均匀流场水平潜流人工湿地对四环素类抗生素的去除效果

利用均匀流场水平潜流人工湿地实验系统处理含四环素类抗生素废水,考察了湿地系统对抗生素的去除率、出水口差向代谢产物的含量以及抗生素在湿地植物中的累积情况。实验结果表明:在水力停留时间为2 d、土霉素、四环素、金霉素和强力霉素进水质量浓度均为200 μg/L时,出水中上述4种抗生素的平均去除率分别为98.62%、93.06%、99.13%和92.25%;出水可检出3种四环素类抗生素代谢产物,分别为差向土霉素、差向金霉素和差向四环素,质量浓度分别为(3.69±0.23) μg/L、(13.81±0.47) μg/L和(19.00±0.63) μg/L;湿地植物美人蕉的根、茎、叶中可以检测到土霉素和四环素,四环素含量的大小顺序为茎>根>叶。     

基于DNDC模型评估水位变化对滨海湿地净生态系统CO2交换的影响

水位是影响滨海湿地生态系统蓝碳功能的重要因素。气候变化引起的海平面上升以及极端气候事件的频发,可能加快水位的变化,从而改变生态系统碳交换的过程。然而,滨海湿地碳汇功能响应水位变化的机制尚不清楚。为了评估水位对滨海湿地净生态系统CO₂交换(NEE)特征的影响,以及验证DNDC(denitrification-decomposition)模型对模拟预测滨海湿地生态系统碳交换的适用性,该研究设计了野外水位控制试验(自然水位,地下20 cm水位、地表10 cm水位),并利用DNDC模型模拟和预测水位变化对滨海湿地NEE的影响。结果表明:(1)不同水位处理之间NEE差异显著,地表10 cm水位处理促进CO₂吸收,地下20 cm水位则抑制CO₂吸收;(2)经过校准和验证的DNDC模型可以准确模拟水位变化对黄河三角洲湿地NEE的影响,NEE模拟值的日动态与田间观测结果显著相关(R²>0.6);(3)通过改变气候、土壤和田间管理等输入参数对DNDC模型进行灵敏度检验,生态系统碳交换过程对日均温、降雨和水位改变的响应最为显著,其中,水位对NEE的影响主要作用于土壤呼吸(Rs)。未来气候情境下,不同水位变化下的生态系统碳交换过程随年份增长呈现不同的规律,因此未来的模拟研究应关注DNDC中水文模块和植被演替过程的完善。该研究可为预测水文变化情境下滨海湿地碳汇功能的未来发展以及政策制定提供参考。     

Co-development of an integrated assessment framework to evaluate the effectiveness and impact of selected nature-based water treatment technologies in Sri Lanka,The Philippines,and Vietnam

Water quality is a critical challenge in Asia in the context of growing industrialization, urbanization, and climate change. Nature-based solutions (NbS) could play an important role in reducing urban water pollution, while generating multiple co-benefits that could make cities more liveable and resilient. In this regard, a number of pilot and demonstration projects have been set up to explore their potential across cities in Asia. Their effectiveness and impacts, however, have not been adequately documented, thus how they can be sustained, replicated and up-scaled remain poorly understood. This study aims to contribute to addressing this challenge by co-developing an integrated assessment framework and employing it to understand how existing evaluations of NbS in the region can be improved. It focuses specifically on a set of nature-based solutions that have been employed for water treatment across six cities in Southeast Asia (two in each Sri Lanka, the Philippines, and Vietnam), namely, floating wetlands, constructed wetlands and maturation ponds. The study also suggests specific methodologies for capturing a set of core indicators considered relevant for assessing the effectiveness and capturing the multi-faceted impacts of the examined NbS.     

白鱼泡湿地春季硅藻植物初报

对2014年春季白鱼泡湿地内的硅藻植物群落组成进行初步研究,共发现硅藻门植物69个分类单位,分别隶属于2纲6目10科24个属,初步分析了白鱼泡湿地春季硅藻植物群落的组成,大部分硅藻为普生种类,同时出现了一些嗜碱种类,如:Navicula radiosa(Kützing)、Rhopalodia gibba(Müll)等,还有一些嗜酸和寡盐的种类出现。     

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.     

陈家大院泡湖泊湿地植物多样性研究

研究陈家大院泡湖泊湿地植物多样性规律对于改善大庆市萨尔图区的生态环境,了解物种群落丰富度具有重要意义.通过野外样地调查,分析了陈家大院泡湖泊湿地植物群落组成,并计算了植物群落多样性特征指数,包括Margalef指数,Simpson指数,Shannon-wiener指数和Pielou均匀度指数,结果表明,研究区湖泊湿地共有38种植物,分别隶属于18科34属,除榆树为木本植物外,有36种草本植物以及1种藓类植物.经数据处理后得出,每个样方平均含有3个物种,植株个体数目平均为115,Margalef指数平均值为0.567,Simpson指数平均值为0.814,Shannon-wiener指数平均值为0.313,Pielou均匀度指数平均值为0.267.由此看出,陈家大院泡湖泊湿地植物多样性水平较低,植物群落组成较为单一,生态环境脆弱.     

Nitrogen mass balance in a constructed wetland treating piggery wastewater effluent

The nitrogen changes and the nitrogen mass balance in a free water surface flow constructed wetland （CW） using the four-year monitoring data from 2008 to 2012 were estimated. The CW was composed of six cells in series that include the first settling basin （Cell 1）, aeration pond （Cell 2）, deep marsh （Cell 3）, shallow marsh （Cell 4）, deep marsh （Cell 5） and final settling basin （Cell 6）. Analysis revealed that the NH4＋-N concentration decreased because of ammonification which was then followed by nitrification. The NO4＋-N and NO4＋-N were also further reduced by means of microbial activities and plant uptake during photosynthesis. The average nitrogen concentration at the influent was 37,819 kg/year and approximately 45% of that amount exited the CW in the effluent. The denitrification amounted to 34% of the net nitrogen input, whereas the accretion of sediment was only 7%. The biomass uptake of plants was able to retain only 1% of total nitrogen load. In order to improve the nutrient removal by plant uptake, plant coverage in four cells （i.e., Cells 1, 3, 4 and 5） could be increased.     

处理低污染河水的湿地内氮迁移转化过程模拟

为了明确以低污染河水为原水的人工湿地中的主要脱氮机制以及氮素的归趋形式,以洱海流域邓北桥湿地工程为研究对象,根据湿地内发生的生物反应、物理吸附以及沉淀等过程,建立了生态动力学模型,模拟湿地中氮素的迁移转化.结果显示,所建模型能较好地模拟出水中ρ(NH4+-N)、ρ(NO3--N)、ρ(ON)(ON为有机氮)的变化趋势,效率系数(R)分别为50.2%、67.6%、81.2%.通过对湿地氮素迁移转化与去除量的模拟结果分析,确定了湿地除氮的主要机制为硝化、反硝化、植物吸收.反硝化作用可以去除进水中50.0%的TN,植物吸收可以去除进水中11.0%的TN,底泥则可以吸附进水中3.5%的TN.模拟得到硝化速率平均值、反硝化速率平均值、植物吸收氮速率平均值分别为0.234、0.438、0.050 g/(m3·d).     

低温域湿地植物根际硝化强度及氨氧化微生物研究

以低温域(0~15 ℃)下黄菖蒲(Iris pseudacorus)、菖蒲(Acorus calamus)和香蒲(Typha orientalis)3种湿地植物为研究对象,分别取其根际土壤测定硝化强度,并采用FISH(荧光原位杂交)技术,考察植物根际AOB(氨氧化细菌)、AOA(氨氧化古菌)的数量变化规律. 结果表明:低温条件下,香蒲根际土壤的硝化强度最高,平均值为1.40 mg/(kg·h),黄菖蒲和菖蒲的平均值均为0.96 mg/(kg·h). 湿地植物根际土壤中的细菌数量(数量级为10¹⁰)远高于古菌(数量级为10⁸),其中AOB为优势菌种,3种湿地植物的AOA数量分别约占总古菌数量的46.0%、47.9%和49.7%. 3种湿地植物根际AOB的数量(以湿土计,下同)排序为香蒲(2.57×10⁹ g-1)>黄菖蒲(1.23×10⁹ g-1)≈菖蒲(1.14×10⁹ g-1),AOA的数量(以湿土计)排序为黄菖蒲(2.78×10⁸ g-1)>香蒲(2.57×10⁸ g-1)>菖蒲(1.15×10⁸ g-1). 微生物分布特性和硝化作用效果均表明,不同植物根际氨氧化过程的主要作用微生物具有一定差异,AOA和AOB对于湿地土壤氮转化均具有不可忽视的作用,并与植物本体、土壤硝化过程微环境之间有一定的耦合关系.     

降解纤维素产甲烷的四菌复合系

自然环境中通常是微生物群落协同完成纤维素的降解,构建可降解纤维素的混菌体系是认识微生物相互作用的关键.利用富集培养法,结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)指纹检测技术以及厌氧滚管技术,建立了一种筛选简单降解纤维素产甲烷复合菌系的方法.利用此方法从青藏高原若尔盖高寒湿地分离到一个由4株菌构成的降解纤维素产甲烷的稳定菌系.结果表明,该复合菌系由纤维素水解菌Clostridium glycolicum、非纤维素水解菌Trichococcus flocculiformis和Parabacteroides merdae、产甲烷古菌Methanobacterium subterraneum等具有不同功能的4种菌株组成,且在这4株菌的共同作用下可将纤维素直接转化为CH4.该简单复合系的获得为今后纤维素转化甲烷复合菌系的代谢控制和遗传改造提供了一个平台.