氮磷比對(duì)藻類生長(zhǎng)影響的研究

摘要:采用6個(gè)大小一致的水族箱作為微型生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行藻類生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，在六個(gè)水箱中各加入具有不同氮磷比的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)其中藻類生長(zhǎng)狀況進(jìn)行對(duì)比，通過對(duì)各個(gè)水箱中多項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測(cè)和對(duì)比研究表明，在藻類生長(zhǎng)中氮磷比是重要的影響因素，由于氮磷比配比差異造成了藻類生長(zhǎng)的巨大差異，同時(shí)對(duì)水體的總氮(TN)、NO3-N、NH+4-N、溶解性P、總磷(TP)、藻類數(shù)量都帶來了一定的影響。

關(guān)鍵詞:氮磷比;藻類;影響?yīng)?/p>

中圖分類號(hào):X3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-3198(2010)15-0375-01

由于水體的富營(yíng)養(yǎng)化的加劇，導(dǎo)致藻類的大量繁殖，引起水質(zhì)變壞，以前大都從氮磷濃度方面研究對(duì)藻類的生長(zhǎng)研究。本實(shí)驗(yàn)從氮磷比對(duì)藻類的生長(zhǎng)研究，對(duì)指導(dǎo)景觀水體抑制藻類生長(zhǎng)有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)原理

自然水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化是近年來水體污染的一個(gè)重要方面。而營(yíng)養(yǎng)物向水體的輸入是促使富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的一個(gè)關(guān)鍵因子。因此研究營(yíng)養(yǎng)物水平與富營(yíng)養(yǎng)化之間的關(guān)系對(duì)防治自然水體的污染具有重要意義。通常情況下，限制浮游植物生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)元素為N、P。關(guān)于氮磷營(yíng)養(yǎng)限制對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響已有許多研究。如Michael Neill研究表明，在鹽度低的水體中，P對(duì)浮游植物的生長(zhǎng)起限制作用，在鹽度為35‰左右時(shí)，N、P同時(shí)會(huì)限制浮游植物生長(zhǎng)，而在鹽度大于30‰時(shí)，N對(duì)浮游植物生長(zhǎng)起限制作用。

2 實(shí)驗(yàn)方法

試驗(yàn)在室外進(jìn)行，光照采取自然光照，采用6個(gè)同一大小的水族箱建立微型生態(tài)系統(tǒng)。水族箱使用容積160L，有效水深50cm，取樣時(shí)的平均溫度為16.8℃。試驗(yàn)取水來自中試裝置的砂濾出水，擬通過添加硝酸鉀和磷酸氫二鉀設(shè)置氮磷質(zhì)量比依次為20，50，8，30，3，103。實(shí)際氮磷質(zhì)量比為19.1，53.5，8.3，28.7，3.8.，11.1。依次標(biāo)記為N1、N2、N3、N4、N5，N6。試驗(yàn)期間不再添加其它微量元素。箱內(nèi)水位經(jīng)蒸發(fā)下降后人為進(jìn)行補(bǔ)充中試裝置的砂濾出水，降雨天人為對(duì)其進(jìn)行遮布擋雨。實(shí)驗(yàn)開始后，每天準(zhǔn)時(shí)對(duì)水族箱內(nèi)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)浮游植物進(jìn)行計(jì)數(shù)及種類鑒別。每次檢測(cè)取量約為500mL。

3 氮磷對(duì)藻類生長(zhǎng)結(jié)果分析

3.1 TN

通過32天的試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)TN呈現(xiàn)出緩慢下降的態(tài)勢(shì)，并且6個(gè)箱子因?yàn)槠鹗嫉臐舛炔煌罱K的的濃度也不同，但同時(shí)發(fā)現(xiàn)每個(gè)箱子TN的都在減少。

因?yàn)橄潴w深度只有500mm，所以在未有覆蓋物時(shí)，認(rèn)為箱內(nèi)水都處于好氧狀態(tài)，這點(diǎn)從相應(yīng)的DO數(shù)據(jù)也得到證明。由于氮元素不具備從水族箱體中去除的缺氧或厭氧條件，所以雖然整體上總氮量略有下降，但變化不大。

3.2 NO3-N

我們研究發(fā)現(xiàn)，在總體上前五個(gè)箱子的NO3-N起濃度在緩慢上升，從開始到最后NO3-N的增量平均都不足0.1mg/L。而第六個(gè)箱子在第25天出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，NO3-N濃度不升，反而迅速下降。再者我們從藻類的變化上也發(fā)現(xiàn)N5藻類的生長(zhǎng)速度是最快的，造成這種結(jié)果有可能是因?yàn)樵孱惖奈账俣却笥贜H+4-N轉(zhuǎn)化為NO3-N的速度。

3.3 NH+4-N

研究中我們還發(fā)現(xiàn)藻類NH+4-N濃度在藻類大量生長(zhǎng)期是在迅速下降，NH+4-N含量高的N1，N2，N3迅速下降的時(shí)間為6天，其它本身含量低的迅速下降周期比較短，這說明藻類的生長(zhǎng)是在吸收NH+4-N。同時(shí)藻類對(duì)NH+4-N的吸收是有限度，并不是無節(jié)制的吸收。藻類的NH+4-N含量高，相對(duì)來說藻類的生長(zhǎng)幅度也是高的，但是這不是唯一的限制因素，因此要求合理的氮磷比才能最好的促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)。

3.4 溶解性P

根據(jù)溶液的溶解性，我們發(fā)現(xiàn)溶液中起始的溶磷含量是不同的，從0.1-1mg/L之間分布，兩個(gè)含量高的從開始下降到基本平穩(wěn)期持續(xù)了8天，而且下降的幅度比較其它4個(gè)水箱下降幅度比較大，這說明N6中被吸收的磷比較多。雖然N6水族箱中藻類吸收磷比較多，但是它的生長(zhǎng)速度和其他四個(gè)水箱相比，并不是最高。這更進(jìn)一步說明只有合理的氮磷比才能促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)。

3.5 TP

再者從TP的變化上我們也發(fā)現(xiàn)，TP從開始就整體下降，在開始到第15天下降比較緩慢，自15天到22天大幅下降最后控制在較穩(wěn)定的狀態(tài)下(即0.2mg/L以下)。由此我們可以得知6個(gè)箱子開始的的濃度不同，但最終都幾乎降為一個(gè)較低的值。再者各個(gè)水箱的溶磷量平均占總磷量的97%，故總磷的變化趨勢(shì)和溶解性磷的變化一致。

3.6 藻類數(shù)量

最后我們研究藻類的生長(zhǎng)，可以明顯的分辨出藻類的潛伏期，對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，穩(wěn)定期，衰亡期。其穩(wěn)定期都維持了約15天時(shí)間。其中N5藻類的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期增長(zhǎng)幅度最大，到最后已出現(xiàn)衰亡的趨勢(shì)。從而我們得知這個(gè)水箱的條件最適合藻類的生長(zhǎng)。N3為其次，仍有上升的趨勢(shì)，其它四個(gè)水箱經(jīng)過2-3天的生長(zhǎng)就出進(jìn)入平穩(wěn)期。故氮磷比大于10時(shí)，則對(duì)藻類生長(zhǎng)有相對(duì)的抑制作用。

4 結(jié)語(yǔ)

通過實(shí)驗(yàn)研究表明，在開始的13天內(nèi)，氮磷比對(duì)藻類生長(zhǎng)而言，可以說只是藻類生長(zhǎng)的一個(gè)潛伏期，并沒有對(duì)6個(gè)箱子的水質(zhì)造成明顯的影響。

TN整體在下降，可能是因?yàn)楫?dāng)有雨時(shí)，會(huì)加防雨布嚴(yán)密覆蓋，遇上連雨天有時(shí)會(huì)覆蓋兩天以上，在局部時(shí)間上形成水體的缺氧，造成總氮去除的可能性。另一個(gè)可能是藻類將N元素合成于體內(nèi)，并沉于箱底，造成中部取樣處的水中總氮略有下降。

氮磷比對(duì)微型生態(tài)系統(tǒng)中水環(huán)境因子的影響，主要還受制于它對(duì)微型生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物生長(zhǎng)的影響。通過研究pH，TN、NH+4-N、NO3-N、TP、溶P與m(N)/m(P)之間的關(guān)系，可以間接的反映出m(N)/m(P)對(duì)處理中藻類生長(zhǎng)的影響。從本試驗(yàn)的結(jié)果來看，不同m(N)/m(P)為3-8時(shí)，對(duì)藻類的生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用當(dāng)m(N)/m(P)大于10的時(shí)候就出現(xiàn)抑制作用。藻類的生長(zhǎng)除了與m(N)/m(P)有關(guān)外，還會(huì)受其它因素的影響。因此，研究表明，在一定條件限制下，m(N)/m(P)對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響會(huì)比較顯著。

參考文獻(xiàn)

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