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20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水的农业，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斩数量，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要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。     

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20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.     

滇池人工湿地的植物群落学特征研究

用植物群落生态学方法,研究了滇池小河口的天然湿地以及表流和潜流两种人工湿地的植被群落学特征。研究区内调查发现有12种植物群落,包含有植物17种。结果表明：表流人工湿地的群落多样性大于潜流人工湿地,甚至也大于天然湿地;在两种人工湿地中,植物群落中的层次数比较接近;从植被群落结构来看,在物种多样性和shannon wiener指数方面表现为潜流人工湿地大于表流人工湿地,天然湿地居中。从天然湿地到表流湿地,再到潜流湿地,随着湿地环境水文条件的变化,植物群落组成与分布状况也在变化,表现出从湿地植物向陆生植物演替的趋势。研究表明两种人工湿地中的芦苇（Phragmites australis）群落长势不同。在人工湿地中适宜构建芦苇群落,在表面流人工湿地植物选择中可以考虑水芹菜（Oenanthe stolonifera）和慈菇（Sagittaria sagittifolia）。人工湿地的水文条件与湿地植物之间的相互关系是人工湿地进一步研究的重要方面。     

人工湿地小试系统藻类去除效果的变化研究

夏季在水力负荷为800mm/d间歇式进水条件下,研究了人工湿地不同工艺流程的8套小试系统SSP（system of small plot）内部水流方向上藻类去除率的变化。结果表明：人工湿地小试系统中,藻类生物量沿水流方向逐渐减少,除藻率在出水处均达到最大值。藻类的去除主要发生在湿地水流方向的前几层,而系统其他层对藻类只有微弱的去除效果。由下行池与上行池构成的湿地系统中,去藻是上、下行池共同作用的结果。在有推流床或塘处理系统参与的湿地系统中,它们对藻类的去除均有一定的作用。去藻作用主要是基质的拦截,不同的水流方向、植物和微生物也起到了一定作用。湿地对藻类的去除率在夏季一般都能达到90%以上,证明人工湿地是一种有效的除藻生态-生物方法,对除藻要求比较高水体的湿地构建及工艺流程的设计、组合具有重要意义。     

河滩人工湿地对河流洪水位影响的数值模拟

运用计算水力学的基本理论，采用二维水流数学模型进行河流泄洪能力的数值模拟，借助于SMS地表水软件，分别模拟了河流在不同湿地面积、湿地宽度及不同植物糙率条件下，河流洪水位的抬升情况。结果表明，不同湿地宽度对泄洪水位的影响，最终归结为主槽宽度的变化对泄洪水位的影响。主槽宽度相对于湿地面积及植物糙率，对洪水位的抬升影响较大，且主槽宽度越小，水位涨幅越大。对于在河流中如何布置和种植人工湿地及湿地植物的选取具有一定的指导作用。     

上海崇明东滩人工湿地冬春季水鸟的生境因子分析

为了解围垦后不同土地利用方式对水鸟的影响,于2011年11月~2012年5月对上海市崇明东滩湿地公园、北八滧鱼塘、98大堤内抛荒鱼塘、以及捕鱼港互花米草控制示范区的芦苇塘4类人工湿地开展水鸟调查,在冬季共统计到水鸟20 050只,隶属于5目9科34种,春季共统计到水鸟5 080只,隶属于6目7科47种。方差分析表明,冬、春季4类人工湿地水鸟种类、密度、多样性均有显著差异。运用相关分析对水鸟种类、密度、物种多样性、均匀性指数等群落特征及调查样方内明水面面积、平均水位、人为干扰、裸露浅滩面积、植被面积等环境因子进行水鸟生境因子选择分析,结果表明,冬季水鸟种类、多样性与明水面面积呈极显著正相关,水鸟种类与植被面积呈极显著负相关;春季种类、密度、多样性都与裸露浅滩面积呈极显著正相关。崇明东滩人工湿地在水鸟保育中起到了重要的作用,根据不同水鸟对生境因子的要求,冬季应保持较大的明水面面积和一定的水深,为雁鸭类建立合适的栖息地。春季应保持一定的裸露浅滩面积,为鸻鹬类提供良好的避难所。因此,水位调控成为崇明东滩人工湿地自然保育的重要手段     

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)。      

北京奥林匹克森林公园人工湿地生态系统服务非使用价值的评估

介绍了北京奥林匹克森林公园人工湿地的基本概况,论述了该生态系统所具有的服务功能,指出对其美学欣赏、休闲娱乐和科研教育等非使用价值进行评估的重要意义。采用意愿调查评价法(Contingent Valuation Method,CVM)评估了其非使用价值。通过问卷设计、预调查、正式调查、问卷分析,得出支付意愿均值为16023元/（户〖DK1〗·年）;通过进入法(Enter Regression)、逐步分析法(Stepwise Regression)以及部分变量对数化后的逐步分析法等3种多元线性回归分析方式,探讨了支付意愿与受访者社会经济变量的关系,得出最优的回归模型证明对人工湿地越了解、家庭年收入越高以及受教育年限越长的受访者支付意愿就越高。最后,通过选择合理的背景人数,得出在未来20 a内北京奥林匹克森林公园人工湿地的平均总支付意愿为 12336.56 万元/年,总净现值为 189042.97、161427.85 和 139842.25 万元(折现率分别为3%、5%和7%)。〖     

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。     

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     

长江口潮滩湿地大型底栖动物群落的生态学特征

长江口潮滩湿地共有大型底栖动物68种，河口低盐种、半咸水种和淡水种共存，反映了咸、淡水过渡环境的特点。沿着河口梯度，随着盐度的升高，底栖动物物种数增多。沿潮滩高程梯度，从低位盐沼到高位盐沼，随着海三棱面草密度和生物量的增加，以及沉积物特性的变化，底栖动物物种丰度和多样性呈上升趋势。从潮沟底、潮沟边滩到草滩，潮沟系统小尺度生境变化导致底栖动物种类组成的生态系列变化。就长江口潮滩湿地来讲，不同尺度的空间异质性特点各异、主导因素亦有差别，河口盐度梯度、高程梯度、盐沼植被、潮沟系统对淤泥质河口潮滩湿地不同等级尺度的空间异质性起着主要的决定作用。正是这种不同尺度的异质性，维持着淤泥质河口潮滩湿地底栖动物群落结构的多样性和稳定性，使其表现出特大型河口淤泥质潮滩湿地底栖动物群落的独特性。尤其是沿高程分布的盐沼植被、潮沟系统、微地貌结构对潮滩湿地的底栖动物群落起着主要的调控作用。因此，在制订河口湿地恢复和重建计划时，对影响底栖动物群落的盐沼植被、高程、地形(尤其是潮沟变化)应予以特别关注。     

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。     

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.     

鄱阳湖典型湿地土壤有机质及氮素空间分布特征

通过对鄱阳湖三个典型湿地植物群落带土壤有机质和全氮的空间分布特征的研究,结果表明：有机质和全氮在湿地土壤中的垂直分布规律具有一致性,表层含量显著高于下层,40 cm以下土壤养分含量基本稳定。表层土壤有机质和全氮含量不同植物群落间存在差异,有机质变化趋势为：刚毛荸荠群落带＜南荻群落带＜灰化苔草群落带;氮素含量的变化趋势为：南荻群落带＞灰化苔草群落带＞刚毛荸荠群落带。土壤碳氮比相对较低（10～23）;植物对养分的吸收能力、植被生长特征、湿地生态水文过程等影响着有机质和氮素含量的空间分布。
     

中国海岸湿地环境特点与开发利用

海岸湿地是由低地、滩涂与生物群落组合的海岸环境。中国海岸湿地环境受季风波浪、潮汐与大河影响的河海交互作用为特征,地跨39个纬度带,其面积约占中国湿地总面积的1/5。按成因与表相可分为：河口芦苇、草滩湿地,平原海岸草滩盐沼湿地及在华南隐蔽港湾顶部红树林沼泽湿地3种类型。均具有潮上带、潮间带与潮下带分带特性。海岸湿地是珍贵的新生空间资源,但由于滥伐垦殖、外来生物种属入侵危害、陆源水沙减少及海平面上升招致海岸侵蚀、盐潮入侵与内涝频繁等灾害影响,海岸湿地环境质量下降,面临着解决海岸湿地生态保护与沿海人民生计这一新生矛盾问题。需沿流域进行陆海结合的系统研究与对比总结,找出湿地保护与开发的临界度,全面规划实施。