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     

武汉月湖水体主要元素与浮游植物的PCA与CCA分析

通过2007年1—12月对武汉月湖不同的取样点进行监测,并选择汉江琴台段水域作为研究对照,调查了月湖水体硅藻、蓝藻与水体主要元素的种类,采用PCA、CCA分析法探讨了月湖水体硅藻、蓝藻与水体元素种类的关系。结果表明:月湖水体中所含元素全年监测出28种;汉江琴台段水域中所含元素全年监测出27种。经PCA分析表明,月湖水体中累计贡献率较大为磷(P)、砷(As)、铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn);汉江琴台段水域累计贡献率较大为硅(Si)、锑(Sb)、镉(Cd)、钒(V)、钡(Ba)、Ag(银)、钼(Mo)。月湖水体中蓝藻密度大于硅藻,汉江琴台段水域硅藻密度大于蓝藻。经CCA分析表明,月湖硅藻密度与硒(Se)、锶(Sr)、银(Ag)、Ba、铝(Al)呈正相关关系;月湖蓝藻密度与P、Cu、铬(Cr)呈正相关关系,月湖蓝藻密度与镁(Mg)、镍(Ni)、钙(Ca)、锌(Zn)、硫(S)呈负相关关系。CCA分析中,汉江琴台段硅藻密度与铅(Pb)、硼(B)、As、Cr、Zn、Al、Cu、Mn、Fe、P呈负相关关系,汉江琴台段硅藻密度与Mo、Ca、钴(Co)、V、Sr、Ag呈正相关关系;汉江琴台段蓝藻密度与钠(Na)、S、Mg、Ni、钾(K)呈负相关关系。月湖水体缺乏可溶硅(dissolved silicon,DSi),硅藻会提升对其他元素(Se、Sr、Ag、Ba、Al)的吸收能力,这些元素会起到缺乏元素(Si)近似的作用,替代性可能出现。水中各种元素的组态是导致月湖浮游植物群落发生演变的重要原因之一。     

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。     

STUDIES ON THE PURIFYING SPACE IN ARTIFICIAL WETLANDS WITH CATTAIL AND RUSH

调查了人工湿地水生植物根区理化特性,根系扩展的深度和位置,微生物和酶的分布状况;比较了不同深度人工湿地污水净化效果;探讨了人工湿地污水处理系统最佳净化空间位点。通过对香蒲、灯心草人工湿地的研究,发现植物的根系主要分布在基质上层２５ｃｍ区域内,在５到１０ｃｍ区域内,微生物数量最多,２５ｃｍ区域次之,３５ｃｍ以下较少。系统表层磷酸酶,葡聚糖脱水酶和蛋白酶的活性较２０ｃｍ区域内各酶活性强。对于废水的净化而言,系统２０ｃｍ和６０ｃｍ处的净化效果差别很小。结果表明,人工湿地废水处理系统上部区域为较佳净化空间。     

菹草对铵氮和硝氮急性胁迫的响应

利用水族箱研究了在单一的铵氮和硝氮急性胁迫下.3d内菹草的现存量、生产力、叶绿素与可溶性蛋白质含量以及SOD和POD活性的变化特点.结果表明:铵氮胁迫下,菹草现存量增加百分比与铵氮浓度间显著负相关;铵氮＞1.56mg/L时,菹草现存量、生产力、可溶性蛋白含量开始明显下降.生长受到抑制;叶绿素含量在胁迫6h时无明显变化,在高浓度的铵氮胁迫24和72h时,含量明显下降;随着胁迫时间延长,SOD活性明显升高时对应的胁迫浓度越来越低,而在高浓度的铵氮胁迫下,活性明显下降;POD活性随着胁迫浓度的提高,在6、24和72h时,均先升后降.在0～200mg/L的硝氮胁迫下.菹草现存量先升后降,但其最低值与对照无明显差异;随着胁迫浓度增加,蛋白质含量在胁迫6h时无明显变化,24和72h时先升后降;叶绿素含量无明显变化,SOD活性持续升高;POD活性除在＞25mg/L的硝氮作用72h时下降外,均随硝氮浓度增加而增加.总生产力在硝氮≤100mg/L时无明显下降.NH4-对菹草的毒性远大于NO3-.     

有机磷农药毒死蜱研究进展

毒死蜱作为替代高毒有机磷类农药的主要品种,在我国应用日益广泛。随着用量的增加,势必加大该类农药污染的程度。文章综述了毒死蜱的研究热点问题,主要包括毒死蜱的环境行为,对土壤酶和微生物、植物及水生生物的影响,以及毒死蜱的微生物降解等;同时对未来研究方向进行了展望。     

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。     

不同生态工程及其组合系统除藻效率的比较研究

比较了不同水力负荷条件下,由水平流碎石床湿地、下行流湿地、上行流湿地、好氧塘和兼性塘等不同生态工程单元组合而成的5组8套小型处理系统对藻类的去除效率及其变化趋势,并根据适宜水力负荷下各系统除藻效率的季节变化研究了各种组合形式对藻类的去除效果.结果表明:当水力负荷为0.8m³/(m²·d)时,各处理单元对藻类生物量的去除效率均达到最高;好氧塘+下行流湿地系统和水平流碎石床系统均表现出较强的抗水力冲击负荷能力;各生态工程组合系统的除藻效率在夏季最高,对藻类的去除率均超过94%;冬季最低,藻类去除率变动范围为34%～90%.不同类型生态工程的组合方式决定了系统的除藻效率,下行流-上行流湿地的组合对藻类去除效果优于其它组合,季节变化对其运行效果影响不大;水平流碎石床湿地系统对藻类去除效果略逊于其它组合且受季节影响较大.     

潜流型人工湿地堵塞机制及其模型化

从物理、化学、生物三个方面分析了人工湿地堵塞的机理,指出湿地堵塞的过程实质上就是有效孔隙率减少的过程,湿地的堵塞与否,堵塞的程度如何,可由其饱和水力传导系数来表征。对几个与人工湿地堵塞有关的数学模型作了介绍和分析,并探讨了一些预防人工湿地堵塞的措施以及其未来的研究方向。     

底泥厌氧环境和光照对菹草萌发和幼苗生理的影响

通过向底泥中投加不同量的蔗糖使其发生厌氧反应以模拟不同程度的底泥厌氧环境,研究这种环境和光照强度对菹草石芽萌发和幼苗生理作用的影响。实验结果表明,底泥厌氧环境能显著降低菹草石芽的最终萌发率,且低光照会加剧这种趋势;尽管低光照不一定会提高最终的萌发率,但对提早石芽的萌发是有利的。在01%蔗糖投加处理中,幼苗的叶绿素和可溶性蛋白含量最高(平均为250和1928 mg/g FW),其后随投加量的升高而降低,而游离氨基酸的含量却一直呈上升趋势,最高时达到024 mg/g FW ,但低光照却使它下降;可溶性糖含量基本不受底泥厌氧水平的影响,但随着光照减少而降低。随着厌氧水平的增加（从对照到05%蔗糖投加量）,菹草的超氧物歧化酶(SOD)活性呈现上升趋势,但在10%蔗糖投加处理中活性降至最低;而过氧化物酶(POD)活性一直处于下降趋势。研究结论是：底泥厌氧对菹草石芽萌发影响显著,这种影响可能比低光照的限制作用还要重要。轻度的厌氧环境反而能促进菹草幼苗的生理代谢,但随厌氧水平的升高对碳氮平衡和其它生理活动产生不利影响。此外,底泥厌氧环境对菹草幼苗的抗氧化系统也有明显刺激作用。