氮磷比對藻類生長影響的研究
2010-12-31 00:00:00馮寶榮徐婷
現代商貿工業 2010年15期
摘要:采用6個大小一致的水族箱作為微型生態系統進行藻類生長實驗，在六個水箱中各加入具有不同氮磷比的營養物質對其中藻類生長狀況進行對比，通過對各個水箱中多項水質參數的監測和對比研究表明，在藻類生長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的巨大差異，同時對水體的總氮(TN)、NO3-N、NH+4-N、溶解性P、總磷(TP)、藻類數量都帶來了一定的影響。
關鍵詞:氮磷比;藻類;影響
中圖分類號:X3
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)15-0375-01
由于水體的富營養化的加劇，導致藻類的大量繁殖，引起水質變壞，以前大都從氮磷濃度方面研究對藻類的生長研究。本實驗從氮磷比對藻類的生長研究，對指導景觀水體抑制藻類生長有重要意義。
1 實驗原理
自然水體發生富營養化是近年來水體污染的一個重要方面。而營養物向水體的輸入是促使富營養化發生的一個關鍵因子。因此研究營養物水平與富營養化之間的關系對防治自然水體的污染具有重要意義。通常情況下，限制浮游植物生長的主要營養元素為N、P。關于氮磷營養限制對藻類生長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對浮游植物的生長起限制作用，在鹽度為35‰左右時，N、P同時會限制浮游植物生長，而在鹽度大于30‰時，N對浮游植物生長起限制作用。
2 實驗方法
試驗在室外進行，光照采取自然光照，采用6個同一大小的水族箱建立微型生態系統。水族箱使用容積160L，有效水深50cm，取樣時的平均溫度為16.8℃。試驗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置氮磷質量比依次為20，50，8，30，3，103。實際氮磷質量比為19.1，53.5，8.3，28.7，3.8.，11.1。依次標記為N1、N2、N3、N4、N5，N6。試驗期間不再添加其它微量元素。箱內水位經蒸發下降后人為進行補充中試裝置的砂濾出水，降雨天人為對其進行遮布擋雨。實驗開始后，每天準時對水族箱內水質進行監測，對浮游植物進行計數及種類鑒別。每次檢測取量約為500mL。
3 氮磷對藻類生長結果分析
3.1 TN
通過32天的試驗，我們發現TN呈現出緩慢下降的態勢，并且6個箱子因為起始的濃度不同最終的的濃度也不同，但同時發現每個箱子TN的都在減少。
因為箱體深度只有500mm，所以在未有覆蓋物時，認為箱內水都處于好氧狀態，這點從相應的DO數據也得到證明。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 NO3-N
我們研究發現，在總體上前五個箱子的NO3-N起濃度在緩慢上升，從開始到最后NO3-N的增量平均都不足0.1mg/L。而第六個箱子在第25天出現反?，F象，NO3-N濃度不升，反而迅速下降。再者我們從藻類的變化上也發現N5藻類的生長速度是最快的，造成這種結果有可能是因為藻類的吸收速度大于NH+4-N轉化為NO3-N的速度。
3.3 NH+4-N
研究中我們還發現藻類NH+4-N濃度在藻類大量生長期是在迅速下降，NH+4-N含量高的N1，N2，N3迅速下降的時間為6天，其它本身含量低的迅速下降周期比較短，這說明藻類的生長是在吸收NH+4-N。同時藻類對NH+4-N的吸收是有限度，并不是無節制的吸收。藻類的NH+4-N含量高，相對來說藻類的生長幅度也是高的，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藻類的生長。
3.4 溶解性P
根據溶液的溶解性，我們發現溶液中起始的溶磷含量是不同的，從0.1-1mg/L之間分布，兩個含量高的從開始下降到基本平穩期持續了8天，而且下降的幅度比較其它4個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，但是它的生長速度和其他四個水箱相比，并不是最高。這更進一步說明只有合理的氮磷比才能促進藻類的生長。
3.5 TP
再者從TP的變化上我們也發現，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定的狀態下(即0.2mg/L以下)。由此我們可以得知6個箱子開始的的濃度不同，但最終都幾乎降為一個較低的值。再者各個水箱的溶磷量平均占總磷量的97%，故總磷的變化趨勢和溶解性磷的變化一致。
3.6 藻類數量
最后我們研究藻類的生長，可以明顯的分辨出藻類的潛伏期，對數生長期，穩定期，衰亡期。其穩定期都維持了約15天時間。其中N5藻類的對數生長期增長幅度最大，到最后已出現衰亡的趨勢。從而我們得知這個水箱的條件最適合藻類的生長。N3為其次，仍有上升的趨勢，其它四個水箱經過2-3天的生長就出進入平穩期。故氮磷比大于10時，則對藻類生長有相對的抑制作用。
4 結語
通過實驗研究表明，在開始的13天內，氮磷比對藻類生長而言，可以說只是藻類生長的一個潛伏期，并沒有對6個箱子的水質造成明顯的影響。
TN整體在下降，可能是因為當有雨時，會加防雨布嚴密覆蓋，遇上連雨天有時會覆蓋兩天以上，在局部時間上形成水體的缺氧，造成總氮去除的可能性。另一個可能是藻類將N元素合成于體內，并沉于箱底，造成中部取樣處的水中總氮略有下降。
氮磷比對微型生態系統中水環境因子的影響，主要還受制于它對微型生態系統中浮游植物生長的影響。通過研究pH，TN、NH+4-N、NO3-N、TP、溶P與m(N)/m(P)之間的關系，可以間接的反映出m(N)/m(P)對處理中藻類生長的影響。從本試驗的結果來看，不同m(N)/m(P)為3-8時，對藻類的生長起到促進作用當m(N)/m(P)大于10的時候就出現抑制作用。藻類的生長除了與m(N)/m(P)有關外，還會受其它因素的影響。因此，研究表明，在一定條件限制下，m(N)/m(P)對藻類生長的影響會比較顯著。
參考文獻
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