摘 要

本文从荒漠化现状和治理手段入手，介绍了人工藻结皮治沙技术的原理、流程和国内外应用状况。人工结皮固沙技术是一种新型荒漠化防治方法。获得足够的固沙蓝藻生物量对该技术有着至关重要的作用。利用城市生活废水培养固沙藻种，可以有效利用废水中的N、P等营养物质，且同时获得固沙藻种生物量。

研究提出，利用城市污水培养固沙藻种，可同时实现污染物的循环利用和生物结皮固沙原料的提供。为探究温度对培养的影响，控制温度为单一变量，进行了本实验。对不同温度下蓝藻的生长速度、细胞累积量和污水净化能力进行了对比研究。结果发现一定范围内，藻种的活性和产量随温度升高而上升，实验最终得出，蓝藻培养的适宜温度接近于30℃，此温度下，藻种对营养的利用及生物量积累均最佳。

关键词：生物土壤结皮；蓝藻培养；温度

Abstract

This article introduces the principle, process and application status of artificial algae crust control technology starting with the current situation of desertification and management methods. It is a new technology to control desertification by constructing artificial soil crusts. Obtaining enough biomass plays an important role in this technology. Using municipal wastewater to cultivate sand-consolidating cyanobacteria can not only use the nutrients such as N and P in the wastewater, but also acquire enough biomass simultaneously.

The study proposes that the use of municipal wastewater to cultivate sand-consolidating cyanobacteria can simultaneously achieve the recycling of pollutants and the supply of raw materials for the desertification control technology. To explore the effects of temperature on the cultivation, corresponding experiments were carried out and the temperature was controlled as a single variable. The growth rate of cyanobacteria, cell accumulation and nutrients removal at different temperatures were studied. The results showed that within a certain range, the activity and biomass accumulation increased with increasing temperature, and the experiment finally concluded that the suitable temperature for cyanobacteria cultivation was about 30℃, which is suitable for both the biomass accumulation and nutrients removal.

Key words：biological soil crust；cyanobacteria culture；temperature

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 研究目的和意义 3

1.4 研究方法 4

第2章 蓝藻固沙技术及原理 5

2.1 荒漠蓝藻 5

2.1.1 简介 5

2.1.2 荒漠蓝藻的种类 5

2.2 生物结皮 6

2.3 人工藻结皮技术 6

2.3.1 定义 6

2.3.2 技术原理 6

2.3.3 作用机制 8

2.3.4技术优势 9

第3章 实验材料与方法 11

3.1 实验准备 11

3.1.1 蓝藻的培养 11

3.1.2 实验用水预处理 12

3.1.3 藻种驯化 12

3.2 实验过程 12

3.2.1 叶绿素a含量测定 12

3.2.2 干重的测定 13

3.2.3 COD的测定 13

3.2.4 总氮的测定 14

3.2.5 氨氮的测定 16

3.2.6 总磷的测定 17

3.3 实验结果分析 19

3.3.1 生长状况 19

3.3.2 COD的去除 22

3.3.3 氮磷的去除 23

3.4 实验结论 25

第4章 总结 26

参考文献 26

致谢 29

第1章 绪论

荒漠化及水污染是当下最为严重的两个环境问题，严重影响社会的可持续发展。一方面，富含N、P等营养物质的废水被大量排入到环境水体中，导致了水华等严重的环境问题。而另一方面，荒漠化不断吞噬大面积土壤，致使其丧失生态系统的服务功能。荒漠地区营养物质匮乏，是生物在该地区生存发展的主要限制因子之一。因此，在被排入到水体之前，废水必须经过污水处理厂的处理。事实上，如果能够被加以利用，废水中富含的N、P等营养物质是一种资源所在，而并非污染物。可见，营养的不均衡分配是环境问题的重要原因。利用城市生活废水培养固沙藻种，可以实现N、P等营养物质从富营养化水体到荒漠地区的转移，实现营养物质均衡分配。本研究利用城市生活废水进行固沙藻种培养，探究不同温度对固沙藻种生长的影响。研究结果对于荒漠化防治及废水的资源化再利用具有一定参考价值。

研究背景

地球荒漠化是指包括气候异变和人类活动在内的各种因素造成的干旱地区土地退化。荒漠化可划分为以下各主要类型，即：水土流失、沙漠化和盐渍化^[1]，过去几十年内，其危害程度、扩张速度和分布范围都在逐渐增大。对于我国较严重的北方地区，荒漠化主要表现为沙质荒漠化，即沙漠化，含义为不同干旱程度的沙质地表，在受到自然或人为作用干扰导致生态破坏后，产生标志性风沙活动，最终形成风积和风蚀地貌的环境退化过程。

目前使用较普遍的固沙方法按原理可分为工程固沙、生物固沙和化学固沙。