表面流人工湿地对辽河水质长期净化效果

选择茭白(Zizania caduciflora)、鸢尾(Iris tectorum)、美人蕉(Canna indica)和芦苇(Phragmites australis),连续4年(2015—2018)研究了不同植物配置下人工湿地对辽河水质净化作用.结果表明:2015—2018年人工湿地不同植被对BOD5,CODCr...     

人工湿地不同植被净化污水效果及其氮磷累积研究

通过模拟垂直流人工湿地污水系统,研究了湿地植被鸢尾（Iris pseudacorus）、香蒲（Typha orientalis）、茭白（Zizania aquatica）和芦苇（Phragmites australis）对生活污水总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH₄⁺-N）、生物耗氧量（BOD₅）和化学耗氧量（COD_Cr）的去除效果及其植被对氮磷累积效应。结果发现:（1）人工湿地4种植被对生活污水的净化效果存在一定的差异,对污水各个指标的去除率随人工湿地的运营期均呈“V”型变化,基本表现为反弹期 > 稳定期 > 恢复期 > 启动期;（2）综合比较可知,通过人工湿地整个运营期来看,人工湿地植被能有效促进湿地对污水的去除效果,其中以茭白和鸢尾的去除效果较好,而4种湿地植被对TP的去除率最高,对TP,NH₄⁺-N和COD_Cr的去除率差异不显著（p > 0.05）;（3）4种湿地植被地上和地下生物量表现出一致的变化规律,基本表现为鸢尾和茭白高于芦苇和香蒲,除了鸢尾以外,其他植被地上、地下生物量比（A/U）均大于1,4种植被地下生物量占总生物量的40%以上,并且地上部分N,P浓度高于地下部分N,P浓度,地上平均N,P积累量高于地下部分N,P积累量;鸢尾和茭白地上部分和地下部分N,P浓度和N,P积累高于芦苇和香蒲;（4）相关性分析表明人工湿地不同植被N,P积累量分别与生物量、N含量、P含量均呈显著的线性关系（p < 0.01）,生物量与N,P积累量的相关系数高于N含量和P含量的相关系数,表明人工湿地植被生物量对N,P积累量的影响大于植被体内N,P含量的影响,因此可以通过生物量来评价人工湿地植被对N,P的去除效果。     

不同植物配置下人工湿地微生物群落特征及其影响因素

植物是湿地生态系统的重要组分,本选择茭白(Zizania caduciflora)、鸢尾(Iris tectorum)、菖蒲(Acorus calamus)和芦苇(Phragmites australis),连续5年研究了不同植物配置下人工湿地微生物群落特征对环境的指示作用,结合微生物群落冗余分析(Redundancy analysis,RDA),研究了不同植物配置下人工湿地土壤环境因子及其对微生物群落分布的影响。结果表明:(1)土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷和碱解氮呈一致的变化规律,均表现为芦苇菖蒲茭白鸢尾,而不同人工湿地全磷差异不显著(p0.05)。(2)人工湿地对土壤微生物量有较大的影响,土壤微生物量碳、氮、磷呈一致的变化规律,均表现为芦苇菖蒲茭白鸢尾,不同人工湿地微生物量碳和氮差异均显著(p0.05),微生物量磷差异不显著(p0.05)。(3)物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、和碳源利用丰富度指数(S)均表现为芦苇菖蒲茭白鸢尾,而优势度指数(Ds)则表现为鸢尾茭白菖蒲芦苇。其中不同人工湿地碳源利用丰富度指数(S)差异均显著(p0.05),不同人工湿地优势度指数(Ds)差异均不显著(p0.05)。(4)相关性分析表明不同人工湿地微生物物种丰富度指数(H)与SOC,TN呈显著正相关,芦苇和菖蒲的相关系数高于茭白和鸢尾,说明芦苇和菖蒲人工湿地微生物群落多样性高于茭白和鸢尾;RDA分析表明,土壤环境因子具有明显的生态梯度,SOC,TN是影响人工湿地微生物群落多样性的主要环境因子。     

高盐废水人工湿地处理中耐盐植物的筛选

天津塘沽作为滨海新区核心区,是目前天津发展最快的地区之一。由于本区盐碱土壤等自然条件,污水中盐分含量较高,制约了废水的回用。本文通过模拟人工湿地实验,比较了芦苇(Phragmites australis)、盐地碱篷(Suaeda salsa)、碱蒿(Artemisia anethifolia)、黄花鸢尾(Iris wilsonii)、盐角草(Salicornia europaea)和大米草(Spartina anglica)等耐盐植物对轻污染水体中高浓度氯离子的去除能力,筛选出去除能力较强的植物,并确定植物对盐分去除率达到最大时的生态系统条件。结果表明,适合人工湿地的耐盐碱植物对氯离子的去除效果依次为:芦苇盐地碱篷碱蒿黄花鸢尾盐角草大米草,停留时间一般在第4 d时可达到平衡。该研究为利用人工湿地处理高盐废水提供了科学依据。     

蚯蚓和基质种类对人工湿地植物根系特征及净化效果的影响

选择4种常见的人工湿地基质（沙、沙＋土、有机质＋沙、有机质＋沙＋土）,研究加入蚯蚓后不同基质对黄菖蒲最长根长、根体积和基质总孔隙度及其净化CODMn能力的影响。结果表明,不同基质上黄菖蒲的最长根长、根体积存在差异,以有机质＋沙基质上黄菖蒲的最长根长、根体积最大,而沙子基质上黄菖蒲的最长根长、根体积最小,两处理间存在显著差异（P〈0.01）。加入蚯蚓能增加黄菖蒲的最长根长、根系体积、总孔隙度和CODMn的去除率。相关分析显示,黄菖蒲的最长根长、根体积与总孔隙度呈显著正相关（P〈0.01）,且根系体积、最长根长与CODMn去除率也呈显著正相关（P〈0.01）。     

湿地植物对富营养化水体中氮、磷吸收能力研究

用营养液培养方法研究了11种湿地植物对氮、磷的吸收能力。结果表明,湿地植物平均生物量变化范围在9.31～49.53.g/plant(干重)之间;其地上部分与地下部分生物量的比值在1.21～3.09之间。美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇有较高的地上部分生物量,而麦冬的地上部分生物量较低。地上部分植株氮、磷含量变化范围分别是22.13～33.03.mg/g和2.53～5.38.mg/g(以干重计算);湿地植物对氮、磷的吸收量分别是252.99～1279.98和23.55～251.83.mg/plant,对氮、磷去除率分别是10.91%～59.32%和50.13%～87.26%。氮和磷的吸收主要受湿地植物生物量的影响,美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇对氮、磷都有较好的吸收能力。     

美人蕉（Canna indica Linn.）和芦苇（Phragmites australis L.）人工湿地对含铬生活污水的净化效果及植物的生理生态变化

选取美人蕉（CannaindicaLinn.）、芦苇（PhragmitesaustralisL.）为植物材料,以不同浓度K2Cr2O（7分别含0、1、20、50mg.L-1Cr6＋）的生活污水作为Cr6＋污染源,研究了不同浓度Cr6＋及处理时间下两种湿地对污水净化效果、植物体Cr6＋积累量及根系活力（TTC）、叶片超氧化歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、净光合速率（Pn）和丙二醛（MDA）等生理指标的影响。结果表明：（1）在试验的初期30d内,随处理时间的延长,两种人工湿地COD、氨氮去除率均呈逐渐上升的趋势,30d后,随着Cr6＋处理时间的延长及Cr6＋浓度的逐渐升高,两种湿地系统对COD、氨氮去除率均逐渐下降。在20、50mg.L-1Cr6＋处理条件下,两种湿地对COD、氨氮的净化效果显著低于对照及1mg.L-1Cr6＋处理,对照与1mg.L-1Cr6＋处理条件下差异不显著。（2）在不同Cr6＋浓度处理下,两种人工湿地对TP净化效果的能力较为稳定,同时随处理时间的延长,美人蕉、芦苇体内Cr6＋积累量逐渐加大。（3）1mg.L-1Cr6＋处理可提高美人蕉和芦苇的TTC、叶片的SOD、POD、Pn,而20、50mg.L-1Cr6＋处理对以上指标均有不同程度的抑制作用,且抑制效果与处理浓度、时间呈正相关。（4）MDA含量随处理时间的延长和浓度升高呈逐渐增加趋势。可见,低浓度Cr6＋能有效促进美人蕉、芦苇生长,使之能够维持正常的净化功能,因此,利用它们作为人工湿地植物来修复Cr6＋污染具有一定的实用价值。     

白洋淀湿地典型植被芦苇储碳固碳功能研究

湿地生态系统具有很强的储碳、固碳能力,在全球碳循环中占有重要地位。在实地调查和实验室测定的基础上,研究了白洋淀湿地芦苇（Phragraites austrdis（Cav．）Trin．Ex Steudel）的现存生物量和初级生产,并根据光合作用原理测算了其碳储量和固碳能力,进而从光能利用率的角度探讨了其固碳潜力。结果表明,白洋淀湿地芦苇的碳储量较大,为2．52-3．44kg·m^-2,平均2．9kg·m^-2,且地下部分的生物量大于地上部分,两者比值为2．38—3．30,平均2．90,地下部分碳储量是地上部分的近3倍。白洋淀湿地芦苇具有较强的固碳能力,为0．82～1．65kg·m^-2·^-1,是全国陆地植被平均固碳能力的1．7～3．4倍,全球植被平均固碳能力的2．0-4．0倍。白洋淀湿地芦苇的光能利用率仅为0．6％-1．2％,若提高到植物理论最大光能利用率5％～6％,则固碳能力可较目前提高3．2-9．0倍,达到6．60-8．25kg·m^-2·a^-1,潜力很大。     

银川平原人工湿地水生植物去污能力研究

利用人工湿地模拟开展城市生活污水处理后二级水深度处理研究,发现人工湿地可以实现二级水的进一步处理,有效提升水质.选用西部地区常见的6种植物,利用箱培养开展不同植物在不同时期对水体COD,BOD5,NH4+-N处理效果的研究.研究显示,不同水生植物不同时期对不同污染物处理效率明显不同,8月份各类水生植物的处理效率最高,其中茭白对3类污染物的处理效率最高,菖蒲、芦苇处理效率较高,相对而言,慈姑的处理效率最低.因此利用天然湖泊或人工湿地可以进行城市生活污水的深度处理,开展污水治理过程中,水生植物的选择十分重要.     

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（IntegratedVerticalFlowConstructedWetlandsSystem：IVFCWS）和改进型复合垂直流人工湿地系统（ImprovedIntegratedVerticalFlowConstructedWetlandsSystem：IIVFCWS）,并在其中分别种植彩叶草-太阳草（Coleusblumei-Toninafluviatilis：CT）和美人蕉-大水剑（Cannaindica-Acoruscalamus：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CODCr、NH4＋-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：CODCr的平均去除率在80．8％-52．8％之间;NH4-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。     

Photocatalytic Decolorization of Commercial Acid Dyes using Solar Irradiation

Four wetland plants were selected to study the effect of Fe plaque formation on phosphorus (P) accumulation in the rhizosphere and P uptake. There were significant positive correlations between the sorbed Fe content in the rhizosphere and the Fe plaque concentration (r ²?=?0.8454, p?<?0.01) and between P accumulation and the amount of the sorbed Fe in the rhizosphere (r ²?=?0.8460, p?<?0.01). The concentration of the Fe plaque on the root surface of four wetland plants species tested followed the order of Zizania cedu Ciflora Turez > Scirpus tabernaemontani Gmel > Iris pseudacorus Linn > Canna indica Linn. The Fe plaque formation increased P uptake, apparently through enhancing the diffusion of P into the roots of the wetland plants; this resulted in increased P concentration in shoots. However, this effect decreased in the higher Fe plaque concentration status, apparently due to physical blocking and immobilization of P by Fe plaque. Therefore, adequate surface coverage of roots of wetland plant by the Fe plaque would increase the uptake of P by wetland plants, which depend on the optimum amendment of Fe. These effects also varied with wetland plant species.     

湿地植物对模拟污水的净化能力研究

选择了千屈菜、水芹、水葱、黄菖蒲、石菖蒲、香菇草为待试湿地植物,通过静态水培试验,考察了各植物在以氨氮（NH4^＋-N）为主要氮组分的模拟污水中的生长情况、生理生态学特性,及在不同停留时间下对污水中有机物、N、P的去除率,以期找出不同条件下净化污水的优势植物。结果表明,植物在污水中均能正常生长,对营养物都有一定的吸收能力,对水体有明显的净化效果。其中石菖蒲植株内N、P浓度最高,净化效果较好,当停留时间为8d时,对NH4^＋—N和佃的去除率分别为90．52％和92．89％;水芹生长稳定,在较短时间内对N、P均有较好的去除效果;香菇草在停留时间较长的条件下对污染物的去除率较高,当停留时间为8d时,对NH4^＋—N和TP的去除率分别为94．90％和93．35％。可见,石菖蒲、水芹和香菇草对营养物质具有较好净化效果,是较理想的湿地植物。     

不同人工湿地基质对磷的吸附性能研究

通过基质磷素吸附动力学、等温吸附以及基质饱和吸附后磷素解吸实验,研究陶瓷滤料、红泥、水洗砂、炉渣4种人工湿地基质净化磷素的效果,评价其基质磷素饱和吸附后磷素解吸可能造成的二次污染风险。结果表明,在溶液磷（P）浓度为5-150mg·L·^-1条件下,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能很好地描述陶瓷滤料和红泥两种基质的磷素吸附过程,陶瓷滤料用Langmuir方程比Freundlich方程的拟合程度更好,红泥则相反。4种基质对磷素的吸附量顺序依次为红泥〉陶瓷滤料〉炉渣〉水洗砂。从磷素的解吸率来看,4种基质释磷顺序依次为炉渣〉水洗砂〉陶瓷滤料〉红泥,水洗砂和炉渣吸附磷素后的解吸率较高,其他两种基质磷素解吸的比例很低。综合评价,陶瓷滤料更适合作为人工湿地污水除磷的基质。     

高氨氮浓度下湿地植物筛选及脱氮效果研究

为研究潜流人工湿地处理农村生活污水的脱氮效果,实验采用氨氮浓度为20、30、40、50 mg.L-1的人工配置生活污水,通过实验室盆栽法研究7种典型水生植物风车草（Cyperus alternifolius）、花叶芦竹（Arundo donax var.）、再力花（Thalia dealbata）、东方香蒲（Typha orientalis Presl.）、千屈菜（Spiked Loosestrlfe）、黄花鸢尾（Iris pseudacorus）、梭鱼草（Pontederia cordata）的生长状况、发育规律以及对污水中氮的同化吸收作用,结合植物本身的形态指标,对处理农村生活污水的高效脱氮型潜流湿地的植被的脱氮效果进行综合评定。结果表明：植物在20 mg.L-1的处理中长势最好,各植物的形态指标随氨氮浓度的增加而递减;黄花鸢尾（Irispseudacorus）在NH3-N浓度50 mg.L-1以上的条件下不能生长,花叶芦竹（Arundo donax var.）在NH3-N浓度30 mg.L-1以上的条件下不能生长,梭鱼草（Pontederia cordata）在NH3-N浓度20 mg.L-1以上的条件下不能生长;植物脱氮效果随氨氮浓度的增加而递减。综合评定7种植物的脱氮效果,比较好的是再力花（Thalia dealbata）、东方香蒲（Typha orientalis Presl.）、风车草（Cyperus alternifolius）这3种植物。     

退耕还湖后不同植被群落下湿地土壤有机质及磷素含量差异分析

以菜子湖地区退耕还湖后苔草、芦苇和酸模植被群落下的湿地土壤为研究对象,分析了3种植被群落类型对湿地土壤有机质、全磷、速效磷含量及其在土壤剖面分布特征的影响。结果表明:(1)0-6cm土层土壤有机质含量表现为:酸模>苔草>芦苇,而6-13cm,13-25cm,25-40cm,40-55cm土层均表现为:芦苇>苔草>酸模,总体表现为随着土壤剖面深度增加而下降(2)土壤全磷含量均为0-6cm土层全磷含量较高,6-13cm土层含量最低,全磷含量总体表现为随着剖面深度的增加而递增,递增趋势的强弱表现为:酸模>苔草>芦苇(3)土壤速效磷含量除酸模在0-6cm土层显著大于苔草和芦苇外,其它各个层次间土壤有效磷含量无显著性差异,总体上均表现为随土层加深而下降的趋势(4)除酸模在0-6cm和6-13cm土层的土壤磷素有效率显著高于苔草和芦苇外,其它不同土壤层次间无显著差异。(5)不同植被群落凋落物和根系分布特征差异是引起退耕后湿地土壤剖面有机质和磷素分布差异的主要原因,而水产养殖农家肥投放也促进了湿地表层土壤养分积累。