人工湿地系统去除藻毒素研究

以含水华的鱼塘水作为进水灌溉两套上行流－下行流人工湿地系统,系统内种植芦苇等水生植物。灌溉一周后收集人工湿地进出水水样,用ＨＰＬＣ法检测其藻毒素定量,结合温度、电位、溶氧等理化指标和细菌、藻类数量的变化,分析人工湿地系统对藻毒素的去除效果及影响其效果的可能因素。结果表明,人工湿地系统对藻毒素有一定的去除效果优于茭白－石菖蒲组合的湿地系统。在三种主要藻毒素ＲＲ、ＹＲ、ＬＲ中,湿地对ＹＲ的去除效果最好     

复合垂直流人工湿地氧化还原特征及不同功能区净化作用研究

研究了复合垂直流人工湿地系统氧化还原电位（Eh）的时空变化规律及不同功能区中污染物的净化效果。结果表明：湿地系统下行流池表层、两池底层、上行流池表层Eh的变化范围分别为402～585、-87～-130、308～432 mV，沿水流方向依次形成了好氧A区/缺氧、厌氧区/好氧B区3个功能区。好氧A区是污染物去除的主要区域，BOD₅、COD_Cr、NH⁺_4- N的去除率分别为430%、484%、541%，特别是NH+4 N去除率占总去除率的79%；缺氧、厌氧区主要是进行反硝化反应和有机物的厌氧分解；好氧B区则主要是去除厌氧分解后的有机物以及进一步脱氮。另外，NH+4 N的去除率与系统各功能区Eh呈显著相关关系（〖WTBX〗p〖WTBZ〗＜001），而BOD₅、COD_Cr、NO^-_3-N的去除率与系统各功能区Eh相关性不显著。     

八种不同工艺组合人工湿地系统除磷效果研究

传统的人工湿地系统除磷效能的提高方式主要集中在基质填料的选择、湿地植物的筛选等方面,本试验从调整湿地的组合工艺着手探索提高磷去除效率的优化组合,在为期两年的研究中考察了推流床-下行流-上行流、下行流-上行流-推流床、好氧塘-下行流、下行流-兼性塘、推流床-下行流、下行流-上行流、推流床等8种不同工艺组合人工湿地系统对富营养化湖泊水体中磷的去除规律,比较了这些湿地组合所构建的生物学效应。试验结果显示,如果采用塘系统作组合单元在湿地系统中前置比较理想,而在不同的季节,不同水力负荷下的冲击试验结果表明,复合垂直流湿地系统可以常年保持稳定的、较高的磷去除能力,而且对水力变化具有更好的耐受性能。复合垂直流湿地作为一种新型的人工湿地系统工艺组合具有较好的理论价值和应用前景.     

神农架地区大型水库库湾夏季藻类-营养非线性动力学分析

对大神农架地区大型水库库湾-三峡水库香溪河库湾夏季水华期间藻类的营养吸收生长构建了非线性动力学模型.模型反映了时间变化的整体趋势并可模拟藻类生物量峰值.通过改变初始磷浓度,系统均可达到两种藻消亡的平衡态,且模型可在一定程度上预测不同营养水平水体中水华暴发的可能性和强度.展示了动力学系统内部的变化可在一定范围内反映真实世界,通过系统内参数的调节,系统可达到或远离平衡态,以朝生态环境友好的方向发展.     

构建湿地去除酞酸酯的基质微生物和酶机制研究

随着塑料制品的广泛使用，酞酸酯的污染越来越引起人们的广泛关注。目前，DBP(邻苯二甲酸二丁酯)和DEHP(邻苯二甲酸二异辛酯)已成为全球最普遍的污染物之一。报告了复合垂直流构建湿地对含酞酸酯(DBP等)的污水污染的去除效果，以及湿地去除酞酸酯的基质微生物和酶方面的净化机理。具体结果如下：复合垂直流构建湿地对酞酸酯污染具有较好的净化效果，去除率高达99．9％以上；构建湿地对酞酸酯的净化主要发生在氧气含量相对较多的下行流池，上行流他的净化作用相对较差；同时分层实验还发现，构建湿地的净化作用主要集中在湿地上层基质中。通过研究，为进一步研究利用构建湿地处理酞酸酯污染提供了有益的参考。     

水量衡算条件下人工湿地对有机物的去除

构建了芦苇和无植物人工湿地,在系统水量衡算的基础上比较了两种湿地对生活污水中有机物的去除效果。结果表明,在植物收割后的冬季,有植物湿地对有机物的去除率低于无植物湿地2.2%;在其他季节,芦苇湿地对污水CODCr的去除率比无植物的高出3.2%～4.2%,但对BOD5的去除率却比无植物的低了1.8%～3.4%。有植物湿地对有机物的去除效果比无植物湿地有所改善,但是提高不多。比较了两种系统的氧化还原电位,有植物湿地比无植物湿地高（P<0.05）,这种提高主要集中在湿地水面以下约15 cm的范围,从整体来看,两块湿地内部氧化还原状态大体相同,主要是强还原环境。比较了两块湿地基质中降解有机物的细菌、放线菌和真菌的数量,二者没有明显的差别,但是,有植物湿地的根际效应明显。考察了湿地进水有机负荷与去除量的关系,二者呈现显著的线性相关性(R2>0.96)。      

两种多裂叶型沉水植物组合净化富营养水体氮磷的对比实验研究

水生植物组合净化技术被认为比单一物种净化富营养化水体的效果更佳的技术方法。以2种多裂叶型沉水植物先锋种(金鱼藻和穗花狐尾藻)的镶嵌组合方式开展了富营养水体氮磷消减潜力的对比实验研究。结果表明,沉水物种组合试验中所选的沉水植物先锋种均在富营养化水体(氮磷含量达Ⅴ类水质)中生长良好,且对TN、NO_3~--N、TP、PO_4~(3-)-P都有明显的去除效果,去除率均明显高于无沉水植物的两个空白对照组。在选用沉水植物最优种植密度(3g/L)时,种植模式为金鱼藻∶穗花狐尾藻=1∶2的组合对富营养化水体净化效果更佳,其TN去除率达到79.16%,NO_3~--N去除率达到92.47%,TP去除率达到92.08%,PO_4~(3-)-P去除率达到98.39%。     

嘉陵江四川段浮游植物群落时空分布及其环境影响因子

为掌握嘉陵江浮游植物群落结构现状,了解环境变化对浮游植物种类组成、数量等造成的影响,初步预测在高密度水电工程的影响下浮游植物群落发展方向,于2019年对嘉陵江水电工程最密集的中游河段进行了分季节调查研究.结果显示:(1)研究水域存在一定程度的污染,主要超标物为总磷.(2)共检出浮游植物7门91属196种,总密度年均值4.23×106cells/L,以绿藻＞硅藻＞蓝藻为主要优势门类.与历史数据相比,硅藻种类数与相对密度下降,绿藻、蓝藻种类数和相对密度上升,暗示着嘉陵江水体的富营养化趋势.生物多样性指数结果也显示研究江段存在一定程度的污染.(3)分类回归树(CRT)结果显示,在TP含量丰富,pH较高、水体透光度适中的断面,浮游植物可能会大量增殖.(4)冗余分析(RDA)发现,绿藻各优势种属均表现与水温、总磷的正相关;硅藻中仅有优势度最高的小环藻喜好较高的TP和较低的流速;以适应一定流速的丝状蓝藻为优势的蓝藻门除了喜好高温以外,与水流速度也有一定正关联.总的说来,目前嘉陵江富营养化、水流低速化正在导致喜好清洁、流水环境的硅藻逐渐丢失优势性,喜好高营养、静水环境或微流水环境的绿藻门、蓝藻门与硅藻门小环藻属Cyclotella优势度逐渐增大.在各级电站库区,存在夏季高温季节出现蓝、绿藻水华,初春低温季节则可能出现小环藻优势的硅藻水华的危险.除对全流域水环境进行综合治理降低营养水平外,适时开闸冲水,增大库区流速以降低水华藻类的优势非常有必要.     

滇池浮游藻类密度与水质营养理化指标的相关性特征探讨

表征藻类生物总量的藻密度与水质理化指标的相关性的研究报道较少。2012年夏季对滇池网格布点40个,按照《水和废水监测分析方法(第四版)》对浮游藻类的密度和水质理化指标进行了监测。结果表明:共发现滇池游藻浮游藻类9个门66属157种。对6项理化指标和5项生物指标构成的30对关系进行了一元线性回归,相关性最好的7对关系依次为:TN-藻密度(r=0.779 4)TN-蓝藻密度(r=0.752 5)TP-藻密度(r=0.701 8)TP-蓝藻密度(r=0.660 9)可溶性TN-蓝藻密度(r=0.567 2)可溶性TN-藻密度(r=0.546 1)可溶性TN-蓝藻比例(r=0.535 1);与藻类生物总量最相关的理化指标是TN,其次是TP,再次是可溶性TN。     

丰水期赣江流域着生藻类群落结构及其与水环境因子的关系

着生藻类在水质监测与水生态健康评价中发挥着重要作用。以江西最大的河流赣江为研究对象,对赣江丰水期着生藻类群落结构及其与环境因子的关系进行研究。选取53个点位对赣江全流域进行着生藻类群落结构的调查研究,共鉴定着生藻3门42属175种,其中硅藻门有23属151种,绿藻门有9属12种,蓝藻门有10属12种。硅藻门舟形藻属为丰水期赣江流域着生藻类优势属,该属生物密度百分比为14.080%。下游着生藻类以硅藻门桥弯藻属和舟形藻属为优势属,该属生物密度百分比分别为13.088%和12.935%;中游着生藻类以硅藻门桥弯藻属为优势属,该属生物密度百分比为12.849%;上游着生藻类以硅藻门异极藻属为优势属,该属生物密度百分比达10.150%。通过蒙特卡罗显著性检验发现,赣江流域下游总氮、溶氧、叶绿素a和电导率对着生藻类有显著影响,中游主要海拔、流速、河宽和总磷对着生藻类有显著影响,上游总氮、河宽、浊度和流速对着生藻类有显著影响。将其与着生藻类群落结构进行冗余分析(RDA),结果发现影响下游着生藻类群落结构的主要水环境因子为叶绿素a和电导率,影响中游、上游着生藻类群落结构的主导水环境因子分别是海拔和总氮。可见赣江流域丰水期下游和上游的着生藻类群落可在一定程度上反映水质状况,中游着生藻类群落结构主要反映的是流域地貌因子。     

复合垂直流构建湿地净化污水机制研究 Ⅰ微生物类群和基质酶

构建湿地是 2 0世纪 70年代才蓬勃兴起的一种处理污水的方式 ,由于其造价和运行费用低 ,净化效果稳定 ,越来越引起各国的兴趣和高度重视。现已广泛应用于城市生活污水、工业污水和农业污水的控制 ,有着十分广阔的应用前景。虽然关于构建湿地净化污水的研究已有不少报道 ,但关于湿地基质中的微生物类群和基质酶在污水净化中的作用仍不清楚。通过对生长在复合垂直流构建湿地和天然环境条件下菰和石菖蒲根区微生物类群数量及其根区基质酶活性的测定发现 :同种植物在复合垂直流构建湿地根区微生物的数量比天然条件下的要高 ,特别是硝化细菌和反硝化细菌的数量 ,最高可达 3个数量级以上 ;同时复合垂直流构建湿地中不同植物根区的酶活性有较大差别 ,这为研究复合垂直流构建湿地净化污水的机理和以酶活性强弱作为净化效果的评价指标提供了科学资料 ,为进一步研究提供了一条新思路     

复合垂直流人工湿地中基质生物膜的特性

从基质生物膜量、生物膜厚度和脱氢酶活性等方面研究了以复合垂直流人工湿地中基质颗粒作为附着生长载体的生物膜的特性。结果表明，复合垂直流人工湿地中，基质生物膜的形成时间为40~60 d。进水水质不同,基质生物膜的形成时间有差异，进水中相对高的营养水平有利于基质生物膜的积累，60 d内形成的稳定生物膜量相差1.59倍；生物膜活性也较大，平均相差1.5倍。不同发育程度的生物膜表现出的活性不同，最佳活性厚度为150 um。人工湿地中不同层次基质生物膜厚度差异显著，最表层0~5 cm层次基质生物膜厚度2~3倍于10 cm以下层次，为最佳活性厚度的3~4倍，其生物膜的过量积累不仅不利于处理效率的提高，且易造成人工湿地的堵塞。     

Mosquito larvae density and pollutant removal in tropical wetland treatment systems in Honduras

Constructed wetlands offer a low-cost wastewater treatment option for tropical developing countries. The vast majority of published treatment wetland research has been conducted in temperate regions. Because the function of treatment wetlands is related to the environmental conditions, more research specific to the tropics should be completed. A six-cell free water surface (FWS) wetland mesocosm was constructed in Santa Rosa de Copán, Honduras that received input from an open-sewer/wastewater-impacted stream. Three cells were planted with Typha domingensis Pers., and three cells were left unplanted. Both planted and unplanted wetlands were constructed with three different surface areas to concurrently study different hydraulic retention times (HRTs) and hydraulic loading rates (HLRs). Results from 6 months of operation showed improved water quality and mosquito larvae populations affected by their specific environment. Five-day biochemical oxygen demand (BOD) removal appeared to be proportional to HRT and HLR, and BOD concentration in the effluent was higher in unplanted cells than in planted cells (P<0.05). BOD removal approached 60% for greater than 3.5 days HRT. Total phosphorus (P) removal and coliform bacteria removal were found to be correlated with pollutant load, and P removal was found to be correlated with HRT but not HLR. A second municipal wastewater FWS treatment wetland in Copán Ruinas, Honduras that had been established for 15 years, was also evaluated. BOD removal in the Copán Ruinas system was determined to be 93% with 2.6 day HRT. These pollutant removal rates are higher than would be expected in temperate regions. Mosquito larvae density was correlated with depth of the wetland. Mosquito larvae densities were higher in cells that were operating below design depth of 0.2 m (P<0.005). Results indicate that it is possible to design FWS wetlands in the tropics for effective BOD removal and reduced mosquito larvae development.     

古夫河着生藻类优势种生态位研究

采用Smith生态位宽度公式、Pianka生态位重叠指数公式和冗余分析（RDA）对古夫河22种优势种进行生态位计算和分析。结果表明，古夫河春夏季着生藻类优势种以硅藻门和蓝藻门的种类居多。根据不同月份的生态位宽度将古夫河着生藻类优势种分为5类，第一类优势种具有最宽的生态位且它们与蓝藻类优势种的重叠性指数最大。古夫河着生藻类优势种的分布受总氮、酸碱度、氨氮的影响较大。第一类优势种可反映古夫河总体水质情况，第五类优势种反映古夫河水体中某一个或几个水质因子的变化；生态位重叠值大小可反映古夫河水质是否受到外来因素干扰；结合RDA排序图和优势藻类种群变化可判断古夫河水体中总氮、氨氮及酸碱度含量的变化。     

神农架大九湖泥炭藓沼泽湿地对镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、铅(Ⅱ)、锌(Ⅱ)的净化模拟

在2007年8月研究的基础上，于2008年7月在神农架大九湖泥炭藓沼泽湿地采用自制简易模拟装置进行现场模拟实验，深入研究了泥炭藓沼泽湿地对不同浓度的金属污染物镉（Ⅱ）、铜（Ⅱ）、铅（Ⅱ）、锌（Ⅱ）的净化作用。研究表明：泥炭藓沼泽湿地对各种金属污染物都有很强的去除能力，2小时后的去除效果强弱顺序为Pb>Cu>Cd>Zn；4种金属任一时刻的去除速率都随初始浓度的增加而增大，低初始浓度先于高初始浓度达到平衡；泥炭藓沼泽湿地的稀释功能在污染物去除中起着重要作用。通过双常数速率模型得到了去除速率与实验时间的关系；拟二级动力学模型和修改后的拟一级动力学模型能够很好地描述泥炭藓沼泽湿地去除金属污染物的动态过程，拟二级动力学模型的拟合效果更佳，通过修改后的拟一级动力学模型可以计算出稀释作用对湿地净化的贡献率。为评估泥炭藓沼泽湿地净水价值、保护和合理利用泥炭藓沼泽湿地提供科学依据。     

复合构建湿地运行初期理化性质及氮的变化

研究了在间歇式进水条件下，复合构建湿地系统对氮的去除效果，阐述了湿度要、溶氧、pH等理化因子变化的原因。实验初期，系统尚处于不稳定时期，对N的去除不够理想。随着筚驼逐步步和稳定状态，对KN、NH4^ 、N、NO2^-有明显的去除效果，平均去除率分别为50％、66％和71％。硝化－反硝化作用是氨氮去除的主要途径。从总体上看，有植物系统中硝态氮的出水含量较对照系统同，说明间歇式进水以及植物的存在都有利于硝化作用的发生。实验发现，复合构建湿地在冬季仍能较好地改善水质，是一种有效的水链管理对策，对受污水体水质改善和水生态系统恢复具有重要意义。