人工湿地中抗生素抗性大肠杆菌和抗性基因的去除与分布

抗生素的滥用导致抗生素抗性菌和抗性基因随生活污水和养殖废水的排放在环境中肆意散播,其去除及环境行为越来越受到关注。采用K-B纸片法测定了9套不同工艺构型模拟人工湿地中大肠杆菌对7种抗生素的抗性率,并应用多重PCR检测磺胺类sul1、2、3与四环素tetA、B、C、D抗性基因,探究人工湿地对抗性菌的去除效率及抗性菌、抗性基因的分布规律。结果显示,人工湿地能有效去除污水中70%左右的抗性大肠杆菌,有效降低了细菌抗性的传播风险;共计分离出535株大肠肝菌中有378株对一种以上抗生素有抗性性,以四环素、磺胺类和氨苄西林抗性率最高,达到25%以上,其他4种抗性率较低,不足20%;2种抗性基因的检出率都在70%以上;对不同采样点大肠杆菌的抗性性及抗性基因的比较发现,各部分大肠杆菌的抗性水平、多重抗性指数(MRI)以及抗性基因(sul、tet)检出率和组合数表现出:基质≥出水>进水,推测抗性菌被湿地基质截留,在基质生物膜上发生抗性基因的重组,并释放抗性菌,提高了出水中抗性水平和抗性基因检出率。     

不同碳源添加量对垂直流人工湿地污水处理效果的影响

以垂直流人工湿地小试系统为研究对象,采用碱处理过的千屈菜(Lythrum salicaria)作为反硝化碳源补充材料,探讨了不同碳源添加量对系统COD及氮、磷去除效果的影响。结果表明,一定剂量经过碱处理的千屈菜材料可以为人工湿地系统脱氮提供反硝化所需要的碳源,而且具有缓效持续释放的特点。添加此碳源材料可明显提高系统的脱氮效率,最高可提升30.85%,但随着C/N比的增加,硝态氮去除率逐渐降低,C/N比为3、5、8时分别为91.20%、87.72%和84.19%。添加碳源量达到C/N比为3时系统能够发生最大程度反硝化,此时不仅人工湿地系统脱氮效果得到提高,同时人工湿地除磷能力也有所增强。碱处理过的千屈菜材料在本系统中的最适宜添加量为5 g,即100 g/m2(C/N=3),远低于在进水中为满足反硝化所需调控的C/N比(5～8),可以节约外加碳源成本。     

基于层次分析法的人工湿地减排绩效评估指标体系研究

绩效减排有助于发挥减排工程潜力,为水污染减排提供更大空间.结合人工湿地特点,以水污染物减排为主要目标,从减排治污、资源利用、经济和管理指标选择了12个评估指标,并基于层次分析法对各个评价因子的权重进行了确定和判断,构建了人工湿地减排绩效评估指标体系,评估人工湿地减排绩效.通过科学分析人工湿地的减排绩效,优化人工湿地规划、设计和管理水平.     

粉煤灰两步水热法制备人工沸石

以粉煤灰为原料,采用两步水热法制备人工沸石。SEM、XRD、X射线荧光光谱分析结果表明:制得的人工沸石纯度较高,主要为Na-A型沸石和少量13X型沸石,主要化学成分为SiO2和Al2O3。说明采用两步法制备人工沸石克服了传统水热法杂质含量高的缺陷。采用人工沸石处理初始Mn2+质量浓度为50.00mg/L的模拟含锰废水,吸附125min后,Mn2+去除率达98.19%,模拟废水中剩余Mn2+质量浓度为0.90mg/L。     

复合人工湿地对水源地库区水质净化效果分析

宁波皎口水库是水源地,皎口复合人工湿地位于皎口水库的进水口,采用多种水流方式复合,对提高水库水质及保障饮用水安全具有积极的作用。为了探明人工湿地在微污染地区的应用价值,对人工湿地水源地水质净化效能进行了研究。在1年的监测调查调查中,研究探讨了复合人工湿地及其不同模块在不同季节的净化效果。结果表明,该人工湿地对总氮和总磷的平均去除率分别可达到为34.7%和42.6%,对COD和TOC的平均去除率可达到28.5%和21.6%。COD、NH₄⁺-N和总磷出水平均浓度分别为2.193、0.215和0.021 mg/L,均达到 《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅱ类水质标准。在比较不同模块去除效果方面,提出了具有填料的生态滤池更有利于磷的去除,而对于氮、有机物等营养元素,复合多级强化生物膜系统及营养盐集约式植物资源化系统则有较好的去除效果。     

人工湿地植物对重金属铅的抗性

随着含铅废水污染引起的生态安全问题日益加重,以及处理要求的日益严格,含铅废水的处理已成为目前研究和工程实践的重点。由于植物修复技术操作管理方便,成本低廉,处理效率高和选择性强等优点,植物修复已成为处理含铅废水的较有潜力的和行之有效的优化技术。实验参照水体重金属污染现状,模拟设置不同铅浓度的水体,通过盆栽水培实验及实验室分析测试,分别研究了重金属铅对芦苇、香蒲、鸭跖草这3种植物生长的影响、分析各种植物对铅的抗性的表现及重金属在植物体内的积累和分布,为人工湿地植物的选择提供科学依据。     

潜流人工湿地去除毒死蜱、双酚A、4-壬基酚

为研究潜流人工湿地对毒死蜱、BPA及4-NP的去除效果,选取宽叶香蒲、芦苇、花叶香蒲及小香蒲4种湿地植物,通过SPE-HPLC测定进出水中3种污染物的浓度,计算4种植物潜流人工湿地对3种污染物的去除效率。结果表明,水力停留时间3 d,4组植物对毒死蜱、BPA和4-NP去除率均高于60%,各植物组对毒死蜱和4-NP的去除效果之间无显著性差异,宽叶香蒲对BPA的去除率为82.66%,显著高于其余3种植物组62.96%~69.63%。在静态条件下,毒死蜱、BPA和4-NP在模拟系统内降解过程符合一级降解动力学方程,降解方程分别为:c=124.63exp(-t/25.393)+3.7618 1,c=316.61exp(-t/34.955)+0.56475 2,c=168.91exp(-t/17.061)+12.133 3(c,剩余浓度,μg/L;t,停留时间,h),半衰期分别为18、21和11 h。     

最大光能转化效率F_V/F_M用于城市人工水体藻华的监控预警

结合2012年5—10月对上海市区2个典型城市人工水体藻华过程叶绿素、最大光能转化效率FV/FM变化,及其与水质指标的关系,研究FV/FM用作城市人工水体藻华监控预警指标的可行性。结果表明,曲阳公园、黄兴公园的FV/FM分别在0.57~0.71和0.58~0.63之间;人工模拟昼夜日照和温度变化培养曲阳公园藻华的水藻得到,藻类生长适应期FV/FM<0.60,对数期FV/FM>0.60,FV/FM与藻类生物量无显著相关性,仅反映藻类所处生长阶段。分析FV/FM和叶绿素a与浊度、COD、TN、TP的相关性得到,FV/FM能兼顾藻类在富营养化水体中的生理环境和生长特性,综合反映了藻华在城市人工水体形成相关的物理、化学、生长特性等因素,对研究水体FV/FM=0.63可作为预警水体藻华发生的阈值。研究成果为城市人工水体藻华暴发的监控、预警提供新的途径和方法。     

2种改良土壤渗滤系统对降雨径流中氮的去除

为研究改良土壤渗滤系统对降雨径流中不同形态氮(NH+4-N,NO-3-N,NO-2-N,TN)的去除效果及径流中氮负荷对氮去除率的影响,实验分别以聚氨酯泡沫和人工草皮为改良材料,以降雨径流中的氮为处理对象进行室内模拟研究。结果表明,聚氨酯泡沫土壤渗滤系统及草皮土壤渗滤系统对TN,NH+4-N均具有较好的净化效果,并表现出良好的耐冲击负荷能力。TN平均去除率分别为72.65%和71.07%,NH+4-N平均去除率分别为98.10%和99.09%。2种渗滤系统对NO-3-N去除效果均较差,表现为-420.07%和-171.66%的负去除率。聚氨酯泡沫土壤渗滤系统对NO-2-N的平均去除率为87.29%,高于草皮土壤渗滤系统53.77%的平均去除率。总体上,聚氨酯泡沫土壤渗滤系统对径流中氮的去除效果优于草皮土壤渗滤系统,具有较好的应用前景。     

进出水位置对水平潜流人工湿地水力效率影响及可视化分析研究

通过对水平潜流人工湿地9种不同进出水方式进行NaCl脉冲示踪实验,得到不同进出水方式下的水力停留时间分布密度曲线,计算其平均水力停留时间、表观水力停留时间、峰值停留时间等水力学参数,根据不同停留时间的对比关系计算相对水力效率。此外,利用染料进行不同进出水方式下的可视化示踪实验,通过MATLAB图像处理,获得高对比度的流态图像。识别不同进出水方式下的"死区"分布,计算"死区"相对面积用以表征其水力效率。结果表明:(1)进出水方式为中进上出和下进上出时,水力效率相对较高;(2)水力分布散度会对水力效率造成较大影响;(3)相比有效体积比,采用水力学效能所得到的排序结果更能代表水平潜流人工湿地的实际水力效率;(4)出水口位置对水平潜流人工湿地"死区"分布和面积有较大影响,在实际水平潜流人工湿地的设计中,出水口位置设置在上部、转角处设计为圆角将有助于减小"死区"面积、提高水力效率,有利于发挥人工湿地最大除污效果。