海水人工湿地系统脱氮效果与基质酶活性的相关性

利用海水人工湿地系统处理海水养殖外排水,分析了人工湿地对不同形态氮的净化效果,探讨了人工湿地表层基质酶活性变化及其对系统脱氮效果的影响。选取互花米草作为人工湿地植物,煤渣、珊瑚石和细砂作为人工湿地基质,实验期间连续进水,系统运行稳定。研究结果表明:海水人工湿地系统对氨氮(NH4-N)、亚硝态氮(NO2-N)、硝态氮(NO3-N)、总氮(TN)和可溶性有机氮(DON)去除效果显著,去除率分别为(99.6±0.7)%、(99.9±0.0)%、(98.2±2.0)%、(92.6±1.5)%和(86.1±4.8)%。人工湿地表层基质下行池脱氢酶、硝酸还原酶和脲酶的酶活性均高于上行池,下行池对污染物的去除效果更好。脱氢酶活性与海水人工湿地系统氨氮的去除有关;硝酸还原酶活性影响着海水人工湿地硝态氮的去除;脲酶活性与人工湿地总氮和硝态氮的去除存在明显相关趋势。下行池硝酸还原酶和脲酶的酶活性间具有显著相关性(r=0.76, P0.05)。人工湿地微生物种类丰富,下行池微生物多样性高于上行池,植物根部微生物多样性最高,提高了系统脱氮的效率。上述研究结果将有助于阐明海水人工湿地系统中不同形态氮的迁移转化机理。     

微生物在人工湿地污水处理中的研究进展

人工湿地是一种新型污水处理技术,微生物作为人工湿地的主要分解者,在人工湿地去除水中污染物的过程中发挥着重要作用,因其高效污水净化能力目前已得到广泛关注。本文从人工湿地中的微生物多样性、微生物污水净化机理、研究方法及根际微生物的研究等方面介绍了微生物在人工湿地污水处理中的研究进展。指出根际微生物在人工湿地中的的分布和作用特点,以及开展研究的重要意义。     

盐胁迫对间歇增氧垂直流人工湿地脱氮性能及微生物群落影响

利用新型间歇增氧垂直流人工湿地,揭示了不同进水N H4+-N浓度下盐度提升对湿地脱氮性能及微生物群落的影响.试验结果表明:间歇增氧垂直流人工湿地在盐胁迫下的脱氮性能明显优于传统垂直流人工湿地,高盐(2.0％ 盐度)对TN去除性能影响较大,对COD去除性能影响相对较小.进水NH4+-N浓度为40 mg/L时,当盐度由0％...     

溶解氧含量对人工湿地去除污染物效果的影响

通过自然跌水方式调节人工湿地系统中的溶解氧(DO)含量,探讨在不同氧浓度条件下湿地对污染物的去除效率以及湿地微生物群落组成的变化。结果表明,在不同溶解氧浓度条件下,DO值越大,污染物去除率越高。在跌水复氧DO值达到8mg/L后,COD的去除率达到86.56%,与对照组相比提高了2.14倍;氨氮的去除率达到94.70%;总氮的去除率达到91.00%;总磷的去除率达到80.13%。高通量测序分析发现,随着溶解氧浓度的提高,湿地表层土壤中变形菌门、放线菌门、酸杆菌门的微生物丰度有所下降,而拟杆菌门和厚壁菌门的微生物丰度种类增多。由此可见,溶解氧浓度越高越有利于污染物质的去除,土壤微生物种类对溶解氧的变化有明显的响应。     

水位对复合基质垂直流人工湿地净化效果的影响

为了研究水位变化对垂直流人工湿地净化效果的影响,2个填充复合基质的湿地同步运行。湿地上层均为厚35cm、粒径5~10mm的炉渣;中层为厚度35cm的砾石,粒径分别为10~20(湿地1)和5~10mm(湿地2);底层均铺设厚15cm、粒径50~100mm的粗砾石作为支撑层;湿地表面种植黄花鸢尾。研究期间2个湿地均为连续进水,设置6个运行水位:85、66、51、36、19和2cm。结果表明,2个湿地系统对COD、NH_4~+-N、TN和TP的去除率分别为:50.5%~81.1%、34.1%~84.6%、29.1%~75.7%和49.1%~84.6%。统计分析表明,水位对污水中有机物及氮的去除有显著影响(P0.05),36cm水位时TN去除率最高,湿地1和湿地2分别达到68.8%和75.7%;85cm水位时NO_3~--N去除率最高,湿地1和湿地2分别为95.5%和96.6%;2cm水位时COD和NH_4~+-N的去除率最高,湿地1分别为75.9%和81.1%,湿地2分别达到79.4%和84.6%。以上结果表明,通过改变垂直流人工湿地的水位可以有效地改变污染物的去除效果。湿地2对磷的净化效果显著高于湿地1(P0.05)。     

不同水位垂直流人工湿地中植物及微生物特征

利用4个连续进水的垂直流人工湿地,比较分析水位对污染物去除效果的影响,研究湿地中植物对氮磷去除的贡献,阐析湿地中脱氮功能菌数量的演变规律。3个湿地栽种黄花鸢尾,水位分别控制在19、51和84cm,另一个湿地不栽种植物,水位为51cm。结果表明,水位对氮和有机物的去除有显著影响(p<0.05),栽种植物的湿地中,51cm水位时总氮去除率(67.4%～79.2%)最高,19cm水位时氨氮(85.3%～93.0%)和COD(81.8%～92.9%)去除效果最好。试验中黄花鸢尾均生长良好,植物吸收对总氮(Total nitrogen,简称TN)和总磷(Total phosphorus,简称TP)去除的贡献分别为19.2%～27.3%和14.7%～19.2%;植物地上部分发挥更重要作用,其TN和TP含量及对TN和TP的吸收量均高于地下部分。湿地表层基质中3种脱氮功能菌数量均随运行时间的增加而显著提高,亚硝化细菌和硝化细菌数量分别为10~4～10~6和10~5～10~7 MPN/g,随水位升高而减少;反硝化细菌数量为10~3～10~6 MPN/g,随水位升高而增加。     

河口区芦苇湿地不同植被状态下石油降解生物活性分布特征及影响因素

本文通过现场采集盘锦芦苇湿地不同植被状态区域土壤样品,测定土壤中石油降解菌数量、酶活性和石油烃含量,研究了河口湿地不同芦苇植被状况下石油降解微生物活性的分布特征及影响因素,并探讨了芦苇湿地自然净化能力特征.结果表明,盘锦湿地石油降解微生物活性与湿地芦苇的植被状况相关,芦苇的存在明显提高了石油降解微生物的活性,促进了湿地中石油污染物的降解;脱氢酶活性与石油烃含量极显著正相关(P＜0.01),脱氢酶活性可代表土壤中石油降解过程的生物活性状态;土壤中的N、P含量、pH值和含水率是影响微生物活性的主要因素,芦苇根际可以改善土壤理化性质而有利于微生物的生长.人工恢复芦苇增强了土壤中石油降解生物活性,提高了湿地净化能力,是保护河口湿地生态功能的有效措施.研究结果可为河口湿地石油污染物的生物净化能力研究及生物修复效果评估提供科学依据.     

莱州湾南岸滨海湿地的退化及其生态恢复和重建对策

受气候变化，河流断流，海洋灾害，污染，围垦，海水入侵，盐业、养殖业的发展，过度捕捞，过度开发利用水资源，不合理的工程建设等因素的影响，近30多年来莱州湾南岸滨海湿地呈现明显的退化趋势。如自然湿地面积减小、植被退化、人工湿地面积扩大、湿地生物多样性受损、渔业资源衰退等。作者针对导致湿地退化的原因提出了减轻海洋灾害、合理发展盐业和渔业生产、严格控制污染物入海、恢复湿地水文条件以满足湿地生态需水、建设人工芦苇湿地等退化湿地的生态恢复和重建对策。     

水生植物对受污水体净化作用的研究进展

利用水生植物净化水体技术对恢复水体环境具有投资和运行成本低、维护和管理简便、改善景现和生物多样性、回收资源与能源、收获经济作物等优点.本文在阐述水生植物净化水体污染物机理的基础上,综述了近年来国内外出现的主要水生植物净化水体技术:人工湿地、浮岛技术、水生植被的修复和重建等.     

基于响应曲面法的垂直流人工湿地脱氮工艺优化

以新型间歇增氧垂直流人工湿地系统为研究对象,采用中心复合设计响应曲面法优化垂直流人工湿地脱氮处理过程中曝气工艺参数并预测其脱氮效能。以曝气量、曝停比、曝停周期为间歇曝气影响因素,分别以人工湿地氨氮去除率和总氮去除率为响应值建立垂直流人工湿地氨氮去除率和总氮去除率的二次回归模型,通过假设检验(F-test),模型均非常显著且具有较好的相关性。间歇增氧垂直流人工湿地脱氮处理中曝气量、曝停比为对氨氮去除影响极显著的曝气参数,通过影响因子主次分析,曝气量、曝停比、曝停周期对氨氮去除率的影响顺序是:曝停比>曝气量>曝停周期;曝停周期为对总氮去除具有极显著影响的曝气参数,通过影响因子主次分析,曝气量、曝停比、曝停周期对TN去除率的影响顺序是:曝停周期>曝气量>曝停比。模型预测氨氮与总氮去除率的最佳曝气参数分别为:曝气量2 m3/h、曝停比0.25、曝停周期12 h、曝气量2 m3/h、曝停比0.25、曝停周期6 h;氨氮、总氮去除率预测值分别为98.4%、83.2%,预测值与实测值吻合。响应曲面法用于优化曝气参数对人工湿地脱氮效能影响具有可行性,可实现间歇增氧人工湿地脱氮效能的准确预测。     

人工湿地技术及其在我国北方地区的研究进展

人工湿地技术由于其低成本、运行简单等特点,已广泛地应用于处理城镇污水、富营养化水体、河道生态整治、工农业废水治理等方面。本文就人工湿地的概念、分类、国内外对3种类型人工湿地的应用及研究进展进行了介绍。同时,对北方地区人工湿地应用进展、冬季防寒措施、湿地植物的选择及本实验室对几种湿地植物净化污水的效果研究等方面进行了论述,并阐述了人工湿地技术的发展前景。     

基于氮、磷收支的人工湿地-池塘循环水养殖系统净化效果评价

池塘循环水养殖与人工湿地相组合,是将养殖生产与净化养殖废水并举的新思路,研究该组合系统中氮、磷物质的源-汇作用,对系统工艺参数的设置具有指导意义。本文研究了在复合垂直潜流人工湿地-池塘循环水养殖系统中氮、磷生源要素的流向与收支,并通过氮、磷收支评价人工湿地对池塘尾水净化效果。研究表明:在5个月的试验周期内,饲料投入是该养殖系统氮、磷收入最主要的途径,分别占总收入的65.61%和81.44%,其次是水体中带入的氮、磷。在试验初期,由于养殖生物与湿地植物的生物量较小,因此其对系统的氮、磷收入部分贡献较小。沉积物蓄积是氮、磷最主要的支出途径,占总支出氮、磷的比例为28.60%和42.23%;其次为养殖生物的收获,占总支出氮、磷的26.05%和30.77%;人工湿地植物与基质蓄积的氮、磷占总支出的15.81%和16.11%;通过池塘底泥渗漏损失的氮、磷较少。人工湿地对氨氮、总氮、总磷的去除率分别为33.72%~66.32%、36.35%~72.40%、44.69%~57.32%,且氨氮与总氮的去除率受温度影响显著。研究结果表明:人工湿地对池塘尾水有显著的净化效果,可通过植物收割、基质移除等方式去除系统内未被有效利用的氮、磷,减少池塘内源性氮、磷的蓄积。人工湿地-池塘循环水养殖模式具有良好的生态效益,是一种绿色、可持续的养殖模式。     

高强度人类活动对泉州湾滨海湿地环境的影响及其对策

由于滨海湿地丰富的资源和优越的环境,人们对其进行了大规模的开发利用,导致了滨海湿地的丧失与生态退化。滨海湿地位于陆地-海洋-大气相互作用最活跃的地带,具有非常重要的生态意义。总结泉州湾滨海湿地水动力、地貌、生态、环境质量的特征,分析围填海、养殖、污染物排放及人工生态工程等对滨海湿地的影响。结果表明,随着社会经济的快速发展以及人类活动的显著增强,泉州湾滨海湿地面积减小,输水及输沙的路径和方式发生变化,湿地环境质量显著下降,生物多样性及生物量减少。为了实现泉州湾滨海湿地的可持续发展,提出了如下对策:(1)加强围海造地的科学管理,提倡新的围海造地方式;(2)开展海岸整治与生态修复,建设特色湿地公园;(3)挖掘海洋文化特色,发展生态旅游。本研究揭示高强度人类活动对滨海湿地环境的影响,为开展滨海湿地研究、整治与修复,为制定滨海湿地开发利用与保护对策提供科学依据。     

2003—2013年大沽河口湿地高分辨率遥感监测与变迁分析

以2003年SPOT 5和2013年资源三号高空间分辨率遥感影像为数据源,开展了大沽河口湿地现状的遥感监测,分析了2003-2013年10 a间大沽河口湿地的变迁情况.研究结果表明:1)2003年研究区域湿地类型面积为8 876.80 hm2,占研究区域的65.45％,其中自然湿地占22.8％;2013年研究区域湿地面积为6 779.19 hm2,占研究区域的50％,其中自然湿地占19.4％;2)10 a间,大沽河口湿地面积减少了2 097.61 hm2,其中自然湿地面积减少446.72 hm2,人工湿地整体面积减少1 650.92 hm2;3)10 a间研究区域总体呈湿地类型向非湿地类型转化、自然湿地向人工湿地转化,其中湿地类型向非湿地类型转化的面积为2 569.68 hm2,自然湿地向人工湿地转化面积为397.54 hm2.     

不同碳氮比对辽河口湿地总氮去除的影响

于2010年5月～10月采用现场模拟培养法探讨了辽河口芦苇湿地沉积物中的总氮去除效果,并分析了不同梯度C/N比(5∶1、10∶1、15∶1)对沉积物中总氮去除效果的影响。结果表明:在自然状态下,有植被芦苇湿地总氮去除率比无植被湿地高;当施加C/N因素后可以提高沉积物中总氮去除率,C/N比对裸滩湿地中氮的去除效果比芦苇湿地明显;在有植被芦苇湿地中C/N比为10时总氮去除率最高,而在无植被湿地中C/N比值为15时总氮去除率最高;8月份各实验组中总氮去除率最高。影响辽河口湿地沉积物脱氮效果主要环境因子还有温度、盐度、含水率和pH等。     

江苏盐城大丰滨海湿地表层沉积物重金属空间分布特征及潜在生态风险评价

对江苏盐城大丰滨海湿地表层沉积物重金属含量变化区域分布特征进行了分析,结果表明,江苏盐城大丰表层沉积物Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn的均值分别为0.05、0.25、7.21、25.5、20.3、67.79和68.09mg/kg,滩涂湿地均值高于人工湿地,滩涂湿地大丰港一期码头附近的JST-02的各项重金属含量最高,呈明显的点源污染的特征。重金属区域分布与粒度正相关,黏土含量对重金属的富集和分布起到一定控制作用。单因子污染指数结果表明,研究区表层沉积物7种重金属元素的单因子污染指数均值由大到小依次为CdCrCuZnPbAsHg,其中Cd的均值最大为1.57,为研究区主要污染元素;综合潜在生态风险指数变化范围为15.7~184.91,均值为27.41,滩涂湿地潜在生态风险高于人工湿地;潜在生态风险参数由大到小顺序为HgCdAsCuPbCrZn。Hg和Cd为主要潜在生态风险因子。整个区域具有较低的潜在生态风险,尚未达到环境污染程度,但局部区域单个污染物浓度较高。     

迁徙季节水鸟对滨海不同类型湿地的利用——以广西山口红树林自然保护区为例

为了解迁徙季节水鸟在不同滨海湿地中的结构组成和行为特征,于2010年3月、4月、9月、11月和2011年3月,在山口自然保护区及其周边地区对不同滨海湿地类型的水鸟展开调查。结果显示:迁徙季节天然湿地共记录到水鸟6目8科39种,人工湿地有6目9科50种。天然湿地比人工湿地的物种数少,整体数量上,春季人工湿地大于天然湿地,秋季则为天然湿地水鸟数量更多。鹬鸻类在不同滨海湿地类型中觅食行为比例差异显著,在天然湿地中觅食比例达到76.67%,而在人工湿地中则以休息和睡眠等非觅食行为为主。天然湿地是鹬鸻类的重要觅食地,而人工湿地则是鹭类和鹬鸻类的主要休息地。鹭类在两种滨海湿地类型中觅食个体的数量不随潮汐的涨落而相应增减。鹬鸻类随潮汐高度上升,在两种滨海湿地类型中觅食的个体数量减少。山口地区的滨海人工湿地是水鸟在高潮期间天然湿地良好的替代栖息地。     

湿地生态系统的地球化学研究

湿地作为一个特殊的生态系统,在维持生物多样性、调蓄洪水、降解污染物、调节气候等方面发挥着重要作用。总结概括了当前湿地生态系统中有关地球化学研究的现状,包括湿地生态系统中的持久性有机污染物(POPs)和重金属研究及人为影响,生命元素碳、氮、磷的研究及环境意义,湿地系统的稳定同位素研究3个方面。     

红树林人工湿地硝化和反硝化作用研究

以占地近400 m2的红树林人工湿地中试系统为研究对象,阐述了人工湿地表层基质(0～5 cm)中硝化和反硝化作用在不同植物、不同水平距离问的分布变化规律.结果表明,红树林人工湿地可同时进行硝化和反硝化作用.桐花树湿地带的硝化和反硝化作用强度显著高于其它两种红树植物湿地带(P<0.05);硝化作用和反硝化作用强度均是随着水流方向减少(海桑带除外).相关性分析表明,硝化/反硝化作用强度与盐度和电导率呈显著正相关(P<0.05),与有机质、硝化/反硝化茵数量呈不显著正相关(P>0.05).     

互花米草对福建泉州湾海岸湿地沉积环境影响

泉州湾淤泥质海岸湿地分布广泛,互花米草分布面积较大.利用小型电磁式流速仪进行流速观测,结果显示,水流由光滩湿地进入互花米草湿地后速度迅速减小,但随着互花米草带宽度地增加,减小程度逐渐变小且不显著.利用PVC管采集短柱状样并现场以一定间隔分样,进行粒度分析、TOC和TN分析及重金属分析结果显示,光滩湿地沉积物颗粒较粗,互花米草湿地边缘沉积物颗粒粗细均有且分选较差,密集互花米草湿地内沉积物粒径较细且分选较好,红树林湿地内沉积物颗粒最细且分选最好;稀疏互花米草湿地作为盐沼发育演化的青年阶段,对C、N具有很强的富集能力,红树林则对C、N的富集能力最弱,人类的排污活动增加了海岸湿地沉积物中的TOC含量;互花米草的存在拦截和吸附了陆源污染物,并使重金属富集在互花米草湿地沉积物中.