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。     

人工湿地组合工艺对水体中浮游动物群落结构的影响

研究了在不同水力负荷条件下［0.6 m³·(m²·d)^-1,0.8 m³·(m²·d)^-1,1.0 m³·(m²·d)^-1］,人工湿地组合工艺系统对浮游动物群落结构的影响和在相同的水力负荷下,人工湿地组合工艺系统对浮游动物群落结构影响的季节性变化.结果表明,在水力冲击负荷为0.8 m³·(m²·d)^-1时对浮游动物群落结构的影响相对较大;春、夏、秋季的作用强于冬季,而秋季对浮游动物群落结构的影响最大;对大型浮游动物的影响大（去除率≥70％）,对小型浮游动物的影响相对小一些,湿地出水中出现了一些进水中没有的种类;稳定塘的存在对浮游动物的群落结构变化起到了缓解作用,组合工艺（下行流湿地→兼性塘）的作用效果较弱;下行流→上行流湿地→推流床湿地和下行流湿地→推流床湿地的作用效果较强,对浮游动物的影响较大.     

硅藻土在环境领域的研究和应用

中国硅藻土储量丰富,在东北、云南等地都有大量分布,是宝贵的矿产资源。硅藻土密度低、比表面积大、具有多孔性、化学稳定性高,颗粒中的硅质多孔结构分布规律且贯通纳米孔道。硅藻土及其改性产物在应用于生态环境领域后对环境无污染,符合绿色生态理念,是极具前景的环保材料之一。在对国内外文献资料进行研究的基础上,通过对硅藻土在水处理、固体废物处理、空气净化及土壤改良等领域研究和应用的总结,明确了硅藻土在生态环境领域中的重要应用价值。硅藻土对不同类型的污水都有较好的净化效果,已被应用于工业废水、城镇生活污水、污染河流等的净化;硅藻土在固体废物处理上的研究较少,仍处于初步探索阶段,未来仍存在很大的发展空间;在净化空气领域,硅藻土主要作为吸附材料去除甲醛、NH3、大气颗粒物等污染物,吸附效果明显;硅藻土能够有效降低土壤中污染物的含量,同时改善土壤理化性质,增强土壤肥力,将硅藻土应用于土壤改良具有良好的发展前景。目前对硅藻土的研究大多处于实验室阶段,鲜见实践研究,且对硅藻土作用于不同污染物的机理研究还不够透彻,还存在再生、回收等问题。未来如何更加广泛化、工业化地发挥硅藻土在环境领域的应用优势值得更深入细致的研...     

复合垂直流构建湿地基质微生物类群及酶活性的空间分布

对构建湿地基质微生物类群数目及酶活性的空间分布特点进行了研究，为进一步深入研究构建湿地净化污水的机制提供了可能，研究表明：（1）不同月份构建湿地基质的微生物类群目是不相同的。（2）基层不同层次之间其微生物类群数目不相同，上层数目较中下层多，最多几乎达三个数量级，（3）下行流池中的微生物类群数目较上行流池多。（4）下行流池中的脲酶活性较上行流池高，且上层高于中下层。（5）上行流池中的磷酸酶活性较下行流池为高。     

复合垂直流构建湿地中有机质积累与基质堵塞

利用灼烧失重研究了复合垂直流构建湿地小试及中试系统中有机质的积累规律及其与湿地基质堵塞的关系,通过示踪剂实验测定了堵塞前后系统水力停留时间的变化.结果表明,有机质主要积累在基质表层和上层0～50mm处且有机质积累主要发生在下行池.有机质含量与基质深度负相关,基质表层有机质含量明显高于其他各层.湿地系统中有机质含量与基质渗透系数呈明显的负相关性,有机质含量越高,基质渗透系数越小,说明有机质积累是导致构建湿地堵塞的一个重要原因.复合垂直流构建湿地堵塞后,其水力特征发生了改变,延长了该系统的实际水力停留时间.     

水体沉积物磷控制技术

水体中的磷主要来源于外源磷输入和内源磷释放,外源磷的输入已受到人们的广泛关注逐步得到控制,内源磷释放成为水体富营养化中磷的主要来源,因此研究内源磷释放控制技术具有重要意义。文章介绍了沉积物磷释放的影响因素,溶解氧,温度,pH值,微生物,盐度,扰动等因素都对沉积物磷释放有很大的影响。简要阐述了磷释放控制技术的研究进展及应用概况,包括沉积物中注入硝酸钙控制技术,HCl改性沸石和方解石复合覆盖层控制底泥磷释放,赤泥控制沉积物磷释放,水生植物控制沉积物磷释放。还介绍了沉积物磷释放控制技术的发展前景,认为在考虑处理效果的同时也应充分考虑经济效益,如利用赤泥,沸石等廉价材料。研究异位/原位联合生物修复技术控制沉积物磷也可能成为湖泊底泥污染的一个发展方向。     

不同氮、磷浓度对穗花狐尾藻生长及酚类物质含量的影响

为揭示解营养物质对穗花狐尾藻生长及其体内酚类物质的影响,研究了不同氮、磷浓度下穗花狐尾藻体内可溶性糖、可溶性蛋白和总酚含量的变化及与酚类代谢相关酶——苯丙氨酸裂解酶(Pheny lalanine ammonia-lyase,PAL)的活性.结果表明,不同氮、磷条件下,穗花狐尾藻顶端组织中可溶性蛋白含量没有明显变化,低氮、低磷水平下顶端组织中可溶性糖含量分别为50.91、38.25mg.g-1(以干重计),均高于对照组,表明穗花狐尾藻体内可溶性糖对氮、磷胁迫的响应较可溶性蛋白敏感.不同氮浓度(0.875、7.0、56.0mg.L-1)和磷浓度(0.194、1.55、12.4mg.L-1)下,穗花狐尾藻顶端组织中总酚含量分别为44.74、24.42、29.73mg.g-1和37.77、30.60、36.05mg.g-1(以干重计),对应PAL酶活性的变化趋势与酚类物质变化趋势一致,而生物量增长率与酚类物质变化趋势相反,即过高和过低的氮、磷胁迫均会导致穗花狐尾藻生物量增长率的降低及体内酚类物质含量的升高.     

UV/TiO2薄膜体系光降解酞酸酯研究

采用自制玻璃负载TiO2薄膜,研究了UV-Vis/TiO2以及UV/TiO2/H2O2体系对2种酞酸酯DBP和DEHP的光催化降解情况.研究结果表明,TiO2在暗处对酞酸酯没有降解作用;UV/TiO2体系能有效光降解DBP和DEHP,TiO2具有明显的光催化作用,增强因子分别为fDBP=2.06,fDEHP=1.53;在一定浓度范围内DBP在UV/TiO2体系中的降解速率与其初始浓度成负一级动力学关系;UV/TiO2/H2O2体系对DBP的光降解能力远大于UV/TiO2和UV/H2O2体系,H2O2能显著提高TiO2的光催化活性.     

UV/TiO2薄膜体系光降解酞酸酯研究

采用自制玻璃负载TiO2薄膜,研究了UV-V is/TiO2以及UV/TiO2/H2O2体系对2种酞酸酯DBP和DEHP的光催化降解情况。研究结果表明,TiO2在暗处对酞酸酯没有降解作用;UV/TiO2体系能有效光降解DBP和DEHP,TiO2具有明显的光催化作用,增强因子分别为fDBP=2.06,fDEHP=1.53;在一定浓度范围内DBP在UV/TiO2体系中的降解速率与其初始浓度成负一级动力学关系;UV/TiO2/H2O2体系对DBP的光降解能力远大于UV/TiO2和UV/H2O2体系,H2O2能显著提高TiO2的光催化活性。     

利用磷脂脂肪酸表征人工湿地微生物群落结构

通过磷脂脂肪酸(PLFAs)分析,研究了复合垂直流人工湿地基质剖面的微生物群落结构及其分布特征.结果表明,湿地PLFAs组成以饱和脂肪酸、支链脂肪酸和单不饱和脂肪酸为主,多不饱和脂肪酸与环丙烷脂肪酸含量较少.特征脂肪酸的比值呈垂直分布.基质中好氧原核微生物为优势类群,其次为革兰氏阳性细菌及其他厌氧细菌,真核微生物所占比例最低.统计结果显示,好氧原核微生物的特征PLFAs相对含量在上行池表层最高;革兰氏阳性细菌、SRB及其他厌氧细菌的特征PLFAs相对含量在下行池中层显著高于其他位点,指示该区域为湿地系统主要的兼性厌氧功能区.