宽叶香蒲表面流人工湿地脱氮除磷效果研究

以运行A/O工艺的生化反应器出水为处理对象,在中试规模上研究了宽叶香蒲表面流人工湿地的脱氮除磷效果及影响因素.结果表明,在工况Ⅰ条件下,COD去除率为43.2%,COD面积负荷去除率为4.79 g/(m2·d),COD面积负荷去除率常数为0.18 m/d,SS、NH4+-N和NO-3-N的去除率分别为41.2%、9.4%、3.4%,TN去除率为11.8%,TN面积负荷去除率为1.36g/(m2·d),TN面积负荷去除率常数为0.04 m/d,TP去除率为30.1%,TP面积负荷去除率为0.29 g/(m2·d),TP面积负荷去除率常数为0.13 m/d;在工况Ⅱ条件下,COD去除率为18.7%,COD面积负荷去除率为1.19 g/(m2·d),COD面积负荷去除率常数为0.06 m/d,SS、NH4+-N、NO2--N、NO3--N的去除率分别为31.6%、29.8%、65.0%,29.2%.TN去除率为31.4%,TN面积负荷去除率为2.33 g/(m2·d),TN面积负荷去除率常数为0.12 m/d,TP去除率为29.4%,TP面积负荷去除率为0.22 g/(m2·d),TP面积负荷去除率常数为0.11 m/d.在COD面积负荷去除率,TN面积负荷去除率、TP面积负荷去除率分别为4.90～9.80、2.76～8.83、0.57～1.39 g/(m2·d),水力停留时间(HRT)为0.4～1.1 d条件下,随HRT,水温、(NO2+-N+NO3--N)/TN的增加,表面流人工湿地的TN面积负荷去除率线性增加.     

铜绿微囊藻胁迫对宽叶香蒲叶片光呼吸特性的影响

采用共生培养的实验方法,通过追踪测定宽叶香蒲(Typha latifolia)叶片中叶绿素含量、净光合速率、光呼吸速率及乙醇酸氧化酶(GO)、谷氨酰胺合成酶(GS)及过氧化氢酶(CAT)的活性,研究不同初始密度铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)对宽叶香蒲叶片光呼吸特性的影响。结果表明,铜绿微囊藻初始密度为1.0×104 ind/mL时,宽叶香蒲叶片叶绿素含量、净光合速率、光呼吸速率及GO、GS及CAT的活性增加,说明低密度铜绿微囊藻对宽叶香蒲叶片的光合作用及光呼吸具有促进作用;铜绿微囊藻初始密度为1.0×107 ind/mL时,宽叶香蒲叶片净光合速率、光呼吸速率及GO、GS及CAT的活性呈现先增加后降低的趋势,表明经过一段时间培养后,高密度铜绿微囊藻对宽叶香蒲叶片的光合作用和光呼吸呈现出抑制作用。但是在净光合速率急剧降低的时候,光呼吸速率在短时间内仍然维持在一个较高水平,说明宽叶香蒲可能通过维持或增强光呼吸在一定程度上抵抗逆境胁迫。     

狭叶香蒲活性炭对Cd2+与Pb2+的吸附及机理分析

为了解狭叶香蒲(Typha angustifolia L.)活性炭的吸附性能及其机理,采用磷酸一步活化法制备了狭叶香蒲活性炭,并对其理化性质进行了表征;通过静态实验,研究了溶液起始pH、Cd2+和Pb2+浓度、吸附时间、温度、活性炭剂量对狭叶香蒲活性炭吸附水溶液中Cd2+和Pb2+的影响。狭叶香蒲活性炭对Cd2+和Pb2+的吸附量随溶液起始pH与温度的增加而增加,吸附平衡时间约为10 min;热力学分析表明,吸附过程自发而且吸热,吸附动力学实验结果符合拟二级动力学模型, Langmuir吸附等温模型能更好地拟合狭叶香蒲活性炭对Cd2+的吸附, Pb2+的平衡吸附量与Freundlich模型的拟合性更好。25℃条件下,由Langmuir线性模型拟合得到的Cd2+和Pb2+最大吸附量Qm分别为83.33和116.28 mg/g。狭叶香蒲活性炭的理化性质分析表明,活性炭表面凹凸不平、多孔,比表面积为780.42 m2/g、孔容23.29 mL/g、平均孔径3.14 nm;活性炭含有羟基、磷酸基、C[FY=, 1]C键等,等电点为3.3。结果表明,狭叶香蒲活性炭是Cd2+和Pb2+吸附的有效吸附剂,吸附过程包括静电吸附、离子交换等。     

狭叶香蒲绒纤维对油的吸附与机理

为了解香蒲绒纤维对油的吸附性能与机理,通过静态实验,研究了吸附时间、温度、香蒲绒投加量、油浓度对狭叶香蒲绒吸附水溶液中0#柴油、菜籽油的影响。香蒲绒纤维对油的吸附大约15 min达到平衡;2种油类物质的吸附量随温度、香蒲绒投加量增加而降低,随0#柴油和菜籽油含量增加而增加。热力学分析表明,香蒲绒对油类物质的吸附过程自发而且放热;拟二级动力学模型比拟一级动力学模型对吸附动力学实验结果拟合度更高;相比Freundlich等模型,0#柴油和菜籽油的平衡吸附量与Langmuir吸附等温模型的拟合效果更好;25℃条件下,由Langmuir线性模型得到的0#柴油和菜籽油的最大吸附量Qm分别为32.15 g/g和34.60 g/g。香蒲绒纤维表面粗糙、凹凸不平,主要含有O-H、C=O、C-O等官能团,平均蜡质含量为19.86%。结果表明,香蒲绒纤维是处理含油废水廉价且效果良好的吸附剂,吸附机理以物理吸附为主。     

典型岩溶湿地植物狭叶香蒲对钙胁迫的光合荧光响应

以供试植物狭叶香蒲(Typha angustifolia L.)为研究对象,利用人工模拟岩溶湿地的试验方法,以添加Ca(NO3)2·4H2O的方式设置不同的钙胁迫梯度,考察不同培养时间下狭叶香蒲叶绿素含量及快速叶绿素荧光诱导动力学(OJIP)曲线变化.结果表明:(1)狭叶香蒲在不同钙胁迫处理下叶绿素含量变化显著,培养3...     

西安皂河芦苇与香蒲人工湿地单元对皂河污水重金属的截留效率

西安皂河是对渭河(黄河最大支流)水质影响最大河流之一,其水质的严重污染给流域内居民生活带来了很大健康风险,同时使流域生态环境受到了极大破坏。为明确皂河人工湿地对皂河污水中重金属的截留效率,于2013年4、7、10月通过分析皂河人工湿地系统中芦苇湿地和香蒲湿地中6种重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd)含量和空间分布,研究了湿地对重金属的截留效率、植物、基质和微生物对重金属截留的贡献率和湿地中重金属流失率,并对湿地对重金属的截留效果与湿地理化性质进行相关性分析。结果表明,夏季湿地对重金属截留效率多集中在50%~80%,春秋截留效率多集中在30%~50%;在湿地截留重金属过程中,植物贡献率5%~10%,基质和微生物综合贡献率89%~94%;湿地中重金属流失率小于2%,春秋两季重金属流失率大于夏季。湿地对Cu的截留率与pH、温度呈显著正相关性(PP<0.01);湿地对Pb的截留率分别与pH、速效钾、有机质呈显著正相关性;对Zn的截留率分别与温度、有机质呈显著正相关性;对Cr、Ni的截留率与湿地各项理化性质间的相关性都不显著;对Cd的截留率与pH呈显著负相关性,分别与速效磷、有机质呈显著正相关性。     

黄菖蒲和狭叶香蒲根系对氮磷的吸收动力学

采用改进的常规耗竭法,研究了黄菖蒲（Iris pseudacorus L.）和狭叶香蒲（Typha angustifolia L.）根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的吸收特征及差异。结果表明,这2种植物根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的吸收动力学特征均可采用Michaelis-Menten方程描述。2种植物根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的亲和力（Km）和最大吸收速率（Vmax）有显著差异。吸收H₂PO₄^-时,黄菖蒲根系具有较高的Vmax值和较低的Km值,说明黄菖蒲具有嗜磷特性,并能够适应广范围浓度的H₂PO₄^-环境,适宜用于污染水体磷的去除;吸收NO₃^-时,狭叶香蒲根系具有较高的Vmax值和较低的Km值,表明狭叶香蒲可用于广范围浓度NO₃^-污染的水体修复;吸收NH₄⁺时,黄菖蒲根系具有较低的Vmax值和Km值,而狭叶香蒲根系具有较高的Vmax值和Km值,说明黄菖蒲适宜用于NH₄⁺污染较轻水体的修复,而在NH₄⁺污染较重水体中宜选用狭叶香蒲作为先锋植物。     

土壤中重金属累积预测模型研究进展

健康的土壤是维持人体健康以及国家粮食安全的重要保障.中国部分地区土壤重金属污染较为严重,因此采用合理的预测模型对土壤中的重金属污染状况进行分析和预测,对于土壤的健康管理具有重要意义.聚焦土壤中重金属累积预测模型研究现状,简要分析土壤中重金属的累积行为,阐述不同重金属累积预测模型原理以及实际应用,总结影响预测模型准确度的...     

芦苇和香蒲在人工湿地城市污泥处理系统中的应用

用有机玻璃材料做成模拟人工湿地,分别种植芦苇和香蒲考察2种模拟植物湿地对城市污泥干化和稳定化、污泥中营养元素和重金属去除效果,并和空白湿地对比。实验污泥取自当地污水厂二沉池,污水处理采用厌氧池加氧化沟工艺。模拟人工湿地进泥负荷为0.72 kg TS/(m2.d),进泥中TS平均含量为5.58 g/L,pH为6.80。实验期为1年,采用间歇式进泥,渗滤液月采集测样一次,湿地剩余污泥2月1次。实验结果受天气和气候影响较大,处理效果夏季好于冬季,出水水质和剩余污泥的干化及稳定效果芦苇湿地好于香蒲湿地。剩余污泥中各种重金属含量低于污泥农用标准中各重金属离子浓度要求。结果表明,人工湿地植物净化系统对城市污泥有较好的脱水和稳定化效果。     

外源P输入对窄叶香蒲根表铁膜形成及As吸附的影响

通过室内模拟As污染湿地分析了外源P输入情况下窄叶香蒲(Typha angustifolia L.)根表铁膜的形成及其对As的吸附规律。结果表明:(1)在无外源P输入的情况下,窄叶香蒲根表铁膜形成量与土壤中总砷浓度呈正相关关系,对As的吸附量也随着土壤中总砷浓度的增加而增加;当有外源P输入的时候,在不同土壤总砷浓度下,窄叶香蒲根表铁膜形成量及其对As的吸附量总体都表现为随着外源P输入浓度的增加而减少。(2)As在窄叶香蒲根系与根表铁膜中的质量分配比例表明,75%以上的As都吸附在了铁膜上,而进入窄叶香蒲根系的As不到25%,当有外源P输入时,As在铁膜中的质量分配比例会有所减少,在根系中会有所增加。在外源P输入浓度相同的情况下,窄叶香蒲根表铁膜对As的富集系数随着土壤总砷浓度增加而增加;在土壤总砷浓度相同的情况下,富集系数随着外源P输入浓度增加而降低。综上所述,窄叶香蒲根表可以形成铁膜,其形成量随土壤中总砷浓度增加而增加,但外源P的输入会抑制窄叶香蒲根表铁膜的形成,同时会抑制其对环境中As的吸附和富集,进而降低窄叶香蒲抵御As胁迫的能力。     

共培养条件下黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻光合系统的影响

采用共培养的实验方法,通过测定铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)叶绿素a含量及叶绿素荧光参数,研究了黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)和狭叶香蒲(Typha angustifolia L.)对铜绿微囊藻光合系统的影响。结果表明,共培养条件下,黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻的光合系统具有明显的化感作用,表现为,处理组中铜绿微囊藻的叶绿素a含量从第4天开始显著(Paried t-test,pFv/Fm(光系统Ⅱ最大量子产量)值也呈现逐渐下降的趋势,说明黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻产生了化感抑制,光合效率和光能转化效率下降;而Ik(半饱和光强)和α(光限制斜率)值呈现先增加后逐渐降低的趋势,从第4天开始显著(Paried t-test,p<0.05)低于对照组,表明黄菖蒲和狭叶香蒲的化感作用在短时间内可以激发铜绿微囊藻对光强的耐受能力并能提高藻的光能利用效率,但是随着化感时间的延长,铜绿微囊藻对强光的耐受能力及光能利用效率下降。     

砷胁迫对不同物候期香蒲根系分泌物的影响

为探究典型湿地挺水植物香蒲(Typha angustifolia L.)在砷(As)污染生境中不同物候期的根系分泌物变化特征,测定并分析了A s胁迫下的香蒲根系分泌物构成.结果表明:(1)香蒲根系分泌物主要包括烃类、酚类、生物碱类,枯黄期仅有这3类分泌物,幼苗期还有少量唑类,花果期根系分泌物种类最丰富,出现了特有的有机...     

铜、镉复合污染红壤对黑麦草生长和土壤酶活性的影响

采用石灰石调节红壤酸性后,利用对铜、镉具有一定耐性的高产牧草黑麦草修复铜、镉复合污染土壤。分析黑麦草的生长、生理生化指标以及土壤中酶活性的变化,探索在修复铜、镉复合污染红壤的同时又满足饲料作物安全种植的土地利用方式。结果表明,对于弱酸性红壤（pH 6.0左右）,土壤铜全量较低时（〈50 mg/kg）,黑麦草的生物量、叶...     

4种茄科植物对矿区污染土壤重金属的吸收和富集

采集了湖南及江苏8个矿区或冶炼厂周边4种茄科(Solanaceae)植物及其根际土壤,分析了植物及土壤样品中Cd、Cu、Pb、Mn和Zn 5种重金属浓度.结果表明:番茄(Lycopersicon esculentum)对5种重金属可能有着较强的耐性,但不具有超积累的潜力;刺天茄(Solanum indicum)对Mn、...     

椰纤维生物炭对Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的吸附

为了研究不同裂解温度制备的椰衣生物炭对Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能差异及其机理,并为制备高效吸附生物炭提供依据,采用Langmuir和Freundlich模型拟合分析了300、500和700℃ 3个裂解温度下制备的椰衣生物炭对Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的等温吸附曲线,使用元素分析仪、Boehm 滴定法、扫描电子显微镜等研究了不同温度制备的生物炭的组成与理化性质。结果表明,Langmuir模型和Freundlich模型都能较好地拟合生物炭对这些重金属的吸附,提高生物炭的制备温度可增加其对Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的最大吸附量,同时降低其对As(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的最大吸附量;制炭温度升高引起的生物炭C含量、灰分含量、pH、CEC的升高和生物炭表面积增大是导致其对Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的最大吸附量增大的主要原因。而随着制炭温度的上升,O、H元素含量下降引起的碱性官能团的增加,和羟基和酚羟基官能团的减少是生物炭对As(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)吸附量下降的主要因素。     

红萍在植物治污方面的应用研究进展

植物治污是利用植物清除土壤和水中的各类污染物 ,进行环境治理。水生蕨类植物红萍具有一定的耐污能力 ,可以通过植物活体的富集作用和干体的物理吸附作用 ,从溶液中吸附多种重金属元素及通过植物挥发作用 ,将吸入的硒盐转化为挥发态。在污水中养萍可以去除COD和进行生物脱氮除磷 ,并设计出相应的养萍盘和生物稳定塘系统进行废水处理 ;利用红萍干体填充的滤柱可以用于电镀污水中一些重金属元素吸附回收。本文对红萍近年来在植物治污方面的应用和研究进行了描述和展望