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科学助我成长
雷月华 历时将近一年，在我和沈仁豪同学的共同努力，在 我们这次创新项目的的题目是“微藻对富营养化湖水中氮磷营养盐的去除”。富营养化在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。我国的湖泊环境非常脆弱，湖泊中的营养物来源广、背景浓度异常高，湖泊富营养化进程迅速，而且许多湖泊已处于富营养状态，如武汉东湖、云南滇池、南京玄武湖、江苏太湖等。已处于富营养化状态或有严重富营养化趋势的湖泊占总数的56％。湖泊富营养化不仅使水体丧失其应有的功能，也使湖泊水生生态环境向不利于人类生存和发展的方向演变，严重影响着社会经济的可持续发展。因此控制湖泊富营养化进程以及进行有效治理和修复是一项利在当代，功于千秋的伟业。虽然我们并不是从根本上解决了问题，但是希望我们的一点研究能在相应的领域里带来一点益处。 在对富营养化水体的处理研究上，我们不是遵循传统的方法，如物理化学法，生物法（活性污泥法等）等。我们从造成这项污染的源头着手，即藻类。在研究开始前，我们就通过查阅相关资料，发现前人在藻类对氮磷的去除方面已有一些研究，且有所成效。于是，在相关资料的辅助下，和成员，指导老师的商讨后，确立的较为可行的实验方案。 第一步，是培养藻类。作为一个环境学院的学生，在微藻方面，于我们仍是新颖的一块。从对藻类的毫无认知到熟悉部分藻类的生长特性，在这一过程中我们学到了很多在学业之外的专业知识。在前期的准备中，最关键的就是查阅资料。在平时的学习中，资料的查阅我是很弱的一项，准确的查找所需资料也是一种能力，尤其是信息更新如此迅猛的环境下，如何快速有效的获得我们所需的信息，在这次的研究项目里，让我得到了很好的锻炼，相信对以后的研究工作或者其他工作学习，都会有所帮助。藻类的培养是个相对长期的工作，尤其是刚开始对藻类的生长周期，生长习性都不熟悉的情况下，更是需要细心和耐心。藻类在培养过程中要连续的观察，换水培养，以研究其生长状况的好坏，不得中断。曾经就有过因为其他事情的耽搁，藻类的观测中断，最后导致藻类死亡，藻类的培育工作又要从头开始，浪费了大量时间。所以，磨刀不误砍柴工，前期的准备是非常必要的，准备工作得当会给后续实验减去不少阻力。 第二部分，是整个项目的核心部分，对富营养化水体中氮磷的去除研究。我们使用了和生活污水氮磷浓度相近的由氨氮，磷酸二氢钾，自来水配制模拟污染水开展实验。氨氮的测定采用水杨酸法，磷酸盐的测定采用钼酸盐分光光度法。 由于这部分的实验要耗去大量时间，而我们都是在课业之余开展实验的，因此，成员之间的配合就尤为重要。因为课余可能难免会有其他事务的繁杂，所以，成员之间在相互帮助之余也要多相互体谅。 这部分的研究可谓一波三折。在最开始进行氮磷去除研究时，由于藻种不够好，生长状况较差，我们完全得不到理想的实验结果。在第一轮实验结束后，我们进行了分析总结，于是重新购买藻种，从藻类培养再次开始。尽管这样延长的实验的周期，但后来事实告诉我们付出还是有收获的。在新的藻类培育完成后再次开展实验，在对磷的去除研究中就取得了良好的效果，其中，斜生栅藻对磷的24小时去除率最高达95.45%。在对氮的去除研究上没有磷的理想，但是仍能看到，藻类对富营养化水体中的氮有一定去除率。 其后，我们选取了生长状况和去除效果都较好的斜生栅藻进行了连续性24小时去除研究。进一步验证了斜生栅藻对水体磷的去除有良好效果。但是遗憾的是，这部分的氮去除没有得到理想结果。后经我们分析，一是可能斜生栅藻对氮的去除效果并不明显，二是，一定的氮磷比对氮的去除是有影响的，我们采用了10比1的氮磷浓度比，经资料查阅，在20比1的氮磷浓度比例下会更有利于氮的去除。 实验到这里就到了尾声。我们原本在实验计划中有实验结果的工程应用，并且设计了工程应用系统（装置）。但是由于时间的限制，我们没有将这部分完成，也因此，希望在以后的学习研究中能有机会将项目继续延伸。 在项目的进行过程中，我们遇到了大大小小的很多问题。但是，问题最终都不会成为阻力，而是我们成长的动力。在第一次进行氮磷去除研究时，实验数据的完全失败不能不说是一个重大的打击。从藻类的培养到氮磷的去除研究实验部分完成是一个很长的周期过程，于是失败带来的不仅仅是挫折感，还有对后续实验能否完成的担心和不安。但是，有再多的困难，也要努力的去克服，不努力下去谁也无法预料结果。在一个项目的研究中，我们可能遭遇各种各样的失败，积极的心态，认真细致的态度是我们应具备的。我们需要自己驾驭整个实验项目的实施，而不是像课堂实验一样，对着文案做一做实验，记录一下数据。每一阶段，我们都要总结前不部分实验的优点和缺点，及时改正，并吸取正确的经验，做好实验计划，但又不能死板的对本宣科，实验里总有意外的不确定因素，因此要灵活的根据现实情况调整实验内容。有时候，预期的实验过程和实际操作可能是有很大出入的，例如在用水杨酸法测氨氮含量时，我发现按照资料中记载的方法测量，始终会是吸光度值过大，带来误差，因此，后来改进实验时，就稀释了测量浓度，使得吸光度测量较为准确。凡事都应亲身尝试过再下结论，哪怕是前人百次过的实验，也可能因为环境、仪器的改变而有所不同。任何资料文献始终只是参考，自己实验所得最为重要。 在一个项目的完成过程中，我们会接触到很多的人、事、物。在实验室里，我们会遇到很多其他实验项目的人，尽管实验之间没有交集，但是，在实验过程中，相互之间也可以有一个交流，学习的过程。总有些东西是别人优于你的，所以，虚心的请教和学习，礼貌和谐待人也是实验室里应有的一个生活之道。在本次项目进行中，我们受到了很多人的帮助，在此甚至没有办法一一写出他们的名字，但是非常感谢在以往的科研中他们给予的指导和帮助，在此致谢。 环境问题是我们每个人能切身感受到的。环境形势的日益严重，更是我们作为环境学院的学生迫切想要去改变去贡献自己的一份力量。在这个项目的实施过程中，我们接触到了很多的污染案例，看到了环境的严峻现状。虽然，实验项目的完成未必给这个领域的研究带来了什么根本的贡献，但是，我们希望我们小小的努力能带给其他研究者一点帮助或者启发。更重要的，是对我们自己的一种启发和助益，使我们在今后的科研工作中能感受到如今的实验研究带来的一点点裨益。在整个的实验项目实施过程中，我们能有所收获有所成长，这本身比我们研究出了多少有实际价值的内容对我们今后的学习和生活更有意义。 一个项目的研究中，必然有成功，有失败。每一次小小成功，也会给我们带来大大的喜悦。这一份在科研中的满足感或许将是我印象最深刻的地方，它让我真切的感受到一种科研工作的魅力。 最后，要再次感谢在科研过程中一直相互帮助的沈仁豪同学，一直给以我们辛勤指导的 【雷月华，上海交通大学环境科学与工程学院2007级环境科学与工程专业，第二期“上海大学生创新活动计划”——“藻类对富营养化湖水中氮磷营养盐的去除研究”项目负责人；指导老师：褚春凤副教授，上海交通大学环境科学与工程学院】 |
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