表面活性剂胁迫下小球藻氮磷吸收动力学及生长兴奋效应
含氮磷污水排入水体造成的富营养现象日益严重。藻类具有易于吸收氮磷的特性，近年来基于藻类生物膜的污水深度脱氮除磷技术受到关注。城镇污水中与氮磷共存的表面活性剂等有毒污染物，在实际处理中会影响到藻类生长及其对氮磷的吸收，而目前关于表面活性剂对藻类生长及其吸收氮磷动力学的影响缺乏深入认识。本文在探明初始氮磷浓度对小球藻生长及氮磷去除率影响的基础上，研究了不同离子类型的表面活性剂胁迫下小球藻的生长动力学及氮磷吸收动力学过程并建立了动力学方程。此外，初步探讨了五种不同碳链长度的季铵盐阳离子表面活性剂对小球藻生长的兴奋效应。论文得出以下研究结论： （1）实验条件下，氨氮（NH4-N）浓度的增加表现出对小球藻生物量先促进后抑制的作用，硝氮（NO3-N）和总磷（TP）浓度的增加能促进小球藻生物量；阳离子表面活性剂十六烷基溴化吡啶（CPB）及十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）显著降低了小球藻的比生长速率，而阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（LAS）和非离子表面活性剂曲拉通X-100（Triton X-100）对小球藻比生长速率的影响不明显;小球藻的生长符合莫诺特方程，当氨氮、硝氮和总磷分别作为限制性营养元素时，小球藻的最大比生长速率分别为0.31，0.35和0.30d-1,其半饱和常数Km分别为0.22，0.29和0.02mg/L，磷对小球藻生长的影响比氮更为重要。CPB， CTAC增加了氮的半饱和常数KmN，即阳离子表面活性剂降低了氮对小球藻生长的影响，而阴离子和非离子表面活性剂对KmN影响较小；CTAC增加了磷的半饱和常数KmP，即降低了磷对小球藻生长的影响。 （2）小球藻对营养盐NH4-N，NO3-N和TP的吸收速率随初始浓度的增加呈现先上升后降低的趋势，阳离子表面活性剂CPB和CTAC显著降低了小球藻吸收营养盐速率Vm，阴离子表面活性剂LAS和非离子表面活性剂TritonX-100对小球藻吸收营养盐的速率的降低不明显；小球藻氮磷吸收符合酶促米氏方程，对NH4-N，NO3-N和TP的最大吸收速率分别为28.63，29.00和10.00μg/cell·d，其半饱和常数分别Km为8.59，17.40和4.70mg/L。阳离子表面活性剂CPB，CTAC增加了氮的吸收速率VmN和氮的半饱和常数KmN，表明阳离子表面活性剂增加了小球藻对氮的亲和力。阴离子和非离子表面活性剂对氮，磷的半饱和常数KmN， KmP，氮磷的最大吸收速率VmN和VmP影响较小。 （3）五种不同碳链长度（C8-C10）的季铵盐阳离子表面活性剂（QACs），正辛基三甲基溴化铵（C8-TMAB）、十烷基三甲基溴化铵（C10-TMAB）、十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）、十四烷基三甲基溴化铵（TTAB）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）在低浓度对小球藻的生长表现出兴奋效应，高浓度时则抑制小球藻生长；随着QACs浓度的增加，QACs对小球藻生长的抑制率逐渐增大，QACs产生兴奋效应的浓度随着碳链长度增加而降低，其毒性随着碳链长度的增加而增加；DTAB和CTAB在低浓度范围可增加小球藻的光合作用强度，而高浓度的DTAB和CTAB则降到小球藻的光合作用强度。
城镇污水;表面活性剂;小球藻;氮磷吸收动力学;生长兴奋效应
湘潭大学
硕士
环境科学与工程
葛飞
2014
中文
X799.3;X703.5
62
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）