潛流濕地凈化崇明島村鎮(zhèn)富營養(yǎng)化養(yǎng)殖水體研究.pdf

1、養(yǎng)殖水體的富營養(yǎng)化具有惡化養(yǎng)殖水體、污染周邊水系等諸多危害，而這也已成為崇明前衛(wèi)生態(tài)村和生態(tài)島建設(shè)的制約因素之一。由于人工濕地具有效率高，投資、運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低，適用面廣，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，正適應(yīng)了村鎮(zhèn)富營養(yǎng)化養(yǎng)殖水體凈化的要求，從而實(shí)現(xiàn)水資源的良性循環(huán)。 本研究依托上海市科委重大科技專項(xiàng)“崇明島水資源保障與水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)與示范”(課題編號：05dz12009)，利用潛流人工濕地小試裝置凈化崇明當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)富營養(yǎng)化水體，為促進(jìn)

2、崇明生態(tài)島建設(shè)提供技術(shù)支撐。針對當(dāng)?shù)厮|(zhì)特點(diǎn)以及現(xiàn)有研究的不足，開展人工濕地基礎(chǔ)研究以及對村鎮(zhèn)富營養(yǎng)化養(yǎng)殖水體的處理效果研究。研究的主要內(nèi)容包括：(1)香蒲和風(fēng)車草兩種植物類型的潛流濕地對總氮(TN)、硝酸鹽氮(NO<,3><'->-N)、氨氮(NH<,3>-N)、總磷(TP)、溶解態(tài)正磷酸鹽(DIP)、溶解態(tài)有機(jī)磷(DOP)等的去除特點(diǎn)和去除機(jī)理：(2)兩種植物潛流濕地各形態(tài)N、P濃度空間變化特點(diǎn)以及停留時(shí)間分布；(3)潛流濕地基質(zhì)微

3、生物及其與污染物去除效果之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 1．香蒲潛流濕地在0.08m/d的水力負(fù)荷條件下對總氮的平均去除率為76.9﹪，對總磷的平均去除率可達(dá)90.8﹪，與風(fēng)車草濕地相比香蒲濕地對氮磷的平均去除率分別高出6.6﹪和7.0﹪。對停留時(shí)間分布(RTD)的研究結(jié)果表明，香蒲濕地和風(fēng)車草濕地RTD分布曲線特征值σ<'2>分別為為0.3246和0.4108，在床體內(nèi)部空隙分布的均勻性以及流態(tài)方面，香蒲濕地均優(yōu)于風(fēng)車草濕地，而

4、且香蒲植物發(fā)達(dá)的根系不僅使得栽種香蒲的濕地避免了濕地中常出現(xiàn)的短流現(xiàn)象，其對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收傳輸能力也明顯強(qiáng)于風(fēng)車草，因此香蒲較風(fēng)車草為合適的人工濕地植物。 2．香蒲和風(fēng)車草在經(jīng)過140天的生長后，地上部分植物平均干重分別為2082.5g/m<'2>和1779.6g/m<'2>，香蒲植物體內(nèi)氮磷的干重含量分別為8.901mg/g和2.881mg/g，風(fēng)車草植物體內(nèi)氮磷干重含量分別為8.247mg/g和2.139mg/g。兩植物體

5、內(nèi)的氮積累量平均分別為18.5g/m<'2>和14.7g/m<'2>，磷平均積累量分別為6.0g/m<'2>和3.8g/m<'2>。香蒲植物和風(fēng)車草植物對氮磷的吸收比率分別占濕地系統(tǒng)對氮磷去除比重的43.4﹪和36.9﹪，37.6﹪和28.1﹪，香蒲植物體對氮磷的去除貢獻(xiàn)率比風(fēng)車草植物體分別可高出5.8﹪和8.8﹪，說明植物對氮磷的吸收是本人工濕地系統(tǒng)去除氮磷的重要途徑。 3．在對幾種不同形態(tài)的氮磷去除特性的研究中發(fā)現(xiàn)，香蒲濕

6、地對DIP、DOP和NO<,3><'->-N的平均去除率分別為92.5﹪和83.7﹪、71.7﹪，明顯高于風(fēng)車草濕地的47.6﹪、17.9﹪和3.5﹪。NH<,3>-N經(jīng)過兩濕地后無明顯變化，進(jìn)水葉綠素a濃度與NH3-N出水濃度之間成顯著相關(guān)(分別為r=0.595，p=0.015和r=0.665，p=0.005)，表明進(jìn)水中藻類含量過高(實(shí)驗(yàn)期間葉綠素α濃度平均為158.6mg/m<'3>)會影響NH<,3>-N的去除效率。

7、4．對微生物及其與污染物去除率之間的關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)：在香蒲濕地和風(fēng)車草濕地中細(xì)菌和放線菌數(shù)量在濕地基質(zhì)中上層多于下層，濕地前端多于后端；而真菌在整個(gè)床體內(nèi)無明顯差異。三種微生物以細(xì)菌數(shù)量為最多(在10<'4>～10<'6>個(gè)/g數(shù)量級上)，其次為放線菌(在10<'4>～10<'2>個(gè)/g數(shù)量級上)，最少的為真菌(在10<'3>～10<'4>個(gè)儋數(shù)量級上)。就微生物與污染物去除率的相關(guān)性而言，基質(zhì)細(xì)菌數(shù)量與進(jìn)水中化學(xué)好氧量(COD<,Cr