几种植物在生长过程中对人工湿地污水处理效果的影响

不同的植物及植物的不同生长阶段对人工湿地系统污水处理效果都有影响。对几种华南地区常见的湿地植物在其不同生长阶段处理污水的效果进行了研究,采用了不种植物的沙滤系统作对照。结果表明:(1)植物生长过程中,植物高度能反映污水处理效果总体上的变化;(2)在植物的生长过程中,各人工湿地系统污水处理能力总体上持续增强,各水质指标pH、DO、TN、NH3-N、NO3-N、TP和CODCr等均呈下降趋势,其中TP和CODCr呈逐步下降,pH、DO、TN、NH3-N、NO3-N则呈现锯齿形波动,但总体上仍是下降过程;(3)植物系统氮处理能力好于无植物沙滤系统,而对磷TP和CODCr的去除则恰好相反;(4)不同植物对人工湿地污水的处理效果影响不明显。研究结果对探讨人工湿地污水处理规律和植物在人工湿地中的作用提供了新的科学依据,并为指导人工湿地工程的运行提供了参考。     

单种和多种群落湿地对污水的净化效果和植物生长生物量研究

对单种和多种植物人工湿地对污水的净化效果和植物生长生物量进行了研究.结果表明,两种湿地对有机物CODcr的净化效果差异不明显,但多种群落湿地对TP的净化效果优于单种群落湿地,而单种群落湿地对TN的净化效果又强于多种群落湿地.风车草在单种群落里生长旺盛,而在多种群落里生长稍差,单种群落的群落覆盖度明显高于多种群落的群落覆盖度;单种群落地上部分生物量为2395.6g/m2,比多种群落的地上部分生物量多1倍强,而多种群落的地下部分生物量为688.0g/m2,比单种群落的地下部分生物量多80%强;植物根系主要分布在0～5cm表层,该层根系生物量占根系总生物量的60%强.图1表2参12     

两种复合人工湿地系统对东莞运河污水的净化效果

复合人工湿地系统是将不同类型的人工湿地相组合,充分发挥各类型湿地特长,实现优势瓦补的一种更有效的污水净化系统.研究采用复合垂直流-水平潜流人工湿地和复合垂直下行流人工湿地两种复合人工湿地系统对东莞运河的河道污水进行处理,分别监测了两套不同复合人工湿地系统第一、二级湿地单元的出水情况,研究了不同时间段和一定的水力负荷下复合人工湿地系统对河道污水的净化效果.结果表明,两种复合人工湿地系统的二级湿地单元出水各指标明显优于一级湿地单元,复合垂直流-水平潜流湿地对东莞运河污水COD、BOD_5和TP的平均去除率分别达到70.52%、69.21%和55.56%;复合垂直下行流湿地系统对TP的净化尤其突出,平均去除率达到72.62%,二级出水的质量浓度在0.10～0.60 mg·L~(-1)之间,对COD和BOD_5的平均去除率分别为64.74%和60.63%.两种复合系统的出水浓度均达到<城市污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)中的一级标准.由此可见,两种复合人工湿地系统对各污染物去除效果明显优于单一的湿地系统,且更具稳定性和耐冲击能力.     

中国北方地区人工湿地冬季运行效果分析

人工湿地冬季运行效果不佳,是制约着中国北方地区广泛应用的主要因素之一。通过对天津某人工湿地几年的冬季运行实践汇总,系统的分析和总结了北方地区冬季运行和管理的经验,通过采取适当的冬季保温措施（如表面覆盖、对裸露地面的输水设施进行保温等）和优化运行管理方式（如强化预处理、连续进水、定水位出水、保持适当进水量等）,保证了人工湿地冬季的稳定运行及各类污染物的高效去除。通过2011年和2012年两年的冬运分析,2011年四项污染物平均去除率28%,2012年四项污染物平均去除率40%,说明人工湿地在中国北方冬季低温运行是可行的。因此,在采取适当措施后,北方潜流湿地的冬季运行仍可维持较好的处理效果。     

植物生理生态特性对人工湿地脱氮效果的影响

人工湿地污水处理系统中,植物对脱氮效果起着非常重要的作用.为了明确人工湿地植物生理生态特性对脱氮效果的影响,藉此优选高效耐寒的湿地植物,进而提出可行的强化脱氮措施,在大量试验的基础上,详细测定了芦苇、美人蕉等典型湿地植物在不同生长条件下对湿地脱氮效果、溶解氧分布状态的影响,以及植物光合、蒸腾特性对湿地脱氮效果的影响.结果表明:在本试验范围内,芦苇、美人蕉湿地脱氮效果最佳;茶花湿地低温条件下运行稳定.植物净光合速率与溶解氧分布、总氮和氨氮去除率显著正相关,而植物蒸腾速率与湿地氨氮去除率显著相关.适当增加植物种植密度有利于提高人工湿地脱氮效果,但种植过密对提高溶解氧水平和总氮去除率反而不利.植物生长周期对湿地脱氮影响显著,植物收割方式对脱氮效果影响较大,清除植物地上茎叶既不破坏植物根区微环境,可有效防止茎叶腐烂向系统重新释氮.此外,由于湿地前端溶解氧水平急剧下降,故建议适当增加前端植物种植密度.     

垂直流-水平潜流复合人工湿地深度处理电镀废水的效果

采用垂直流-水平潜流复合人工湿地对金华清湖电镀厂排放的电镀废水尾水进行深度处理,研究复合人工湿地对电镀废水的深度净化效果,并对复合人工湿地在低(30 cm·d-1)、高(55 cm·d-1)水力负荷条件下的去除效果进行对比试验,探讨水力负荷对复合人工湿地处理能力的影响.复合人工湿地主要由调节池、垂直流人工湿地、水平潜流人工湿地和集水池四部分组成,电镀厂化学沉淀处理后的尾水先经一级垂直流人工湿地的基质和植物根系的过滤、吸附作用,刺激微生物活性,再流入水平潜流人工湿地完成二级处理,依靠植物、微生物、基质三者的联合作用从而使电镀废水得到深度净化.其中,垂直流人工湿地种植凤眼莲(Eichhornia crassipes)、稗草(Echinochloa crusgalli)和空心莲子草(Herba Alternantherae)3种水生植物,潜流人工湿地种植藨草(Scirpus triqueter)、黄菖蒲(Iris pseudacorus)、芦苇(Phragmites communis)、千屈菜(Lythrum salicaria)和美人蕉(Canna indica)5种水生植物.结果表明,复合人工湿地对电镀废水的净化效果非常显著,对Zn、Cu、Cr、Mn四种重金属和COD具有很高的去除率,处理后Zn、Cu、Cr、Mn和COD的质量分数分别为15.9%、12.4%、15.2%、28.5%和32.9%.其中,Cu、Mn和COD出水符合<污水综合排放标准>(GB8978-1996)一级标准,而Zn、Cr虽有很高的去除率,但并未达到标准.研究同样表明,复合人工湿地对电镀废水的去除效率存在一个最适宜的处理时间,过短和过长的处理时间都不利于污染物的去除.低、高水力负荷对比试验研究表明,水力负荷对COD的去除效果影响较大,对Zn、Cu、Cr、Mn的影响较小;在高水力负荷条件下,复合人工湿地对Zn、Cu、Cr、Mn四种重金属仍然具有很高的去除率,其质量分数分别降到32.3%、27.7%、30.8%、43.2%.     

垂直潜流人工湿地净化北方微污染水体试验研究

为研究垂直潜流人工湿地对北方微污染水体中COD、氮和磷的去除效果及去除机理,在室内选用混合土(由炉渣与种植土按比例混合而成)、石英砂和陶粒作为填料,以天津当地常见植物黄花鸢尾为植被构建了垂直潜流人工湿地处理微污染景观湖水和雨季的初期雨水;除冬季冰封期暂停运行外,通过对系统不同季节运行数据的分析,考察了不同季节环境条件下垂直潜流人工湿地对我国北方城市微污染水体的净化效果及影响因素。结果表明:不同季节条件下,该系统对污染物均有着良好的去除效果和抗冲击负荷能力。微污染景观水和雨季初期雨水经垂直潜流人工湿地系统处理后,出水COD、NH4+-N及TP的质量浓度可分别优于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的IV类、III类和II类水质标准(研究阶段进水TP≤0.80 mg·L-1),COD、NH4+-N和TP的阶段平均去除率最高可分别达80%、91%和82%;TN的去除效果受季节变化波动较大,阶段平均去除率在32%~78%,温度较低季节或原水水质较差时有待处理水回流或辅加其他技术手段以提高脱氮效果。垂直潜流人工湿地对北方微污染水体有着较好的净化效果,能够有效地预防地表水体富营养化的发生,有利于城市水环境质量的改善和水资源的循环利用,具有良好的发展应用前景。     

人工湿地污水处理对三种植物光合作用及叶绿素荧光特性的影响

人工湿地环境下,湿地植物的光合代谢过程与陆生自然环境有较大的不同.通过对人工湿地三种中生植物即薏米(Coixaquatica Roxb)、文殊兰(Crinum asiaticum)和蜘蛛兰(Hymenocallis Americana)进行污水处理,研究人工湿地对植物的光合作用和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:(1)与陆地自然环境相比,在人工湿地环境下,薏米,文殊兰和蜘蛛兰的净光合速率(Pn),蒸腾速率(Tr),气孔导度(Gs),叶绿素含量,最大荧光(Fm)和PSII最大光化学效率(Fv/Fm)均降低,而胞间CO2浓度(Ci)和初始荧光(Fo)升高.其中叶绿素含量,Fo和Fv/Fm在四月份生长旺盛期差异极显著(P<0.01),Gs差异显著(P<0.05).(2)在整个生长期,三种植物的光合参数和荧光参数的变化趋势不是单一的上升或下降,不同植物其变化过程和变化幅度也不一样.蜘蛛兰在生长旺盛期较薏米和文殊兰Pn,Gs,Fv/Fm,Fm,Fo大,而Ci较薏米和文殊兰低.可见人工湿地污水处理对三种植物光合作用和叶绿素荧光特性均有影响,但对各植物影响不一致.综合各项参数,蜘蛛兰耐性强于薏米和文殊兰.     

潜流人工湿地低温下黄河原水预处理效果研究

在低温条件下(水温0.3～15.9℃),采用水平潜流人工湿地在玉清湖水库进水口处对入库黄河水进行预处理试验研究,考察了低温下黄河原水预处理效果,比较了不同水力负荷条件下,湿地系统对污染物的去除效率及其变化趋势,同时考察了进水污染物含量的影响.结果表明:在运行期间,潜流人工湿地有较好的处理效果,COD、TP、TN、NH4 -N的平均去除率均分别达到43.13%、40.86%、42.56%、43.26%.根据GB3838-2002<地表水环境质量标准>,出水中COD达到Ⅰ类,TP平均值达到Ⅱ类,TN平均值达到Ⅴ类;NH4 -N平均值达到Ⅱ类.处理效果与温度正相关,在现有的水力负荷变化范围内(0.6 ～1.2 m·d-1),系统处理效果无明显差别.同时发现,由于本实验的进水负荷低,系统去除功能未能得到充分利用,今后的研究可以适当提高负荷,充分利用系统的净化能力.     

芦苇人工湿地对农村生活污水磷素的去除及途径

构建了芦苇(Phragmites australis)水平潜流人工湿地处理农村生活污水中的磷素,考察了湿地除磷效果以及地上植物吸磷量。结果表明,人工湿地对磷素的去除随水力停留时间的延长而增加,停留时间大于5.3 d时,芦苇湿地除磷效率可以高于88%。湿地进水TP负荷与磷去除速率之间有较好的线性关系(R2>0.91)。湿地植物在11月份收割时,地上生物量为1.65 kg.m-2,芦苇地上部分吸收磷量为3.68 g.m-2.a-1。分析了湿地除磷途径,在试验条件下,湿地填料的吸附和沉淀等作用是水平潜流人工湿地除磷的主要途径,植物吸收仅占湿地总磷去除量的9.1%,但是湿地水生植物是人工湿地重要组成部分,可以通过影响湿地的其他条件间接影响湿地除磷效果。试验证明,人工湿地是适用于农村地区的优良的污水处理技术。     

人工景观生态湖滨净化带植物的遴选

对水生植物处理生活污水的效果等展开了一些初步的研究。利用盆栽试验,比较了香蒲、美人蕉等8种水生植物的净化效果,所选的8种植物对污水均有不同程度的去除效果。挺水植物对污水的净化效果和耐污能力均优于沉水植物。利用水生植物处理生活污水,5 d的停留时间可以使污水达到较好的去除效果。挺水植物中美人蕉和水竹对污水的净化效果比香蒲和灯心草更好;沉水植物中伊乐藻的净化效果最好。植物对污水的净化效率有明显的季节差异,冬季污水净化效率低于夏秋两季,沉水植物在不同季节脱氮除磷效果有显著的差异。     

上海市宝山区大气降尘污染时空变化特征

为了探讨上海市宝山区大气尘降污染的时空变化特征,对上海市宝山区冬、春、秋季3个时段的大气降尘采样和分析,利用单因子指数法和空气污染指数法对宝山区降尘污染进行评价.结果表明,宝山区降尘通量为3.4-52.5 g·m~(-2)·month~(-1),各个季节的降尘总量上,春季高于冬季,秋季最低;从区域受污染范围大小看,春季>冬季>秋季,其中春季48.7%的区域受到污染;冬季最高降尘污染等级是三个季节中最高的,达到重污染水平;工业区的降尘通量和降尘污染等级都显著高于其他功能区,是宝山最主要的降尘污染源.     

Translocation and biotoxicity of metal (oxide) nanoparticles in the wetland-plant system

• Aquatic plants are more likely to absorb TiO₂ NPs that are beneficial to them. • Ag NPs inhibited the growth of aquatic plants under both 5- and 60-day exposure. • CeO₂ NPs had positive/negative impact on plant in 5/60-day exposure, respectively. • TiO₂ NPs presence could enhance the photosynthesis and increase the plant biomass. • The ENPs changed plant activity, which resulted in changes of wetland performance. Engineered nanoparticles (ENPs) threaten the environment through wastewater discharging. Generally, constructed wetlands (CWs) are efficient methods for ENPs removal. However, the biotoxicity of ENPs on plants in CWs is unclear. Here, we investigated the distribution and bio-impacts of different ENPs (Ag NPs, TiO₂ NPs, and CeO₂ NPs) in plants under 5- and 60-day exposure to 1 and 50 mg/L concentrations. Results showed that ENPs appeared in the vascular bundle and mesophyll cell space, which induced the variation in antioxidase activities (e.g., superoxide dismutase [SOD], peroxidase [POD], and catalase [CAT] activities) as well as overproduction of malondialdehyde (MDA). Additionally, Ag NPs inhibited photosynthesis rate and root activity during two exposure phases. CeO₂ NPs had positive and negative impacts on plants in 5- and 60-day exposure, respectively. Inversely, TiO₂ NPs enhanced photosynthesis and root activity under 60-day exposure. Finally, the contents of the C, N, and P elements in plants fluctuated in response to ENPs stress. All results have a positive correlation with the wetland performance under ENPs exposure except for TiO₂ NPs treatment. Overall, our study systematically reveals aquatic plants' responses to ENPs and provides a reference for building ecological treatment systems to purify wastewater containing ENPs.     

太原市空气的SO2污染及树木的吸收净化

研究了太原市空气中SO2浓度的年际、月份和垂直变化规律．实验结果表明，夏季和秋季SO2浓度低，污染较轻，春季和冬季的SO2浓度大，污染重，沿垂直方向在1m高处的SO2浓度最大，7m高的位置SO2浓度明显降低，20m处更低．测试了银杏、白蜡和国槐3种绿化树种的枝条韧皮部和叶片的含硫量，其逐月变化规律说明这些树种对城市空气中的SO2具有很强的吸收能力，是城市绿化和净化污染的优良树种．结合树木的叶片容量和含硫量的关系，评价了它们净化污染的效益，结合SO2垂直变化规律提出立体绿化配置．图2表3参7     

美洲斑潜蝇在中国山西的生活史及其主要习性

在山西省自然条件下，美洲斑潜蝇一年通常发生9代，个别年份发生8代或10代.深秋至翌年春季，该虫可在当地的日光温室内连续为害，发生约3～4代（11月至下年3月间）.通过试验证明，美洲斑潜蝇在35°N以北的地区不能自然越冬，蔬菜储藏室是其越冬的主要场所.本文还对此蝇的主要习性进行了报道.图3表7参14     

岷江上游大沟流域驱动植被退化的人为干扰体研究

研究了岷江上游大沟流域内的人为干扰体,分析了干扰的类型、强度、频率及其时空变化特征,揭示了不同干扰类型及其特性对植被退化的作用、干扰体与人口增长、植被退化等的关系．结果表明：大沟流域人为干扰类型多达８种,但优势的干扰类型是砍伐薪材和牲畜放牧．从近３０ａ的干扰强度变化看,以８０年代初的干扰强度最大,并在近２０ａ内保持很高的干扰强度水平;干扰强度的年内变化表现为春末、夏、秋大而冬、早春小．近４０ａ来的干扰频率愈趋增高,年内表现为春秋季干扰频率最高,夏季中等,而冬季最小．人为干扰的空间差异十分明显,反映出人为干扰的现状及其对植被的破坏强度差异,即由村寨向沟尾和高海拔区、由近及远、由低到高,形成“钟形”干扰格局．认为大沟流域植被的严重退化是所有人为干扰长期共同驱动的结果,与该区人口及其需求迅速增长密切相关．结果还表明,不同性质的干扰对植被的影响作用具协同性,同一干扰体长期连续对植被的影响具累加和放大的作用     

Plants control the seasonal dynamics of microbial N cycling in a beech forest soil by belowground C allocation

Soil microbes in temperate forest ecosystems are able to cycle several hundreds of kilograms of N per hectare per year and are therefore of paramount importance for N retention. Belowground C allocation by trees is an important driver of seasonal microbial dynamics and may thus directly affect N transformation processes over the course of the year. Our study aimed at unraveling plant controls on soil N cycling in a temperate beech forest at a high temporal resolution over a time period of two years, by investigating the effects of tree girdling on microbial N turnover. In both years of the experiment, we discovered (1) a summer N mineralization phase (between July and August) and (2) a winter N immobilization phase (November-February). The summer mineralization phase was characterized by a high N mineralization activity, low microbial N uptake, and a subsequent high N availability in the soil. During the autumn/winter N immobilization phase, gross N mineralization rates were low, and microbial N uptake exceeded microbial N mineralization, which led to high levels of N in the microbial biomass and low N availability in the soil. The observed immobilization phase during the winter may play a crucial role for ecosystem functioning, since it could protect dissolved N that is produced by autumn litter degradation from being lost from the ecosystem during the phase when plants are mostly inactive. The difference between microbial biomass N levels in winter and spring equals 38 kg N/ha and may thus account for almost one-third of the annual plant N demand. Tree girdling strongly affected annual N cycling: the winter N immobilization phase disappeared in girdled plots (microbial N uptake and microbial biomass N were significantly reduced, while the amount of available N in the soil solution was enhanced). This was correlated to a reduced fungal abundance in autumn in girdled plots. By releasing recently fixed photosynthates to the soil, plants may thus actively control the annual microbial N cycle. Tree belowground C allocation increases N accumulation in microorganisms during the winter which may ultimately feed back on plant N availability in the following growing season.     

Does low N-mineralisation rate in soils under grass help limit nitrate leaching in summer?

This paper aimed to confirm the hypothesis that rates of ammonification and net mineral-N production in soils under grass in summer are low and this, rather than nitrate uptake by plants, reduces mineral leaching from soils in summer. Six sets of soil samples were collected from under mown grass on the University of York campus in the UK. Samples were taken from two depths in late summer (August) and late autumn (November) to compare seasonal differences in N species transformations when field-moist soils were incubated for a week at ambient outdoor temperatures after prior removal of vegetation. Ammonification and net mineral-N production rates were low in August in spite of warm temperatures. Net mineral-N production rates were also low in November. The results agreed with those of an earlier study in a different year after considering weather differences between years. They support the hypothesis that litter accumulated over autumn/winter will be minimally mineralised and retain N before the temperature rises in spring. The study shows the merit of measuring concentrations of mineral-N species in both fresh soils and soils incubated at ambient outdoor temperatures after removing plant material to eliminate plant N uptake effects. The results suggest that soil C% and N% are more important than soil C:N ratio alone in understanding controls on N transformations.     

氯与高锰酸钾复合药剂对水中苯酚及氯酚的去除效果

以水中的苯酚、4－氯酚和2，4－二氯酚为研究对象，研究氯与高锰酸钾复合药剂对酚类物质的去除效果，通过紫外吸收光谱扫描分析，结果表明，氯与酚类物质的作用不能降低酚类物质对水的污染程度，且可能引起二次污染，而高锰酸钾复合药剂的作用能使酚在紫外区的特征吸收峰值有很大降低，表明高锰酸钾复合药剂对酚类物质具有很好的去除效果。     

EDTA对微电解体系降解对硝基酚的影响

考察了EDTA对微电解体系降解对硝基酚的影响及作用机制,结果表明,EDTA能够提高微电解处理对硝基酚的效果;单因素试验法确定了微电解/EDTA体系处理1000mg·l~(-1)对硝基酚的最佳条件:铁屑量120g·l~(-1),碳量20g·l~(-1),pH值为3,EDTA浓度1mmol·l~(-1).在此条件反应60min,对硝基酚去除率为89.7%,而常规微电解在最佳条件下对硝基酚的去除率仅为53.8%.值得关注的是EDTA不仅提高了对硝基酚的去除率,而且拓宽了微电解体系对pH值的适应范围,在中性条件下微电解/EDTA体系对硝基酚的去除率达到了63.5%,而相同条件下传统微电解法仅为19.5%.同时,通过对降解产物的鉴定,分析了对硝基酚在微电解/EDTA体系的降解途径.