种植不同植物的人工湿地土壤微生物群落研究

为了解人工湿地中植物对土壤微生物的影响,对种植美人蕉、香蒲、芦苇和旱伞草4种植物的人工湿地中土壤微生物群落进行了研究分析.研究结果显示:正在运行的人工湿地系统中,在15～25 cm深度,人工湿地土壤微生物群落的功能多样性无显著性差异(P＞0.05),16SrDNA的PCR-DGGE图谱显示微生物群落相似性高于70％;在...     

四川盆地以本土湿地植物处理农村生活污水研究及工程实例

研究了芦苇、旱伞竹、美人蕉、香蒲、菖蒲及姜花6种四川盆地目前应用较广的湿地植物对农村生活污水的净化效果及对植株生长状况的影响。生物量和相对生长速率表明旱伞竹与芦苇生长最快,香蒲与美人蕉次之,菖蒲与姜花生长较慢。同时,6种湿地植物对农村生活污水中CODCr、TP、NH4+-N和TN的净化能力存在差别。人工培养箱试验25 d后,菖蒲对于生活污水中CODCr的处理效果最佳,使其由217 mg/L降低至39 mg/L,香蒲与芦苇次之,分别降低至45 mg/L与47 mg/L;菖蒲对于TP的去除效果最佳,使其由9.4 mg/L降低至3.7 mg/L,香蒲与芦苇次之,分别降低至3.9 mg/L和4.0 mg/L;美人蕉和姜花对于TN的去除效果最好,使其由21.9 mg/L降低至5.4 mg/L和5.6 mg/L;旱伞竹与芦苇分别使污水中NH4+-N浓度由15.6 mg/L降低至1.58 mg/L和1.62 mg/L。以避免选用旱伞竹、美人蕉与菖蒲这3类外来物种为前提,小型人工湿地工程可安全采用芦苇、香蒲与姜花3类本土湿地植物,农村生活污水经该小型人工湿地工程处理后,CODCr、TP、NH4+-N、TN、DO和浊度净化效果明显,可满足国家农田一类灌溉水质要求。     

改进型和传统型复合垂直流人工湿地的净化效果研究

通过构建传统型复合垂直流人工湿地系统(Integrated Vertical Flow Constructed Wetlands System:IVFCWS)和改进型复合垂直流人工湿地系统(Improved Integrated Vertical Flow Constructed Wetlands System:IIVFCWS),并在其中分别种植彩叶草-太阳草(Coleus blumei-Toninafluviatilis:CT)和美人蕉-大水剑(Canna indica-Acorus calamus:CA),以无植物人工湿地系统为对照,比较研究不同植物组合下两种构型的人工湿地系统对生活污水的净化效果.结果表明,IIVFCWS对COD_(Cr)、NH~+_4-N、TN的净化效果显著优于IVFCWS,而对TP的去除效果则是IVFCWS较IIVFCWS强.有植物的人工湿地系统去除污染物的效果较无植物的对照系统好,其中彩叶草-太阳草组合湿地系统的去除效果较美人蕉-大水剑组合的强,分别为:COD_(Cr)的平均去除率在80.8%-52.8%之间;NH~+_4-N的去除率在93.6%～52.3%之间;TN的去除率在96.4%～67.6%之间,TP的平均去除率均达93.6%以上.     

4种湿地植物的生理性状对人工湿地床设计的影响

野外调查分析了4种常见湿地植物的最长根长,根系体积,植物密度,植株的氮、磷和锌含量等对人工湿地去除污染物、人工湿地设计和人工湿地使用寿命的影响.结果表明,最长根长以美人蕉为最长(43.73 cm),芦苇其次(32.50 cm),黄花鸢尾最短(12.57 cm);根系体积以美人蕉最大(66.72 cm3),芦苇其次(17.42 cm3),黄花鸢尾最低(4.70 cm3);密度以芦苇最高(257株·m-2),美人蕉其次(61株·m-2),茭白最低(54株·m-2);单位面积上芦苇、美人蕉、茭白和黄花鸢尾地上部分生物量分别是4.27、2.12、0.94和O.78 kg·m-2.相应地,单位面积上植物地上部分对氮、磷和锌的吸收量以芦苇最高,美人蕉其次.黄花鸢尾最低.不同植物对人工湿地的使用寿命没有显著影响,但植物的最长根长和密度可作为人工湿地基质深度设计和植物数量配置的依据.     

人工湿地植物系统优化管理研究

在北京官厅水库附近建立潜流人工湿地(总面积:5×20m×2m),芦苇、蒲草混合种植,研究其工艺参数对植物生长状况的影响,植物生长优劣及杂草的存在对污染物去除效率的影响。结果表明,人工湿地运行初期控制水位和水力负荷对植物生长非常重要;在相同的水力负荷下,植物生长状况良好的人工湿地污水处理效果明显高于植物生长状况差的人工湿地,污染物去除效率与植物生长的优劣呈正相关关系;大量杂草特别是浅根旱生杂草的生长会降低人工湿地的净化效率。最后分析了人工湿地生态,提出系统植物的种植、运行期和冬季的管理方法和综合利用思路。     

四种香草兰根际土壤微生物群落功能多样性解析

植物种类、品种是影响根际土壤微生物群落的重要因素。为了明确不同种香草兰根际土壤微生物群落差异,利用Biolog-ECO微平板技术分析墨西哥香草兰、帝皇香草兰、大香草兰、大花香草兰根际土壤微生物群落功能多样性。结果表明:4种香草兰根际土壤微生物群落利用总碳源能力不同,帝皇香草兰根际土壤微生物群落的平均颜色变化率(AWCD)增长速率最快,在整个培养周期均显著高于大香草兰及大花香草兰;帝皇香草兰根际土壤微生物群落对碳水化合物、氨基酸、多聚物类碳源利用能力最强,墨西哥香草兰根际土壤微生物群落对酚酸和胺类碳源利用能力最强;墨西哥香草兰和帝皇香草兰根际土壤微生物群落功能多样性指数均显著高于大香草兰及大花香草兰,其中,帝皇香草兰McIntosh指数分别比大香草兰和大花香草兰高39.5%和65.4%,墨西哥香草兰土壤微生物丰富度指数显著高于其他3种香草兰;根际土壤微生物利用碳源的主成分分析结果表明,4种香草兰根际土壤微生物群落结构差异明显,与土壤微生物碳源利用相关的主成分累积贡献率为95.45%,碳水化合物、羧酸和氨基酸是根际土壤微生物群落利用的主要碳源。综上,4种香草兰根际土壤微生物利用碳源能力及群落功能多样性不同,帝皇香草兰根际土壤微生物群落功能多样性最高。     

华北地区常见九种挺水植物氮磷净化效果优选

为促进水环境治理,通过水培的方式研究了华北地区常见的9种挺水植物(旱伞草、黄菖蒲、水葱、西伯利亚鸢尾、千屈菜、蒲苇、水生美人蕉、黄花鸢尾和花叶芦竹)对水体中氮磷的净化效果。结果表明:不同植物间株高和地上生物量的变化差异明显,其中水葱株高变化最大,水生美人蕉地上生物量变化最高。9种挺水植物对水中总氮、总磷的去除都有较好的效果,总氮去除效果排序为黄菖蒲西伯利亚鸢尾旱伞草黄花鸢尾千屈菜≥花叶芦竹水生美人蕉蒲苇水葱对照组。总磷的去除效果排序为西伯利亚鸢尾黄花鸢尾≥水葱黄菖蒲水生美人蕉旱伞草花叶芦竹千屈菜蒲苇对照组。各组植物间单位面积总氮的去除不存在明显差异,总磷的去除差异明显;地上单位生物量的总氮、总磷去除率的变化范围分别为0.50~6.58和0.043~0.455mg·g-1。考虑到氮磷净化效率及景观效果,西伯利亚鸢尾、黄花鸢尾可作为富营养化水体修复的备选植物。     

影响人工湿地污水净化效果的因素综述

人工湿地作为一种污水净化技术,不但能够对污水进行有效的深度处理,而且成本较低、管理也相对简单,在污水净化方面有很好的应用前景。从湿地植物、湿地微生物和人工湿地设计参数等3个方面对影响人工湿地污水净化的效果进行了综述。不同种类湿地植物的根系泌氧能力、根系分泌物种类和所产生的化感物质的种类、数量及功能均不同,因此对污水净化能力亦不同;湿地微生物能有效降解污水中有机大分子物质和氮磷等污染物,但其多样性和丰度受基质结构、不同植物组合和碳源等多种因素的影响;湿地构型、进水浓度、水力负荷和水力停留时间等基础设计参数在一定程度上决定了湿地系统的净化能力。此外,还展望了人工湿地污水净化技术需要进一步研究的内容,以期提高人工湿地净化畜牧业污水的技术经济效果。     

复合水平流人工湿地中水生植物净化效果研究

采用2块结构相同的复合水平潜流人工湿地,选用不同的植物组合处理农村富营养化水体,分析2块湿地的净化效果,结果表明:2个复合水平流人工湿地对于TN和NH3-N的去除效果差异明显,而对于COD和TP的去除效果差异不明显。对COD、NH3-N、TN和TP的去除率,种植灯心草—菖蒲和美人蕉—风车草的1号复合湿地分别为29.4%、35.7%、43.6%和65.9%;种植香蒲—美人蕉和美人蕉—风车草的2号复合湿地分别为30.6%、49.2%、58.1%和64.5%;2个湿地通过植物吸收、存储氮量仅占湿地总氮的去除量的8.13%和10.72%,但是植物的存在间接地影响微生物硝化/反硝化,对提高湿地氮去除率具有重要作用。湿地通过植物吸收、存储磷量占湿地总磷的去除量的7.59%和10.25%。湿地脱磷的主要贡献来自基质,而植物的贡献较小。     

水平潜流人工湿地微生物群落的碳源代谢特性和功能多样性研究

为深入研究人工湿地的碳去除机理,利用Biolog微平板,研究了水平潜流人工湿地基质微生物群落结构及代谢特性。平均色度变化表明基质上层微生物群落碳源代谢能力要高于下层;主成分分析结果表明人工湿地不同部位的基质微生物群落具有不同的群落结构;对不同碳源利用特性的分析表明,人工湿地基质微生物对糖类利用较强,而前部上层微生物对氨基酸和羧酸利用能力显著高于其他部位微生物,但对聚合物利用能力低于其他点;功能多样性指数研究显示,不同样点间丰度差别较小,而多样性和均匀性指数上层要高于下层,前部下层微生物群落的均匀性指数显著低于其他样点。研究表明,水平潜流人工湿地不同部位的基质微生物群落具有不同的群落结构和代谢功能。