生物炭基人工湿地的水体净化作用及其机制

生物炭基人工湿地是以生物炭为基质来实现水体净化的一种人工生态系统。生物炭基质是人工湿地去除水体中氮磷素和有机污染物的关键要素,同时支持植物和微生物生长。基于文献调研和综合分析,文章探讨了生物炭基质对人工湿地中氮、磷素和有机污染物的去除路径、作用机制和影响因素,分析了生物炭基质对人工湿地植物生长的影响。生物炭不仅能够通过吸附和络合等作用去除水体中的氮、磷素和有机污染物,还能通过促进微生物和植物的生长,提升微生物的生化作用,从而促进水体的净化效果。生物炭的综合利用不仅为中国农林固废和市政污泥资源化提供了更广阔的应用前景,还能将吸附和络合了氮、磷素的生物炭回收,作为土壤改良剂和缓释肥应用于农业生产中,有力地推动了中国绿色发展和生态文明建设。文章分析了优化生物炭基人工湿地水体净化的研究方向,并探讨了生物炭在人工湿地中的应用前景。     

构造湿地在污水处理厂二级出水后的深度处理应用研究

中国大部分污水处理厂目前均采用二级处理工艺,主要去除碳源污染物,而消解氮、磷类污染物的效果较差.在传统二级处理工艺基础上,对中水进行三级深度处理,BOD5、SS以及COD类污染物去除效果明显,但运行成本较高,处理量受限.人工构造湿地利用基质-植物-微生物复合生态系统的物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附与沉淀等作用,以及微生物同化分解和植物吸收转化等途径,可有效去除污水中的氮、磷、SS、有机物及重金属等污染物,且具有低投资、低运转费、低维持成本等特点.     

湿地植物对污水中氮、磷去除效果的试验研究

采用室内试验和现场试验考察了黄花鸢尾、水葱和梭鱼草3种挺水植物对类污水处理厂二级出水中氮、磷的吸收速率、吸收容量和吸收贡献。结果表明:短期内,各种湿地植物污水中氮、磷的吸收速率比较稳定,但在整个生长周期内,各种植物对氮、磷的吸收速率却有较大变化,4月份,水葱对氮、磷的吸收速率最大,8月份,梭鱼草对氮、磷的吸收速率最大。在整个生长期内,黄花鸢尾对氮、磷的吸收容量一直保持最大,在10月下旬分别达到21.5和4.16 g/m2,因此其对二级出水中氮、磷去除的吸收贡献也最大,分别为30%和73%。这表明湿地植物的选择不仅要考查其对污染物的吸收速率,更要关注其对污染物的吸收容量,并且湿地植物的吸收作用对类二级出水中氮、磷的去除具有更加重要的意义。     

水体污染及其防治

X52 200402758 人工湿地在植物生长停滞期处理农田排灌余水的中试研究/向长生…(清华大学环境科学与工程系)//农业环境科学学报/中国农业生态环保协会.-2003,22(6).-681—684 环图X—15 采用中试研究的方法,研究了不同结构的人工湿地系统在滇池流域旱季植物生长停滞期对农田排灌余水中氮、磷污染物的去除效果。实验发现,在植物生长停滞期,植物种类对氮、磷的去除没有明显的影响;在实验的初期磷存在明显的释放现象;潜流型人工湿地对氮、磷的去除效果明显好于其他表面流系统,各种类型湿地系统在这期间对氮、磷的去除效果存在较大的波动性,但对氮的去除效率在40%以上,有着比较满意的去除效果,对磷的去除效果在此期间不理想。图8参10     

植物吸收在人工湿地脱氮除磷中的贡献

通过研究人工湿地植物对氮、磷的吸收能力,评价植物吸收在人工湿地脱氮除磷方面的贡献. 结果表明,不同湿地植物其组织中w(TN)和w(TP)差异极显著,湿地植物对TN和TP的吸收量分别为6.1～94.0和0.5～9.0 g/(m2·a). 按全年衡算,湿地植物对TN和TP的吸收量分别占人工湿地TN和TP去除量的0.6%～17.3%和1.4%～41.2%. 但由于湿地植物吸收的TN和TP中有相当一部分是储存在湿地植物的地下部,通过收获植物地上部的TN和TP吸收量仅占人工湿地TN和TP去除量的0.3%～14.1%和0.8%～19.6%. 由此可见,湿地植物的直接吸收在人工湿地系统氮、磷去除中不占重要地位,人工湿地植物的选择和利用应该更注重其间接生态效应的发挥.      

人工湿地系统中氮、磷迁移转化规律试验研究

基于美人蕉垂直流人工湿地装置,研究废水中不同形态的氮和磷在人工湿地中的迁移转化规律,探讨人工湿地在脱氮除磷过程中填料、植株与微生物之间的关系和作用.结果表明,湿地装置1#出水口中各种污染物的去除效率均优于其他出水口,处理效果总体上沿程下降;装置中的基质对废水中氮、磷的吸附能力在湿地运行初期最强;美人蕉对氮、磷的累积量地上部分为1 407.68 mg/m2和260.52 mg/m2,地下部分为460.76mg/m2和62.01 mg/m2.表明植物对氮、磷污染物的吸收主要集中在地上部分.     

人工湿地对病原体去除的研究概况

对人工湿地污染物去除的研究多集中在污水中悬浮物、有机污染物、氮和磷等方面,关于人工湿地对病原体去除的研究则相对较少,文章从人工湿地对病原体的去除效果、影响因素和去除机理等三方面的研究进行综述,并对这一领域的研究做出了总结和展望。     

生态塘-潜表流复合人工湿地对抚仙湖入湖河流水质净化效应及途径

为探明人工湿地在流域面源污染治理和高原湖泊及临湖流域水生态环境保护中的效用,本研究以尖山河流域生态塘-潜表流复合人工湿地11级功能区和4种植物为研究对象,通过测定2021年雨季6场典型降雨后各功能区污染物负荷、一个刈割周期内植物各器官及其对应土壤的氮磷含量,分析其氮磷积累量、富集系数和迁移系数的变化特点,深入探讨系统对不同面源污染物的去除效应及途径.结果表明：(1)生物沉砂塘对悬移质的沉积率范围为27.75%～55.00%,且逐级递减,系统对面源污染物的去除率在44.40%～78.87%之间,末端分区效果更为显著.(2)植物根区土壤作用(贡献率为59%～74%)是人工湿地氮去除的主要途径,植物吸收转化(贡献率为32%～42%)是磷去除的主要途径,在高污染负荷输入条件下悬移质削减率及污染物净化效应更优.(3)人工湿地植物营养元素的富集和株内迁移能力具有阶段性,氮、磷元素富集系数(分别为2.29～3.53、1.07～2.92)均大于1且向上迁移活跃,有利于修复环境污染.(4)单位面积氮磷去除速率均表现为表流湿地>潜流带状湿地,最优植物配置分别为再力花+旱伞草和香蒲+旱伞草.研究显示,...     

废砖块作为人工湿地填料的除磷能力研究

对废砖块的物理化学特性进行了分析,并对其进行了磷素吸附能力试验,结果表明,废砖块适于湿地微生物的富集和植物的生长且具有较高的磷素吸附能力.通过构建以废砖块为填料的垂直流人工湿地系统考察并初步探索了其对生活污水中磷素的去除效果和去除机制.结果表明,当水力负荷为5 cm·d-1、运行时间为1 a时,湿地系统除磷效率在90%以上,且效果稳定;废砖块的吸附沉淀作用是湿地系统除磷的主要途径,而植物和微生物直接吸收所起的作用不大;被截留磷素在湿地填料层中具有明显的空间特征,对废砖块中的无机磷形态分析结果表明,废砖块中能与磷素发生沉淀反应的元素含量和其在废砖块中的化学形态是影响其吸附沉淀磷素作用途径的重要因素.因此,废砖块是人工湿地污水处理系统构建过程中较为理想的填料.     

唐山市南湖湿地水体富营养化治理研究

以芦苇作为人工湿地植物,土壤为基质建立人工湿地,采用人工湿地控制试验的方法深入研究了芦苇和湿地基质对唐山人工湿地南湖污水中氮磷的净化能力以及氮、磷在芦苇根、茎、叶的时空分布和动态变化,实验结果表明：芦苇湿地对污水中的氮、磷的净化效果十分明显,在一个月内对污水中TN的平均去除率可达到61.99%,TP平均的去除率可达51.97%,其中基质吸附和植物吸收作用是湿地脱氮除磷的重要形式。     

人工湿地植物水体净化效能研究进展

通过检索近20年来人工湿地植物在净化水质方面代表性文献,筛选出50种常见人工湿地植物,包括水生植物(挺水植物、浮水植物及浮叶植物、沉水植物)、湿生植物、旱生植物,对该50种常见植物的净化效能进行分析比较;指出湿地植物在净化水体时可能受物种、环境因子、种类配置模式三方面的影响;提出未来人工湿地植物选择应用方面发展方向为:应进一步扩大其种类的选择范围,加强探究维持其生长代谢的机理,加强与微生物的耦合作用完成水体污染物净化的效能研究,根据不同人工湿地和水体污染物类型进行配置等4个方面。     

淮北国家城市湿地公园野生植物区系及栽培植物营建

论文对淮北煤矿塌陷区国家城市湿地公园野生植物区系进行调查,对公园栽培植物营建进行分析。结果表明：1）该区共有野生植物42科95属115种,其中单子叶植物6科27种,双子叶植物35科87种,蕨类植物1科1种。菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）和豆科（Leguminosae）为优势科;属的成分相对分散,均为寡种属和单种属;植物以农田杂草为主,区系成分简单,野生湿地植物种类优势明显。2）湿地公园湿地植被划分为2个植被型组、5个植被型和18个群系。白茅（Imperata cylindrical）、藜（Chenopodium album）、狗牙根（Cynodon dactylon）、苍耳（Xanthium sibiricum）、芦苇（Phragmites australis）、香蒲（Typha orientalis）等为湿地公园湿地植物优势种群,形成大面积优势群落。3）栽培植物共计19科31属34种,主要有意杨（Populus × canadensis ‘I-214’）、垂柳（Salix babylonica）、冬青卫矛（Euonymus japonica）、马尼拉草（Zoysia tenuifolia）等。4）园区有喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）等外来植物共10种,其中小花山桃草（Gaura parviflora）为安徽省首次记录。论文针对公园野生植物保护及栽培植物营建中存在的主要问题,提出了相应的保护及修复对策。     

几种湿地植物对景观水体富营养化治理研究

研究了唐山南湖人工湿地中芦苇、酸模、石龙芮、车前草四种优势植物的生物量和污水净化效果,分析了根系和地上部分生物量与污水净化效果之间的关系,结果如下：不同湿地植物生物量变化比较大（1.38-5.212g/株）,地上部分植株氮、磷吸收量变化范围分别是3.48-4.37和2.27-3.36 mg/g,地下部分植株中氮、磷变化范围分别是2.77-3.06和2.14-2.88 mg/g。芦苇、车前草、石龙芮地上部分与地下部分植株中氮磷含量的比值大于1,说明这三种湿地植物地上部分积累的氮、磷比较高。湿地植物对氮、磷的吸收量与其生物量有关。酸模和芦苇有比较大的生物量,对氮、磷的吸收影响比较大。     

东辽河流域人工湿地处理技术应用研究

人工湿地技术由于低成本的特点,被广泛的应用于污水处理以及河道整治等方面。不同湿地植物筛选及配比、不同填料的添加以及不同湿地流经方式,对湿地的处理效果都会产生一定的影响。以东辽河流域生态湿地为例,文章分别对植物筛选、生态湿地污水处理效果等方面进行了探讨。而对于北方地区来说,秋冬季节水温较低,容易产生冻结,而当前人工湿地处理技术冬季运行成本又相对较高且效果不稳定。因此水温的控制将成为东辽河流域人工湿地处理技术研究的关键;降低运行成本,保持持续稳定的处理效果将成为后续研究的重点内容。     

滨海湿地生态修复研究进展

滨海湿地是地球上一类重要的生态系统,它为人类社会提供了众多的生态服务功能。受人类活动和气候变化的影响,大量滨海湿地退化甚至消失。针对滨海湿地生态系统面临的严峻问题,国内外学者开展了大量湿地生态修复方面的研究与实践工作。本文综述了基于微生物和植物的滨海湿地有机、无机污染生态修复研究进展,探讨了这些技术措施存在的问题与不足,并对滨海湿地生态修复技术的发展趋势做出了展望。     

长江口九段沙湿地原生植被的保护及开发利用

研究了长江口九段沙湿地的原生植被,结果表明,九段沙湿地植被多行无性繁殖;植物种群数量少,同一种群中多同生群植物;植物群落结构简单、群落演替的原生特征明显;植被的相对密度大、生物量高,植物中多属可开发利用的资源植物,具有开发利用的潜在特性;九段沙原生植被在上海市、江苏省的部分地域的空气质量改善过程中起着重要作用;其湿地植被一旦得以生态型开发利用,有利于营造一个鸟类栖息、觅食的乐园,可减缓浦东国际机场迁徙鸟类活动的压力。提出了保护和开发利用九段沙原生植被必须遵循的原则。     

利用水生植物净化水体中的悬浮泥沙

针对特定的滨江城市水环境问题,利用湿地植物风车草(Cyperusalternifolius)、菖蒲(Gladiolushybridus)、菱(Vallisneriaspiralis)、金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)、轮叶黑藻(Hydrillaverticillata)和亚洲苦草(Vallisneriaspiralis)构建的湿地植物生态物理模型进行了含沙水体泥沙净化的实验研究。结果表明,湿地植物系统对不同悬浮泥沙含量的水体具有不同的净化效果,净化效果最好的湿地植物分别是金鱼藻、黑藻、菱、菖蒲和风车草。随水体含沙量增加净化效果有所增强。不同粒径的悬浮泥沙在湿地植物群落中的沉降、吸附和过滤的效果不同。     

Heavy metal （Pb,Zn） uptake and chemical changes in rhizosphere soils of four wetland plants with different radial oxygen loss

Lead and Zn uptake and chemical changes in rhizosphere soils of four emergent-rooted wetland plants; Aneilema bracteatum, Cyperus alternifolius, Ludwigia hyssopifolia and Veronica serpyllifolia were investigated by two experiments: (1) rhizobag filled with “clean” or metal-contaminated soil for analysis of Pb and Zn in plants and rhizosphere soils; and (2) applied deoxygenated solution for analyzing their rates of radial oxygen loss (ROL). The results showed that the wetland plants with di erent ROL rates had significant e ects on the mobility and chemical forms of Pb and Zn in rhizosphere under flooded conditions. These e ects were varied with di erent metal elements and metal concentrations in the soils. Lead mobility in rhizosphere of the four plants both in the “clean” and contaminated soils was decreased, while Zn mobility was increased in the rhizosphere of the “clean” soil, but decreased in the contaminated soil. Among the four plants, V. serpyllifolia, with the highest ROL, formed the highest degree of Fe plaque on the root surface, immobilized more Zn in Fe plaque, and has the highest e ects on the changes of Zn form (EXC-Zn) in rhizosphere under both “clean” and contaminated soil conditions. These results suggested that ROL of wetland plants could play an important role in Fe plaque formation and mobility and chemical changes of metals in rhizosphere soil under flood conditions.     

不同植物下湿地土壤磷状况与植物脱磷效应

生态湿地作为一种新型污水处理系统日益受到人们的重视。文章以镇江北固山湿地为研究对象,研究了不同植物下土壤总磷的变化、速效磷变化、植物根构型以及不同植物脱磷的能力。结果表明,该湿地的土壤具有较好的同源性。芦苇由于每年收割,致使它的土壤总磷含量低。虉草的根系发达,植株含磷量大,总生物量大,因此,它的脱磷能力强。这些结论为湿地的修复和重建提供了理论依据。     

人工湿地技术在污水净化中的应用研究

研究人工湿地技术在污水净化中的去除机理,分别对人工湿地技术对污水中的悬浮物、有机物、脱氮、除磷和重金属去除机理进行了分析和阐述;从提高茶园水库库区全年除污总效果的角度,给出了人工湿地植物的栽种选择和搭配,重点研究人工湿地在低温季节对库区污水的净化效果和不同湿地植物针对不同污染物的净化效果存在显著差异性,在人工湿地技术的实际应用中,要根据当地的条件,有针对性地种植湿地植物或合理配置湿地植物,为人工湿地在茶园水库库区的推广提供了技术指导。