人工湿地中微生物数量与污染物去除的关系

为了探讨处理微污染河水的人工湿地中微生物数量及其对污染物净化效果的影响,在野外构建芦竹(Arundo donax)、菖蒲(Acorus calamus)水平潜流人工湿地,并设置空白湿地为参照.研究结果表明,栽种植物对人工湿地中氨氮(NH4+—N)和总氮(TN)的去除具有一定作用,但对总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)去除影响较小.实验人工湿地中,下层基质中的微生物数量低于上层基质.芦竹湿地中,上层基质和下层基质微生物数量的典型变量具有线性关系(R2＞0.9).人工湿地中微生物数量与水温具有显著正相关关系,栽种植物能够增加人工湿地的微生物数量.人工湿地微生物数量与NH4+—N、TP和CODMn的去除率不相关,但与TN去除率显著正相关.栽种植物能够改善人工湿地微生物数量与TN去除率之间的关系,但植物种类对微生物脱氮作用影响不明显.     

冬季室温铁碳内电解质下4种水生植物及其组合的净化效果

为探究冬季室温不同铁碳内电解基质下4种水生植物及其组合对人工湿地污水的净化效果,通过构建小试试验装置来探究冬季室温铁碳内电解质下菖蒲、鸢尾、金鱼藻、狐尾藻4种水生植物及菖蒲+鸢尾、金鱼藻+狐尾藻、菖蒲+鸢尾+金鱼藻+狐尾藻3种组合在不同试验时间内对污水中COD、NH_3+-N、TN、TP 4种污染物的净化效果。结果表明:冬季室温不同铁碳内电解基质下,4种植物及其组合对COD、TN、TP去除效果均较好,无显著性差异。NH3+-N净化效果较好的是菖蒲组和金鱼藻+狐尾藻组合。研究发现,铁碳内电解基质在COD、TN、TP的去除过程中发挥了主要作用。在TN去除方面,铁碳内电解质与植物的组合效果比单纯内电解质对污水的净化效果好。4种植物及其组合在NH_3+-N去除方面均发挥了重要作用,且不同处理间存在显著差异。     

饮马河流域典型湿地植物净化河流水环境效果研究

采取单种及混种方式,通过小型湿地模拟实验,研究松花江支流饮马河流域河流湿地中常见的芦苇、香蒲、槽秆荸荠、藨草、慈姑、花蔺、菱角、紫背浮萍和金鱼藻9种湿地植物及其组合对河流水体中化学需氧量(COD_(cr))、氮、磷等的净化效果。结果表明:所选湿地植物,在模拟环境条件下均能有效提升取自河流水体的水质;不同的湿地植物对污水中各污染物净化具有明显的差异,花蔺对总磷(TP)、COD_(cr)和氨氮(NH_3-N)净化效果最好,去除率依次为99.65%、68.22%和99.54%;香蒲、菱角、金鱼藻混合组对总氮(TN)的净化效果最好,去除率是66.19%;槽杆荸荠、芦苇和金鱼藻对亚硝酸盐氮(NO_2-N)的净化效果最好,去除率是83.64%。两种植物混种后对某一种污染物指标的处理效果弱于分别独种时的处理效果,但对多种污染物指标的综合处理效果一般要好于独种时的处理效果。     

三种水生植物枯落物分解特征与人工湿地渗透系数

于2015年5月6日,开展模拟人工湿地实验,研究美人蕉(Canna indica)、芦苇(Phragmites australias)和香蒲(Typha orientalis)地上部分(茎、叶)和地下部分(根)枯落物的分解特征及其对人工湿地渗透系数的影响。结果表明,在枯落物分解期间,美人蕉茎、叶枯落物的分解率最大,其次为芦苇的,香蒲的最小;在分解的第302天,香蒲、美人蕉和芦苇根枯落物的分解率分别为90.6%、89.3%和73.4%,美人蕉、芦苇和香蒲茎、叶枯落物的分解率分别为93.1%、54.7%和51.4%,美人蕉茎、叶枯落物分解率高与其初始氮含量较高和木质素含量较低有关。3种水生植物枯落物的分解率与植物枯落物中的碳氮比显著负相关(p0.01),与木质素与氮之比显著负相关(p0.05)。与未添加水生植物枯落物的人工湿地相比,添加香蒲、美人蕉和芦苇茎、叶枯落物的人工湿地渗透系数分别下降了24.1%、16.7%和23.4%。在人工湿地中,种植木质素含量低的美人蕉,有利于缓解人工湿地堵塞。     

铁铜内电解基质与曝气对人工湿地除污的影响

为探究不同铁铜内电解基质在不同曝气条件下对人工湿地污水的净化效果,构建表流人工湿地床,以研究4种铁铜内电解基质(质量比1:0、1:0.05、1:0.1、1:0.2)在不同曝气条件下(气水比3:1、6:1、9:1、12:1、15:1)对人工湿地污水的COD、TN、TP去除率的影响。结果表明:不同铁铜内电解基质对COD、TN、TP的去除效果有显著差异。随着内电解基质中铜比例的提高,COD、TN、TP的去除率均有升高的趋势。随着气水比的提高,TP去除率呈先升后降的趋势。铁铜内电解基质与曝气条件之间的交互作用对COD、TN、TP去除效果影响不显著。研究发现,当气水比为9:1时,铁铜内电解基质(质量比1:0.2)的净污效果最好。     

西北干旱、半干旱地区高盐人工湿地适宜植物筛选

植物是人工湿地的重要组成部分,但是,在西北干旱、半干旱地区,由于年降水量较少,年蒸发量较大,导致人工湿地土壤和水体含盐量较高,可供选择的适宜植物种类少,限制了人工湿地污水处理技术在该地区的应用。选择香蒲(Typha orientalis)、鸢尾(Iris tectorum)、芦苇(Phragmites australis)作为人工湿地中的植物,构建模拟的潜流人工湿地,配置不同含盐量(NaCl含量分别为0%、0.5%和1%)、化学需氧量(质量浓度为191.8~249.9mg/L)、总氮(质量浓度为27.5~33.5 mg/L)和总磷(质量浓度为4.5~5.9 mg/L)的污水,作为人工湿地的进水,研究不同盐度下植物外部形态、生理特性指标变化及其对污水中化学需氧量、总氮和总磷的净化效果,筛选出适宜盐沼的植物。研究结果表明,随着污水中含盐量的增加,3种植物的叶长、叶宽和生物量显著减小,比叶重显著增加;与对照处理相比,当水中NaCl含量为1%时,芦苇叶长的变短幅度相对最大,鸢尾的、香蒲的依次减小,鸢尾叶宽的变窄幅度相对最大,香蒲的、芦苇的依次减小,芦苇株高的变矮幅度相对最大,鸢尾的、香蒲的依次减小,鸢尾生物量的减少幅度相对最大,香蒲的、芦苇的依次减小,鸢尾比叶重的增加幅度相对最大,芦苇的、香蒲的依次减小。当水中NaCl含量为0.5%和1%时,都是芦苇叶片的净光合速率、气孔导度和叶肉导度相对最大,香蒲的、鸢尾的依次减小;香蒲叶片的水分利用效率相对最大,芦苇的、鸢尾的依次减小。当水中NaCl含量为0.5%和1%时,芦苇叶片的脯氨酸含量相对最大,鸢尾的、香蒲的都依次减小;到实验结束时,在各种盐含量下,鸢尾叶片的丙二醛含量相对最大,香蒲的、芦苇的依次减小;芦苇叶片的超氧化物歧化酶活性相对最大,香蒲的、鸢尾的依次减小。在各种盐含量下,都是种植芦苇的人工湿地系统对污水中化学需氧量、总氮和总磷的去除率相对最大,种植香蒲、鸢尾的人工湿地湿地的去除率依次减小。综合考虑3种植物的生长和生理特性以及种植3种植物的人工湿地对污染物去除率,相对最适宜种植在高盐人工湿地的植物为芦苇,其它依次为香蒲、鸢尾。     

7种水生植物对富营养化水体中氮磷去除效果的比较研究

通过室外盆栽试验研究了7种水生植物对富营养化水体中氮磷的去除能力.试验结果表明:所选7种水生植物在富营养化水体中生长良好并表现出较好的氮磷去除效果.在SRP、TP进水浓度分别为0.5~1.25 mg/L和0.6~1.3 mg/L时,各种植物SRP和TP去除率随进水浓度变化趋势保持一致且SRP去除率高于TP去除率.7种植物中,千屈菜(Lythrumsali-cariaLinn)的磷去除性能最好,与无植物空白相比,其SRP和TP平均去除率分别提高12.15%和14.36%;芦苇(Phragmites communis)最差,仅使SRP和TP平均去除率提高8.61%和6.73%.7种植物TN去除性能差异显著,与无植物空白相比,水葱(Scirpus vali-dusVahl)、香蒲(Typha angustifoliaLinn)、芦苇、美人蕉(Canna generalis)、石菖蒲(AcorustatarinowiiSchott)、黄花鸢尾(Iris wilsoniiWright)和千屈菜分别使TN平均去除率提高18.19%、17.84%、16.0%、14.85%、12.6%、7.93%和7.56%.植物氮磷去除能力和实际生长情况表明,水葱、香蒲和芦苇可作为有效去除氮磷的北方人工湿地备选植物.     

7种水生植物对富营养化水体中氮磷去除效果的比较研究

通过室外盆栽试验研究了7种水生植物对富营养化水体中氮磷的去除能力.试验结果表明:所选7种水生植物在富营养化水体中生长良好并表现出较好的氮磷去除效果.在SRP、TP进水浓度分别为0.5～1.25 mg/L和0.6～1.3 mg/L时,各种植物SRP和TP去除率随进水浓度变化趋势保持一致且SRP去除率高于TP去除率.7种植物中,千屈菜(Lythrum salicaria Linn)的磷去除性能最好,与无植物空白相比,其SRP和TP平均去除率分别提高12.15%和14.36%;芦苇(Phragmites communis)最差,仅使SRP和TP平均去除率提高8.61%和6.73%.7种植物TN去除性能差异显著,与无植物空白相比,水葱(Scirpus validus Vahl)、香蒲(Typha angustifolia Linn)、芦苇、美人蕉(Canna generalis)、石菖蒲(Acorus tatarinowii Schott)、黄花鸢尾(Iris wilsonii Wright)和千屈菜分别使TN平均去除率提高18.19%、17.84%、16.0%、14.85%、12.6%、7.93%和7.56%.植物氮磷去除能力和实际生长情况表明,水葱、香蒲和芦苇可作为有效去除氮磷的北方人工湿地备选植物.     

盐城潮滩湿地对N、P营养物质的截留效应研究

研究了盐城潮滩芦苇（Phragmites australis）、盐蒿（Artemisia schrenkiana）、互花米草（Spartina alterniflora）和淤泥光滩4种湿地对N、P营养物质的截留效应.在所选取的4种湿地中,分别采集了水、土壤和生物样;水样的总氮（TN）、总磷（TP）用过硫酸氧化还原法测定,土壤和生物样的TN、TP分别用凯氏定N法和钼锑抗比色法测定.研究结果显示,不同污染程度的水源灌溉下的芦苇湿地,其截留N、P的效果差异显著.其中,黄沙港不定期污水灌溉的芦苇湿地每年平均可截留TN 0.095 t/hm^2、TP 0.026 t/hm^2;而采取三灌三排方式用河水灌溉的新洋港芦苇湿地每年可分别截留TN 0.030 t/hm^2、TP 0.001 t/hm^2.比较盐蒿、互花米草和淤泥光滩3种湿地每年对湿地水中N、P的截留效果,淤泥光滩的效果最差,仅截留TN 0.385 kg/hm^2、TP 0.042 kg/hm^2;互花米草效果最好,分别截留TN 220.660 kg/hm^2、TP 36.754 kg/hm^2.尽管互花米草生物量大于芦苇,但其截留效果仍低于芦苇湿地（芦苇1 a收割1次）.     

六种植物对盐胁迫的响应及脱盐潜力水培实验研究

通过水培实验,模拟了湿地中6种植物芦苇(Phragmites australis)、水葱(Scirpus validus)、香根草(Vetiveria zizanioides)、香蒲(Typha orientalis)、美人蕉(Canna indica)和黄花鸢尾(Iris pseudacorus)对盐分胁迫的生理生态响应,评估了6种植物的脱盐潜力;在此基础上,测定相对耐盐能力较强的芦苇、香根草、香蒲和美人蕉体内不同器官的钠和钾含量,初步探讨了这4种植物的耐盐机理。实验结果表明,在盐分胁迫下,水葱和黄花鸢尾有死亡现象,芦苇、香根草和美人蕉都有新芽长出,部分美人蕉植株根部颜色变深,香蒲未长出新植株,但无死亡和枯萎等现象;香蒲的株高增长率最大,黄花鸢尾的株高增长率最小;培养香蒲和美人蕉的溶液的电导率减幅最大,芦苇、香根草、香蒲和美人蕉的耐盐能力和脱盐潜力相对较强;芦苇、香根草、香蒲和美人蕉不同器官对钠和钾的吸收积累能力差异较大,但是整棵植株的K/Na值在盐分胁迫时都减小,更深层次的耐盐机理还有待进一步研究。