光度法 氨氮 次溴酸盐氧化
21、法 磷酸盐 磷钼蓝分光光度法 本科毕业论文 实验过程 5 2 实验过程 2.1 养殖废水预处理 将养殖废水用蒸馏水稀释成 4. 0和 6. 0 两种盐度的废水备用 2.2 植物 (湿重 )称重 采用电子天平分别称取相同株数的耐盐植物的质量 2.3 植物处理废水培养 实验分成两组，即盐度为 4. 0的为第一组，盐度为 6. 0的为第二组，同种盐度下培养三种植物，共六个培养器。 各组分的水样成分和植物成分见表 1所示。 表 1. 不同的实验样品组分 Table 1. The differenence of experimental samples composition 组号 盐度 植物成分 1
22、4. 0 芦苇 4. 0 碱蓬 4. 0 金鱼藻 2 6. 0 芦苇 6. 0 碱蓬 6. 0 金鱼藻 将上述试验样品在实验室条件下 经过 6 天营养液陪培养后 进行测定（下文出现 5 月 6 日的数据都是培养 6 天后的水体所测的数据），隔几天下午 2 点分取水样，测定水中溶解氧 DO、盐度、亚硝酸、氨氮、磷酸盐的浓度。水样测定 之前用抽滤处理。 2.4 盐度的测定 采用 30M-100 盐度电导和温度测量仪 直接测定。 2.5 溶解氧的测定 采用 YSI-550A 溶氧仪 直接测定。 2.6 亚硝酸盐测定 采用萘乙二胺分光光度法 5 1.方法原理 本科毕业论文 实验过程 6 在一定酸度条件
23、下，亚硝酸盐与氨基苯磺酰胺盐酸盐（ NH2 SO2 C6H4 NH2）反应生成重氮化合物，继而再与 1萘基乙二胺偶联生成红色偶氮染料。在其最大吸收峰 543nm 处测定吸光度。 2.试剂及其配制 （ 1）磺胺溶液： 10g/L 称取 5.0g 磺胺 (NH2SO2C6H4NH2)，溶于 350ml 盐酸溶液（ 1+6），用蒸馏水稀释至 500ml，盛于棕色试剂瓶中于冰箱内保存，有效期为 2 个月。 （ 2）盐酸萘乙二胺溶液： 1.0g/L。 称取 0.50g 盐酸萘乙二胺（ C10H7NHCH2CH2NH22HCl ） ,溶于水稀释至 500ml，贮存于棕色试剂瓶中于冰箱保存。有效期为 1 个
24、月。 （ 3）亚硝酸盐氮标准溶液： lg/L 亚硝酸盐氮标准贮备溶液： 100ug/mL NO2-N 称取 0.4926g 亚硝酸钠经 110下烘干，溶于少量水中，全量转移入 1000ml 量瓶中，加水至标线， 混匀。加 1ml 三氯甲烷 (CHCl3)，混匀。贮于 1000ml 棕色试剂瓶中，冰箱内保存。有效期2 个月。 亚硝酸盐氮标准使用溶液： 5ug /mL NO2-N 移取 5.00ml 亚硝酸盐氮标准贮备液置于 100ml 量瓶中，加水至标线，混匀，临用前配制 ,可稳定 4h。 除非另作说明，所用试剂均分析纯，水为无亚硝酸盐的二次蒸馏水或等效纯水。 3.仪器及设备 a.722 型 分
25、光光度计或其它类型 (数字式 )分光光度计 b.量瓶： 100,1000ml，各 1 个 c.量筒： 50， 1000ml 各 1 个 d.具塞比色管： 50ml（带刻度）， 30 个 e.烧杯： 100， 500ml，各 1 个 f.试剂瓶：棕色 500ml， 2 个， 1000ml， 1 个 g.聚乙稀瓶： 500ml， 1 个 h.自动移液管： 1ml， 2 支 i.刻度吸管： 1， 5ml，各 1 支 j.吸气球： 1 只 k.玻璃棒：直径 5mm，长 15cm， 2 支 4.分析步骤 （ 1）绘制工作曲线（ 0 4.0mol /L ） 取 6 个 50ml 具塞比色管，分别加入 0， 0.25， 0.50， 1.00， 2.00， 4.00ml 亚硝酸标准使用溶液，加水至标线，混匀。各加 1.0ml 磺胺溶液，混匀， 放置 5min。再各加入 1.0ml 盐酸萘乙二胺溶液，混匀，放置 15min，颜色可稳定 4h 以上。选 543nm 波长， 5cm 测定池，以蒸馏水水作参比，测定吸光值 Ai，其中零浓度为标准光值 Ao。以吸光值（ Ai-Ao）为纵坐标，浓度（ mg/L）为横坐标，绘制标准曲线。
