不同植物类型复合垂直流人工湿地根系微生物群落结构的研究

为探讨湿地植物种类及季节变化对复合垂直流人工湿地根系微生物群落结构的影响,采用微生物多样性测序技术对菖蒲(Acorus calamus L.)湿地、美人蕉(Canna indica L.)湿地和水葱(Scirpus validus Vahl)湿地根系微生物群落结构进行研究。结果表明,三种湿地植物根系微生物丰富度秋季夏季冬季。水葱湿地上、下行池根系微生物丰富度差异不大,菖蒲湿地和美人蕉湿地(除10月份外)下行池丰富度比上行池高。不同池子的微生物群落成员相似,且上行池样本相似性比下行池样本相似性高。从属水平上,被检测到的硝化细菌有Nitrospira和Candidatus Nitrosophaera。反硝化细菌有Dechloromonas、Flavobacterium和Pseudomonas等。除美人蕉湿地下行池外,秋季的菖蒲湿地和水葱湿地根系硝化细菌相对丰度均高于夏季和冬季。研究结果可为人工湿地的运行优化提供参考。     

人工湿地污水净化效率与根际微生物群落多样性的相关性研究

微生物是人工湿地中净化污水最主要的因素之一.已有研究结果表明,植物根际微生物群落在有机污染物和氨氮等物质的降解过程中均发挥了重要的作用.本研究的目的是通过建立小型实验湿地系统,考察在不同植物组合条件下人工湿地系统的污染物去除效率与植物根际微生物群落功能多样性的相互关系.研究结果显示,旱伞草、美人蕉和芦苇组合系统的TN、TP和BOD,去除效率最高,而旱伞草和美人蕉组合系统的CODCr>净化效率最高.旱伞草、美人蕉、芦苇3种植物组合系统和旱伞草和美人蕉两种植物组合系统根际微生物群落功能多样性较高,利用碳源的能力较强;而单一旱伞草植物系统根际微生物群落功能多样性较小,利用碳源能力较差.实验结果表明,通过不同植物组合而成的湿地系统,可提高根际微生物群落功能多样性,从而提高人工湿地污染物净化的效率和稳定性.     

人工湿地不同工艺的污染物去除及微生物群落结构分析

实验监测湿地系统中ρ(TN),ρ(NH4+-N),ρ(TP),ρ(CODCr)和ρ(BOD5)的沿程变化情况,并应用PCR-DGGE技术对湿地5种运行工艺的微生物群落结构进行了研究,结果表明:不同工艺组合的污染物浓度均沿程下降,但去除效率存在一定的差异性.DGGE指纹图谱分析结果表明,不同工艺组合细菌多样性指数(H)、丰度(S)和均匀度(EH)均有所不同.其中两级潜流细菌多样性指数沿程有所增加,其余工艺细菌多样性指数沿程都略有下降;单一的潜流或表流运行工艺的微生物丰度要远小于组合工艺的微生物丰度.对不同工艺组合细菌群落相似性分析结果表明,两级潜流沿程细菌群落相似度下降,潜流+表流组合工艺沿程细菌群落相似度上升,两级表流沿程细菌群落相似度呈现出先升高后下降的趋势.     

风车草对人工湿地基质微生物多样性的影响

通过对比有无种植风车草情况下人工湿地不同深度基质表面生物膜的群落组成差异,探究风车草对人工湿地基质微生物多样性的影响效应.结果表明:有无种植风车草,人工湿地基质中均以变形菌门、 绿弯菌门、 厚壁菌门为优势菌群;种植风车草不仅提高人工湿地基质表面微生物群落的 α 多样性,并导致其群落组成与无风车草种植情况相比差异显著,进...     

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。     

氧调控下人工湿地微生物群落结构变化研究

运用磷脂脂肪酸(PLFAs)技术研究了氧调控下复合垂直流人工湿地(IVCW)微生物群落结构及活性变化,结果表明,不曝气IVCW基质表层以好氧微生物为优势种群,但绝大部分微生物都集中在0～20cm基质层,系统的净化空间受到限制;氧调控下微生物群落向基质纵深发展,表征好氧微生物的单不饱和脂肪酸的含量显著增加,曝气系统下行池表层各类群微生物的生物量为不曝气系统的2～6倍,表征微生物活性的PLFAs总不饱和度水平也明显升高;革兰氏阴性细菌成为曝气IVCW基质微生物群落的优势种群,群落具有更高的活性和专一性,提高了污染物的去除效果。因此,进一步研究微生物的这种适应机制可以为优化湿地系统提供一定的理论基础。     

人工湿地对病原微生物去除的研究进展

水体微生物污染及其控制不容忽视,人工湿地技术能有效控制水体污染,但目前对其病原微生物的去除缺乏系统研究。因此,本文从环境卫生安全角度出发,讨论了水体的病原微生物种类及其指示微生物,综述了不同人工湿地类型对病原微生物的去除效果以及主要影响因素,如植物、基质和操作运行参数条件;同时,从截留和消除两个方面探讨了病原微生物在人工湿地中的归宿,分析了病原微生物被人工湿地截留的过滤和吸附机理及其影响因素,讨论了影响病原微生物被人工湿地消除的非生物因素和生物因素;最后,对人工湿地病原微生物去除研究进行了展望。     

黄菖蒲人工湿地微生物分布特点研究

[目的]探讨人工湿地中主要微生物的数量分布规律及其在污水处理中的作用与地位。[方法]通过对细菌等4类微生物的培养与观察,研究了上行垂直流黄菖蒲人工湿地中主要微生物的分布特点。[结果]黄菖蒲根部与填料表面单位面积微生物量比较,根部表面微生物总量是填料表面的15.32倍,细菌和放线菌则分别达17.14倍和19.84倍;细菌在植物根部表面、填料表面、湿地污水中分别占微生物总数的86.3%、77.2%、88.3%。[结论]湿地系统微生物数量在不同部位的分布呈显著差异,在植物根部聚集明显,其中细菌是污水生物处理的主体种群。     

黄菖蒲人工湿地微生物分布特点研究

[目的]探讨人工湿地中主要微生物的数量分布规律及其在污水处理中的作用与地位。[方法]通过对细菌等4类微生物的培养与观察,研究了上行垂直流黄菖蒲人工湿地中主要微生物的分布特点。[结果]黄菖蒲根部与填料表面单位面积微生物量比较,根部表面微生物总量是填料表面的15.32倍,细菌和放线菌则分别达17.14倍和19.84倍;细菌在植物根部表面、填料表面、湿地污水中分别占微生物总数的86.3%、77.2%、88.3%。[结论]湿地系统微生物数量在不同部位的分布呈显著差异,在植物根部聚集明显,其中细菌是污水生物处理的主体种群。     

生活污水对土壤及湿地植物根际细菌群落的影响

为探究生活污水对土壤及湿地植物根际细菌群落丰富度和多样性的影响,选择芦苇、水葱、千屈菜、扁秆藨草和长苞香蒲5种湿地植物单独种植,利用PCR-DGGE技术,分别测定试验土壤ck1、浇灌污水的土壤ck2、浇灌自来水的湿地植物ck和污水处理湿地植物根际的细菌群落。结果表明:污水处理植物根区土壤细菌种群丰富度和多样性指数最高,其次是污水浇灌的土壤ck2和自来水浇灌的植物ck,试验土壤ck1的最低。试验测定的优势细菌如下:ck1有根瘤菌属(Rhizobium)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas);ck2有鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、根瘤菌属(Rhizobium)、节杆菌属(Arthrobacter)和赤杆菌属(Erythrobacter);ck有黄杆菌属(Flavobacterium)和节杆菌属(Arthrobacter);污水处理植物根区有节杆菌属(Arthrobacter)、梭菌属(Clostridium)、硫酸盐还原细菌(Sulfate-reducing bacterium)、牦牛瘤胃菌(Proteiniclasticum)和黄杆菌属(Flavobacterium)。综上认为,污水浇灌的土壤ck2和污水处理5种湿地植物根际细菌群落多样性均高于自来水浇灌植物ck和试验土壤ck1,湿地植物根际细菌群落随植物种类不同差异较大,其中污水处理千屈菜根区细菌种群丰富度最高,其次是水葱、芦苇和长苞香蒲扁,扁秆藨草根区细菌种群丰富度最低。浇灌污水和种植湿地植物均明显改变了土壤中的细菌群落结构和多样性,污水对土壤细菌群落多样性的影响作用高于植物。     

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.     

4 种湿地植物 - 微生物燃料电池产电性能比较

【目的】植物-微生物燃料电池(P-MFC)是一种可持续的可再生能源生产方式,但不同植物构建的P-MFC产电效果及其与外界环境条件和植物个体生理之间的关系仍有待探索。【方法】以巴拉草(Brachiaria mutica)、短叶茳芏(Cyperus malaccensis var.brevifolius)、多枝扁莎(Pycreus polystachyus)、双穗雀稗(Paspalum paspaloides)4种湿地植物为材料构建P-MFC,比较不同P-MFC的产电性能,分析P-MFC产电性能与植物自身根系渗氧生理和外界环境因素(pH、溶解氧和温度)之间的关系。【结果】4种不同植物构建的P-MFC产电性能差异明显,平均功率密度分别为:巴拉草4.25(±0.35)mW/m~2、短叶茳芏1.57(±0.35)mW/m~2、多枝扁莎0.20(±0.09)mW/m~2、双穗雀稗4.38(±0.56) mW/m~2;巴拉草和双穗雀稗P-MFC产电能力较强,这与巴拉草根系渗氧速率较低、双穗雀稗阴极pH较低且较稳定有关;低根系渗氧率有利于维持低阳极电位,阴极低pH环境有利于维持较高阴极电位,从而使得电池整体输出电压较高。【结论】在利用湿地植物构建P-MFC时,植物根系特点尤其是根系渗氧生理是需要重点考虑的因素。     

对二氯苯对湿地土壤细菌群落多样性的影响

利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)考查了对二氯苯胁迫对湿地土壤细菌群落多样性的影响.通过不同培养时间(4、18和45 d)和不同培养浓度(120、240、360和600 mg/kg)对二氯苯污染下湿地土壤细菌群落基因组的变性梯度凝胶电泳(DGGE)多样性分析.结果表明,各处理下的土壤细菌群落多样性在不同处理时间有明显差异.培养初期对二氯苯对土壤细菌群落抑制作用非常显著,土壤细菌中某些群落的生长受到抑制;不同处理在处理后期差异很小.在土壤培养初期,含对二氯苯240mg/kg的培养基上出现一条新增条带,为对照和低浓度对二氯苯土壤所没有,说明土壤中存在对二氯苯生长优势菌.     

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。     

表面流人工湿地处理生活污水研究——以浙江省舟山城北水库人工湿地为例

对浙江省舟山市城北水库自由表面流人工湿地运行的污水净化效果和处理系统存在的问题进行了分析和研究。结果表明,湿地在2010年5～10月运行的6个月中,对污水中COD、BOD5、TN、NH4-N和NO3-N的去除率分别为64.40%、44.83%、72.83%、60.98%和35.06%。此外,对工程运行状况的观测发现,人工湿地存在入水量不足及植物管理不善等问题。     

DGGE技术在湿地微生物多样性研究中的应用

变性梯度凝胶电泳(DGGE)是微生物生态学研究的重要手段之一,具有快速和操作简便等优点。其可以对不可培养的微生物进行监测,被广泛地应用于微生物多样性及其动态的研究。介绍了该技术的基本原理、主要影响因素以及在湿地微生物多样性研究中的应用现状,并对其应用前景进行了综述。     

人工湿地园中泽泻沼泽植物蒸腾特性日变化的研究

试验研究了人工湿地园中泽泻沼泽植物蒸腾特性的日变化。结果表明：在晴朗的天气泽泻叶片的蒸腾速率日进程呈双峰曲线变化，出现“午休”现象，上午的峰值要高于下午。这种现象是由于受气孔阻力的影响所致。蒸腾速率日变化不受叶片温度、相对湿度、大气温度和光量子通亮密度单一因素的影响，是由泽泻自身的生理特性所决定的。     

杭州西湖茅家埠景区植物物种多样性及其保护

在时杭州西湖茅家埠景区进行多次实地调查的基础上,考察了茅家埠景区植物物种多样性及其生长势,并从野生种与栽培种、乡土种与外来种两个角度分析草本植物构成。最后,提出了景区植物多样性保护与景观改造建议。     

人工湿地处理高氨氮废水中植物的耐受性

选择人工湿地中常用的挺水植物美人蕉和鸢尾作为受试植物,配制不同氨氮浓度的模拟废水进行培养,每隔一段停留时间测试植株生理指标,以期得到植株的氨氮耐受性特征。研究脯氨酸、丙二醛、超氧化物歧化酶、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等表征植株耐受性指标的变化。结果表明,美人蕉叶片中脯氨酸和丙二醛含量均随氨氮胁迫时间的延长呈现先增高后降低的趋势,说明植株对氨氮的胁迫具有一定的适应性。鸢尾叶片中两种物质的含量均明显高于美人蕉。氨氮浓度为200 mg/L时,美人蕉SOD活性变化很小,而鸢尾则呈现先增高后降低的趋势;随着氨氮浓度升高,美人蕉和鸢尾叶片的SOD活性都呈先升高后降低的趋势,但鸢尾叶片SOD活性无法恢复到初始水平,SOD系统遭到损害。低浓度氨氮对美人蕉净光合速率具有明显的促进作用,且蒸腾速率呈现先升高后下降的趋势。表明在低氨氮浓度情况下,美人蕉表现出较强的耐受性。鸢尾净光合速率和蒸腾速率均有所下降,植物生长受到抑制。研究结果表明,美人蕉对高氨氮具有更强的耐受性,是人工湿地处理高氨氮废水时较为理想的湿地植物。