CN102849852B - 一种富营养化水体生态修复生物材料的筛选方法 - Google Patents
一种富营养化水体生态修复生物材料的筛选方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102849852B CN102849852B CN201110174432.0A CN201110174432A CN102849852B CN 102849852 B CN102849852 B CN 102849852B CN 201110174432 A CN201110174432 A CN 201110174432A CN 102849852 B CN102849852 B CN 102849852B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concentration
- water body
- water
- biological material
- induction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Cultivation Of Seaweed (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及了一种富营养化水体生态修复生物材料的筛选方法，它是利用从自然界中筛选的水生浮游生物作为生物原材料，通过利用重金属诱导金属硫蛋白的表达，并在低氧浓度和PEG渗透剂下，经过多代选育与纯培养，获得了对重金属及农药有相当耐性，耐低氧，耐较高浓度NP且繁殖率高，生长速度快与捕食量大的、专用于富营养化水体生物修复材料，其用于富营养化水体后可对水体中的藻类、细菌及有机悬浮物进行快速有效的去除，从而起到净化水体的作用。
Description
技术领域
本发明属于环境污染的修复生物材料诱导筛选工艺，特别是以水生生物为材料诱导筛选修复富营养化水体的生物材料的方法。
背景技术
水体富营养化是水质极度恶化的重要标志之一，也是当今全世界水污染中的严重问题。随着工农业的发展，人民生活和工农业生产等方面产生的NP等污染物质愈来多愈多地进入水体，使水生浮游生物尤其是藻类大量繁殖，造成严重的富营养化现象并引起一系列的恶性循环，使得一些河流、池塘及水库因富营养化严重而完全丧失利用功能。池塘水库建成之后，水流速度减缓，水体自净能力降低，如果不加重视，将进一步加重水体富营养化的程度，使耗资巨大的水资源难以持续利用。因此，如何诱导筛选合适的生物材料对富营养化水体进行科学有效的修复，对于改善江河、湖泊、水库和堰塘的水质，使之化害为宝，以提高人类的生活质量及生存环境，这是人类所迫切期望的，也是加强水资源保护，保证人类可持续发展的一个重要前提。
治理水体富营养化一直是环境治理中的一个难题，国内外治理富营养化水体的技术大致可以分为两类：一是工程措施，二是生物措施，二者各有长短。工程措施投资大，能耗高，只适宜小规模小范围治理；生物措施则相反，投资少，只要方法和材料选择得当，更有利于大面积进行生态修复。世界富营养化水体在城镇周围和在水产养殖发达的湖库地区面积大、分布广。所以，如何采用合适有效的诱导筛选方法筛选出理想的生物修复材料，从而有效地对富营养化水体进行生态修复就成为生态修复更为重要的措施之一。
研究表明，集约化水产养殖和农田面源污是染造成水体富营养化的主要原因。大量的氮磷和有机质进入水体之后，使藻类过度繁殖，有机质增加，溶解氧减少，水体逐步丧失使用功能。在当前，要想彻底地不使用或少使用化肥，彻底地切断农业生产产生的各种面源污染物及工业与生活废水，这对于当前的生产及现有的技术来说是不可能的。重要的是要根据富营养化发生的机理及其表现，进行巧妙、科学的治理，从而形成一个有利于各项事业持续发展的良性循环。针对水体富营养化是由于NP输入过量而引起藻类大量繁殖，有机悬浮物增多，细菌含量过高等导致最后水体水质的恶化这一表现，分析其机理则是由于取食这些物质的高一级食物链生物在富营养化过程中因过度敏感而使种群数量减少和消亡，从而造成初级生产过剩所致。因此，治理富营养化的技术核心就是要用科学有效的方法筛选出具有优良耐性和繁殖能力及捕食能力较强的生物材料，以适应富营养化水体低氧、高NP以及毒物质条件下，更有效地修复或替代已经被削弱或切断的生物链，重新建立水体生态系统中初级生产者(藻类)-初级消费者(浮游动物)-次级消费者(鱼类)及分解者(细菌)这一关键性食物链的生态平衡，从而使水体中的大量氮磷物质，在太阳光能的作用下，经过藻类的光合转化，通过该生物材料的传递，最终在有效地控制水体藻类、细菌、有机悬浮物的数量、获得较好的水质的同时，使有害物质NP转化为人类所需的主要经济产品(鱼类及畜禽)。
发明内容
本发明的目的是，提供一种有效诱导并筛选优良生物修复材料的方法，采用该方法获得的生物材料可以在对富营养化水体进行有效快速生态修复的同时，增加水体生态系统生物的多样性，并给人类提供大量经济产品，且选择效率高，成本低、选择速度快，所得材料生物学特性及生态特性较为稳定等。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种富营养化水体生态修复生物材料的筛选方法，利用重金属逐步诱导，金属硫蛋白的表达，并在低氧浓度和PEG渗透剂选择下，经过多代选育与纯培养，获得了对重金属及农药有相当耐性，耐低氧，耐较高浓度NP且繁殖率高，生长速度快与捕食量大的、专用于富营养化水体生物修复材料，其用于富营养化水体后可对水体中的藻类、细菌及有机悬浮物进行快速有效的去除，从而起到净化水体的作用；将经过筛选和训练的水生浮游动物作为下浮生物放养于富营养化水体中，让其在1～5周的短时间内迅速增殖，新生的下浮生物大量取食并消耗水体中的藻类、细菌及有机悬浮物，使水质得到净化；当修复生物达到一定数量时，放养一定数量调控生物进行自动调控或人工定期取出；对于尚未发生富营养化现象但NP含量较高的水体，可先加入引发生物进行引发，然后再加入修复生物；其特征在于：
所用筛选组分的搭配及诱导顺序为：金属硫蛋白诱发物-渗透剂诱发物-低氧训化，其诱导浓度分别为0.0～2mg/L：0～100mg/L：2～6mg/L；各阶段诱导时间分别为：1～10：1～10：1～10；诱导程序为每一个诱导阶段所用诱导组分均包含上一阶段的诱导组分；在用重金属诱导时，采用的顺序为Zn-Cu-Cd或Cu-Zn-Cd。
有益效果：本发明对生物修复材料的筛选方法具有诱导和筛选效率较高，筛选出的生物材料对富营养化下的水体条件的耐性好，后代性状稳定等特点，所获得的的材料与天然材料之间在对较富营养化水体条件及适量重金属与低氧等的耐性方面有着极显著的差异，尤其适合富营养化水体导致同营养级敏感生物消失时作该生物链的替补或修复者。
试验证明：用本方法诱导筛选的生态修复生物材料对富营养化水体有较强的修复功能，修复效果较好，水中的生物多样性提高，水体水质大大改善，修复后的水体能在较长时间内保持稳定。氮磷是绿藻生长繁殖过程中需要量最大的必需营养元素，根据植物细胞吸收矿质养分的酶动力学原理及实际观察表明，当水中的氮磷浓度超过三类水质的标准时，藻类就可以吸收氮磷元素并大量生长，使水体中的氮磷物质消耗而低于三类水质的标准。藻类的生长为水溞的生长和繁殖提供了丰富的食物和氧气，而水溞的大量繁殖，又为鱼类或畜禽动物提供了优质的高蛋白饲料。因此，用本方法筛选出的生物材料治理富营养化水体将会产生重大的生态效益、社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明所述的富营养化水体生态修复生物材料的筛选方法，是利用重金属逐步诱导，金属硫蛋白的表达，并在低氧浓度和PEG渗透剂选择下，经过多代选育与纯培养，获得了对重金属及农药有相当耐性，耐低氧，耐较高浓度NP且繁殖率高，生长速度快与捕食量大的、专用于富营养化水体生物修复材料。其用于富营养化水体后可对水体中的藻类、细菌及有机悬浮物进行快速有效的去除，从而起到净化水体的作用。
将水生浮游动物(淡水枝角类等)培养于已经充分自然脱氯并经充氧机充氧至饱和的培养液中，培养液pH7.0～8.0，培养时只需对该生物材料每日投加适量新鲜绿藻浓缩液至培养液淡绿，培养温度推荐在20～25℃，每周换水2～7次，每次换掉1/2的水，光照周期10～16小时，培养密度控制在10～250只/L即可。
所用筛选组分的搭配及诱导顺序为：金属硫蛋白诱发物-渗透剂诱发物-低氧训化，其诱导浓度分别为0.0～2mg/L：0～100mg/L：2～6mg/L；各阶段诱导时间分别为：1～10：1～10：1～10；诱导程序为每一个诱导阶段所用诱导组分均包含上一阶段的诱导组分。所说的渗透剂优先选聚乙二醇PEG6000。
在每一诱导阶段，分别加入各阶段对应的诱导物，所加浓度按从低浓度以等对数间距增加直至达到前述规定的最大浓度时，当在最大诱导物浓度下，生物材料连续3代的7天死亡率不超过20％时，结束该诱导物的诱导阶段，转入下一个诱导物的新一轮诱导阶段；在新的诱导阶段，仍然维持上一诱导物的最高浓度，同时，按上一诱导物的添加方法逐渐将新诱导物的浓度每隔一代提高一个等间距对数浓度，直到所有诱导阶段全部结束时，所得生物材料即可以适应较高NP离子浓度，较低溶氧及较高重金属浓度的溶液中的环境；将用该方法选择得到的生物材料在实际富营养化水体中培养时，观察其生物学特性及生态学特性，其表现结果较好。需要指出的是，在用重金属诱导时，采用的顺序为Zn-Cu-Cd或Cu-Zn-Cd。
将经过筛选和训练的水生浮游动物作为下浮生物放养于富营养化水体中，让其在1～5周的短时间内迅速增殖，新生的下浮生物大量取食并消耗水体中的藻类、细菌及有机悬浮物，使水质得到净化；当修复生物达到一定数量时，放养一定数量调控生物进行自动调控或人工定期取出。
对于尚未发生富营养化现象但NP含量较高的水体，可先加入引发生物进行引发，然后再加入修复生物。
Claims (1)
1.一种富营养化水体生态修复生物材料的筛选方法，利用重金属逐步诱导，金属硫蛋白的表达，并在低氧浓度和PEG渗透剂选择下，经过多代选育与纯培养，获得了对重金属及农药有相当耐性，耐低氧，耐较高浓度NP且繁殖率高，生长速度快与捕食量大的、专用于富营养化水体生态修复生物材料，其用于富营养化水体后可对水体中的藻类、细菌及有机悬浮物进行快速有效的去除，从而起到净化水体的作用；其特征在于：
将水生浮游动物培养于已经充分自然脱氯并经充氧机充氧至饱和的培养液中，培养液pH7.0～8.0，培养时只需对该水生浮游动物每日投加适量新鲜绿藻浓缩液至培养液淡绿，培养温度20～25℃，每周换水2～7次，每次换掉1/2的水，光照周期10～16小时，培养密度控制在10～250只/L即可；
所用筛选组分的搭配及诱导顺序为：金属硫蛋白诱导物-渗透剂诱导物-低氧训化，其诱导浓度分别为0.0～2mg/L∶0～100mg/L∶2～6mg/L；各阶段诱导时间分别为：1～10∶1～10∶1～10；诱导程序为每一个诱导阶段所用诱导组分均包含上一阶段的诱导组分；所说的渗透剂为聚乙二醇PEG6000；
在每一诱导阶段，分别加入各阶段对应的诱导物，所加浓度按从低浓度以等对数间距增加直至达到前述规定的最高浓度时，当在诱导物最高浓度下，水生浮游动物连续3代的7天死亡率不超过20％时，结束该诱导物的诱导阶段，转入下一个诱导物的新一轮诱导阶段；在新的诱导阶段，仍然维持上一诱导物的最高浓度，同时，按上一诱导物的添加方法逐渐将新诱导物的浓度每隔一代提高一个等对数间距浓度，直到所有诱导阶段全部结束时，所得生态修复生物材料即能够适应较高NP离子浓度，较低溶氧及较高重金属浓度的溶液中的环境；将用该方法选择得到的生态修复生物材料在实际富营养化水体中培养时，观察其生物学特性及生态学特性；在用重金属诱导时，采用的顺序为Zn-Cu-Cd或Cu-Zn-Cd；
将经过筛选和训练的水生浮游动物作为下浮生物放养于富营养化水体中，让其在1～5周的短时间内迅速增殖，新生的下浮生物大量取食并消耗水体中的藻类、细菌及有机悬浮物，使水质得到净化；当生态修复生物材料达到一定数量时，放养一定数量调控生物进行自动调控或人工定期取出；对于尚未发生富营养化现象但NP含量较高的水体，先加入引发生物进行引发，然后再加入生态修复生物材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110174432.0A CN102849852B (zh) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | 一种富营养化水体生态修复生物材料的筛选方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110174432.0A CN102849852B (zh) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | 一种富营养化水体生态修复生物材料的筛选方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102849852A CN102849852A (zh) | 2013-01-02 |
| CN102849852B true CN102849852B (zh) | 2015-02-04 |
Family
ID=47396902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110174432.0A Expired - Fee Related CN102849852B (zh) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | 一种富营养化水体生态修复生物材料的筛选方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102849852B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0691309A1 (de) * | 1994-07-06 | 1996-01-10 | Peter I. Dr. Pogozhev | Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Reinigung eines Gewässers |
| CN101575144A (zh) * | 2008-05-07 | 2009-11-11 | 何文辉 | 水体生态修复方法 |
| CN101985602A (zh) * | 2010-08-26 | 2011-03-16 | 北京芳能科技有限公司 | 一种利用微藻处理富营养化水体的方法 |
-
2011
- 2011-06-27 CN CN201110174432.0A patent/CN102849852B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0691309A1 (de) * | 1994-07-06 | 1996-01-10 | Peter I. Dr. Pogozhev | Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Reinigung eines Gewässers |
| CN101575144A (zh) * | 2008-05-07 | 2009-11-11 | 何文辉 | 水体生态修复方法 |
| CN101985602A (zh) * | 2010-08-26 | 2011-03-16 | 北京芳能科技有限公司 | 一种利用微藻处理富营养化水体的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102849852A (zh) | 2013-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103332790B (zh) | 同步原位修复富营养化河湖水体和沉积物的可增光富氧生物组构系统 | |
| CN205596919U (zh) | 一种集聚式内循环养鱼设备 | |
| CN100418411C (zh) | 一种兼具节水和安全功能的池塘养殖复合系统 | |
| CN101120661B (zh) | 一种基于复合垂直流人工湿地的生态渔业养殖装置 | |
| CN100554193C (zh) | 治理天然水体的生物、工程复合生态调控方法 | |
| CN108178322A (zh) | 一种控制水体富营养化的螺鱼草立体集成系统 | |
| CN105906150A (zh) | 一种对城市内河道的污水处理系统及污水处理工艺 | |
| CN202026704U (zh) | 一种利用水生植物和em菌净化养殖水的养殖系统 | |
| CN106922592A (zh) | 一种集聚式内循环养鱼设备及养鱼方法 | |
| CN108401970A (zh) | 一种鱼虾藻鲍参循环水生态综合养殖系统 | |
| CN102010071A (zh) | 一种组合式高效河道水质净化工艺 | |
| CN108064796A (zh) | 一种养殖箱、自净化生态养殖系统及养殖方法 | |
| Sukačová et al. | Can algal biotechnology bring effective solution for closing the phosphorus cycle? Use of algae for nutrient removal-review of past trends and future perspectives in the context of nutrient recovery | |
| CN101779595A (zh) | 一种北方池塘脆江蓠移植栽培的方法 | |
| CN100584778C (zh) | 一种改善富营养化水体水质的方法 | |
| CN208273900U (zh) | 一种鱼虾藻鲍参循环水生态综合养殖系统 | |
| CN201726756U (zh) | 集约化小丑鱼亲鱼繁殖循环水系统 | |
| CN107651754B (zh) | 一种修复富营养水体的复合生态系统构建方法及人工礁石 | |
| CN105309388B (zh) | 一种水溞耐温驯化方法及利用水溞对水体进行生态修复的方法 | |
| CN102696514B (zh) | 生态养鱼及生物净水一体化养殖系统及其养殖方法 | |
| CN107986448A (zh) | 一种水域生态的治理方法 | |
| CN102838209A (zh) | 一种富营养化水体的生态修复方法 | |
| CN109912134A (zh) | 一种淡水养殖尾水处理系统 | |
| CN208829494U (zh) | 一种污水异位生态修复系统 | |
| CN206680267U (zh) | 一种自带菌种和培养基的池塘养殖用生物膜净水机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150204 Termination date: 20190627 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |