人工湿地植物根区微生物与净化效果的季节变化

人工湿地污水处理系统具有净化效果显著、建设和运行费用低廉、管理简便等优点.近年来越来越受到人们的重视.人工湿地生态系统受环境影响较大,研究人工湿地在不同季节的净化功能对于充分发挥其作用具有重要意义.对不同季节的芦苇(Phragmite saus-tralis)、茭白(Zizania caduciflora)和香蒲(Typha latifolia)等湿地系统植物根区、无植物对照基质微生物分布状况以及净化效果进行了研究,结果显示:(1)种植不同植物的湿地系统根区微生物数量不同,其湿地净化效果也不同;(2)季节变化显示湿地系统秋季的细菌总数量比夏季高;但对照系统夏季的真菌和放线菌数量明显高于秋季;(3)湿地系统总磷(TP)的去除率夏季高于秋季;(4)相关性分析发现湿地植物根区的细菌总数与BOD5的去除率之间存在显著相关性;而根区微生物数量与TP、CODCr和凯氏氮(KN)的去除率之间不存在显著相关性,具体机理还需进一步研究.     

垂直流人工湿地对尾水的净化效果及最佳水力负荷

以污水厂尾水为处理对象,研究垂直流人工湿地在4种水力负荷(125、250、375和500 mm/d)条件下的周年净化效果,结果表明:秋季时系统的总氮去除率最高,冬季则显著降低;温度为10℃、溶解氧浓度为1.1 mg/L是反硝化强度显著降低的关键拐点;总磷在冬季较其他季节净化效果高;125 mm/d水力负荷下CODCr去除率显著高于其他水力负荷,冬季CODCr去除率显著降低,而其他水力负荷及季节下的去除效果没有显著差异;当湿地以高去除率为目标时,最佳水力负荷为125 mm/d;当湿地以地表水水环境质量Ⅴ类标准为目标时,最佳水力负荷为375 mm/d;当湿地以污染物去除量为目标时,最佳水力负荷为500 mm/d.综合推荐375 mm/d为最佳水力负荷.     

潜流湿地中微生物对三峡库区微污染水净化效果的影响

为了探讨潜流湿地对三峡库区微污染河水的净化效果,在野外构建芦竹、菖蒲、空心菜和无植物(空白)水平潜流人工湿地,研究人工湿地系统中微生物基本菌群和功能菌群数量分布,探讨污染物去除与微生物菌群种类和数量的相关性.结果表明:实验湿地系统运行情况良好,植物湿地系统对各污染物指标的去除效果优于空白湿地系统;芦竹、菖蒲、空心菜和空白湿地系统的微生物数量均随温度的降低而减少,其中,植物湿地系统的微生物数量高于空白系统;各湿地系统的微生物数量与水质指标去除率之间的相关性较强,在夏季,不同人工湿地系统的细菌总数与CODMn的去除率之间存在着显著的正相关,真菌、亚硝酸细菌总数与铵氮去除率之间均存在着显著的正相关,在冬季,不同人工湿地系统的反硝化细菌总数与总氮去除率之间存在着显著的正相关.     

香蒲？灯心草人工湿地的研究：净化污水的空间

从人工湿地水生植物根系实际生长深度、微生物用酶的空间分布以及不同深度人工湿地对污水的净化效果比较出发,研究了人工湿地污水处理系统的净化空间,以种植香蒲Ｔｙｐｈａａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ和灯心草Ｊｕｎｃｕｓ ｅｆｆｕｓｕｓ的人工湿地为例,水生植物根系主要分布在湿地基质上层２５ｃｍ区域,微生物的数量随深度增加而递减,且３５ｃｍ层的数量远远的低于上层;５－１０ｃｍ层的磷酸,纤维素酶和蛋白酶活性亦大于２０     

人工湿地对城市污染河水的净化效果及机理

针对采用人工湿地系统净化镇江市内污染较为严重的古运河河水中遇到的问题,采用复合垂直流人工湿地小试装置,研究人工湿地系统对污染河水的净化效果及净化机理.镇江古运河水质调查结果表明,河水中悬浮态污染物质含量较高,为劣V类水体;当水力负荷为750mm/d时,人工湿地系统对CODMn去除率约为50%-60%,TN去除率约为40%-50%,TP去除率约为30%-40%,能够将劣V类水处理为Ⅳ类水甚至Ⅲ类水,表明其对污染河水处理的有效性.研究人工湿地内部污染物浓度的沿程变化规律,可以发现河水中污染物质的去除主要发生在湿地下行池,尤其是表层30 cm处,而上行池未能发挥应有的作用,分析表明与可能与污染河水中的碳氮比有一定的关系.通过本次实验发现湿地表层对污染物的去除表现为滤料及植物根系的过滤、吸附、截留以及微生物的降解、植物吸收等综合作用.     

基于四维变分同化法的巢湖流域南淝河水质模拟

针对河流模拟中未知不确定性源对模拟精度的影响,以巢湖流域南淝河为研究对象,建立了基于四维变分同化方法的南淝河干流水质模型,研究了含未知污染源的南淝河水质过程模拟.模型以未知污染负荷的动态变化过程为控制变量,通过同化沿河不同断面的逐日水质监测数据,识别不同河段的逐日入河污染负荷过程来实现水质过程的模拟,改变了常规模型模拟...     

香蒲、灯心草人工湿地的研究——Ⅰ.净化污水的效果

本文研究了种植香蒲Ｔｙｐｈａ ａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ或灯心草Ｊｕｎｃｕｓ ｅｆｆｕｓｕｓ的人工湿地对城镇污水和人工不污染物的净化效果,调查了香蒲,灯心草不同季节的生长差异及高浓度污水冲击负荷对其生长的影响。香蒲,灯心草人工湿地净化城镇污水,出水水质总体上达到国家Ⅱ,Ⅲ类地面水标准,灯心草湿地对人工污水中凯氏氮,总磷,化学耗氧量地去除率维持在９４％以上,氨氮的去除率为８２．７％－９９．７％;在正常     

高效净化氮磷污水的湿地水生植物筛选与组合

抚仙湖流域未进行生态修复的磷矿废弃地面积142×10^4m^2,对磷矿废弃地污染物流失量和区域内径流污染物含量进行调查观测,并提出磷矿废弃地水污染防治对策．富磷矿石剖面和堆土场在风化作用和降雨淋溶作用下,大量氟、磷等元素释放,造成磷矿区内地表径流和地下渗流污染结合实测的磷矿废弃地面积和土柱淋溶实验得到的污染物淋溶量,估算得到磷矿废弃地每年F和TP的淋溶流失量为60．65t／a和2734t／a,随地表径流迁移进入抚仙湖的F和TP分别为22．58t／a和7．27t／a由此可见,磷矿开采是抚仙湖的一个持久污染源,对湖泊营养化演变进程起了推动作用。     

表面流湿地沉积物再悬浮及其对湿地净化效果的影响

选取典型表面流人工湿地——盐龙湖人工湿地为研究对象,通过对沉积物理化性质分析,湿地系统水动力模拟,风场与悬浮物(SS)再悬浮浓度关系的拟合及全年再悬浮对湿地净化效果的影响估算,探索表面流湿地沉积物在动力条件下的再悬浮特征及此过程中营养物质的再悬浮量.结果显示:0.3～0.5 m水深沉积物的理论起动流速在18.54～22.62cm/s之间,模拟得到湿地运行过程中水体流速最大值为1.62 cm/s,会远小于理论起动流速值,因此湿地内部流动产生的底部扰动难以形成湿地底泥的大规模再悬浮现象.但湿地内部仍存在一定的底泥再悬浮效应,风场扰动是主要影响因素,风场作用受植物影响显著,萌发期(3-4月)和收割期(11月-次年2月)再悬浮贡献量大于生长期(5-8月)与成熟期(9-10月),并且当风速4 m/s时再悬浮浓度明显增加.再悬浮浓度与运行水深也有关,0.3 m水深SS再悬浮浓度分别高出0.4 m和0.5 m水深12.48%和18.67%;高锰酸盐指数(CODMn)分别高出12.61%和19.52%;总氮(TN)分别高出248.12%和341.94%;总磷(TP)分别高出35.53%和43.48%.全年SS、CODMn、TN和TP再悬浮量分别达到2.8、0.47、0.15和0.011 kg/m2.     

巢湖南淝河口黑水团区流速和溶解氧与Fe2+、S2-浓度的空间关联性

黑臭现象在我国东部地区浅水湖泊频繁发生,已经严重影响环湖地区的社会经济发展.厌氧环境和高浓度Fe~(2+)、S~(2-)是引起黑臭现象的必要条件.本文解析巢湖南淝河口区黑臭水团范围内Fe~(2+)、S~(2-)与DO、流速的分布特性;基于空间计量模型重点探讨了流速、DO和Fe~(2+)、S~(2-)分布的空间关联性.结果发现,水体流动在黑臭水团中主要有两个作用:使Fe~(2+)、S~(2-)和DO彼此产生空间相关性以及通过分散作用改变局部Fe~(2+)、S~(2-)浓度分布;同时流速通过增强复氧间接影响Fe~(2+)及S~(2-)总体浓度的作用较小.流速与Fe~(2+)、S~(2-)之间均满足线性空间滞后模型;而线性回归模型中流速对Fe~(2+)的影响低估了约7%,对S~(2-)的影响则低估了12%.     

分级进水对阶梯垂直流人工湿地污水处理效果的影响

本文研究了分级进水对阶梯垂直流人工湿地处理生活污水效果的影响.在保持总水力负荷为100 mm/d的情况下,分别将总进水量的0%、10%、20%和30%用于湿地第2级阶梯的进水,分析了系统对化学需氧量(COD)和氮、磷的总去除率和沿程变化.结果表明,不同分级进水比例条件下人工湿地对COD和总磷(TP)的去除率差异不明显,COD和TP的最高去除率分别为87.80%和81.17%,COD的去除主要集中在第1级,其贡献率平均为82.18%,TP的去除主要集中在第3级,贡献率平均为54.37%.分级进水对总氮(TN)去除率影响显著(P0.05),当2级进水比例为20%时,TN去除率最高,为61.70%±4.48%,且3个梯级对TN的去除贡献率分别为36.52%、42.11%和21.37%.相同组合形式的垂直流人工湿地处理生活污水的工程应用中,可根据需求设置20%左右的2级进水比例,以提高人工湿地对污染物的去除效果.     

云南抚仙湖窑泥沟复合湿地的除氮效果

为了延缓抚仙湖局部湖湾水体富营养化趋势,在北岸建设了净化面积1hm2.的复合人工湿地.综合利用生物氧化塘、水平潜流湿地和表面流湿地治理技术,对入湖河道窑泥沟污水中氮的去除效果进行了试验研究.试验结果表明,湿地系统的除氮效果十分明显,水力负荷年平均为437mm／d,氮负荷年平均为3.315 g／(m2·d),湿地系统氮滞留量年平均为1.91g／(m2·d).其中,通过植物吸收同化作用除氮量为0.142g／(m2·d),占总氮滞留量的7.5％左右.湿地系统对污水中硝酸盐及亚硝酸盐氮(NOX-)、氨氮(NH4+)、有机氮(TON)和总氮(TN)的去除率年平均分别为62.7％、53.8％、62.4％和57.5％.在湿地系统各功能区中,表面流人工湿地除氮效果最佳,氮去除率年平均为39.4％,硝化和反硝化作用均较强;生物净化塘除氮效果次之,氮去除率年平均为18.5％;潜流人工湿地氮去除率年平均为10.6％;沉淀池中氮去除率年平均只有3.6％.     

人工湿地复合基质深度净水除磷实验

通过垂直上升流人工湿地模拟柱实验,研究了泥炭、蛭石、砾石以不同体积比(柱1比例1:1:3,柱2比例1:1:2, 柱3比例1:1:1,柱4全为砾石)组成的复合基质对人工湿地出水的深度除磷效果．结果表明,填充复合基质的柱1-3对总磷和正磷酸盐的处理效果较好,去除率分别达到了77％和90％以上,明显优于填充单一基质砾石的柱4(27％和 21％);蛭石、泥炭价格远高于砾石,从经济、有效的原则出发,用蛭石、泥炭、砾石以1:1:3的体积比例混合作为复合填料比较合理;该复合基质适合于水质深度净化,在进水总磷浓度不超过0．1 mg／L的情况下,除磷效果相当稳定,可以保证 0．02mg／L以下的出水浓度(地表Ⅲ类水质标准),并达到80％左右的去除率;遇到高浓度磷污染负荷冲击时,磷去除率会降低;该复合基质的除磷机制主要为吸附净化,单独使用易吸附饱和,而与人工湿地中与湿地植物的吸收净化衔接起来,就能形成稳定持久的除磷效果．     

巢湖杭埠河流域湖相沉积物多指标揭示的全新世以来环境演变

在巢湖杭埠河流域中的古湖盆中心——三河圩区获取28.6 m长的湖相岩芯（SZK1507孔）,利用AMS¹⁴C测年技术建立可靠的地层年代序列,通过对SZK1507孔738 cm以上段湖相沉积物平均粒径、磁化率、总氮（TN）、总有机碳（TOC）及C/N的综合分析,高分辨率重建了巢湖杭埠河流域全新世以来的古环境演变过程.结果表明,本区域的环境变化过程可以分为4个阶段,阶段Ⅰ（约10050—9700 cal.a B.P.）与阶段Ⅲ（约9250—5300 cal.a B.P.）气候较为湿润,巢湖水位较高,平均粒径、磁化率值较低,TN、TOC、C/N也偏低;阶段Ⅱ（约9700—9250 cal.a B.P.）与阶段Ⅳ（约5300 cal.a B.P.以来）气候干燥,巢湖水量减少,水位降低,平均粒径、磁化率值、TN、TOC、C/N均较高.一些全球范围内显著发生的气候突变事件在SZK1507孔沉积记录中也有体现,如9.3、8.2和4.2 ka B.P.事件等.将巢湖杭埠河流域10000 cal.a B.P.以来的平均粒径、磁化率、TN、TOC、C/N沉积记录与全新世以来的北纬30°夏季太阳辐射量、太阳黑子数、火山喷发对大气中硫酸盐含量贡献率等进行对比,发现巢湖杭埠河流域全新世气候突变事件主要受控于北半球夏季太阳辐射量变化、太阳活动以及火山活动等因素,并与它们之间复杂的响应机制有关.     

巢湖典型子流域上下游水塘对暴雨径流氮磷去除效率比较

从流域上下游环境条件及氮磷输出强度差异出发,探讨上下游水塘对径流氮磷去除的特征及效率,选取巢湖小柘皋河源头流域上下游水塘开展水塘去除暴雨径流氮磷的对比试验,研究暴雨及暴雨间期上下游水塘氮磷去除效率差异及原因,为流域上下游设计不同类型净化塘去除氮磷提供科学依据.结果表明:暴雨期,上游径流氮磷浓度高于下游,且颗粒态所占比例上游大于下游,流域上游应作为防治暴雨径流氮磷流失的重点区域;暴雨期,上游塘对暴雨径流中的氮磷去除效果明显,氮、磷去除率分别为74％和52％,且对颗粒态去除效果好于溶解态,下游塘没有表现出明显的去除效果;暴雨间期,上游塘塘内氮磷浓度平均下降50％和20％,下游塘则分别为72％和16％,且均以溶解态去除为主;水塘去除暴雨径流氮磷有一定的浓度适用范围,浓度过低,去除效果不明显;流域部位不同引起入塘径流氮磷浓度和形态的差异是上下游水塘对暴雨径流去除效果差异的主要外部原因.流域上游出山口,可以在渗透性好的山前洪积扇上构建深水宽塘,通过增加暴雨径流拦截量和降低流速增强物理沉降作用,实现暴雨径流氮磷的高效去除;流域下游农田区,宜构建水面较大的浅滩湿地,通过延长滞留时间和促进生物活动增强去除暴雨径流氮磷的效果.