水位變化對水平潛流人工濕地氮素遷移轉(zhuǎn)化的影響.pdf

1、水平潛流人工濕地已廣泛應(yīng)用于多種污水的處理，對水體中氮磷等污染物有較高的去除效果，其主要通過植物、基質(zhì)和微生物的共同作用凈化污染物，雖然其對污染物去除效果較好，但也存在濕地系統(tǒng)堵塞、去除率受限等問題。水位變化作為水文機(jī)制的一個重要影響因素，水位高低、淹水周期以及水位的變化范圍等水文機(jī)制都會影響濕地生態(tài)系統(tǒng)中植物的分布、生長策略、微生物的種群和數(shù)量、濕地環(huán)境理化性質(zhì)等的變化。充分利用水文機(jī)制這個人為可調(diào)控的生態(tài)要素，改善濕地環(huán)境的理化性質(zhì)

2、，使植物以及微生物得到更好地生長，一定程度上提高系統(tǒng)污染物去除能力并減緩濕地堵塞現(xiàn)象。本文通過構(gòu)建水平潛流人工濕地模擬裝置，設(shè)置水位變幅0cm/d、3cm/d、6cm/d、9cm/d的4組濕地系統(tǒng)CW1、CW2、CW3、CW4，通過研究4組系統(tǒng)理化指標(biāo)、微生物硝化反硝化強(qiáng)度、以及植物相關(guān)指標(biāo)的差異性等變化規(guī)律和各指標(biāo)與氮素去除率間的相關(guān)性，探討水位變化對人工濕地氮素遷移轉(zhuǎn)化的影響規(guī)律。研究過程中采用的方法和結(jié)果如下：
　?。?）采

3、用國標(biāo)法測定水質(zhì)理化指標(biāo)，探討不同水位變動幅度條件下理化指標(biāo)變化規(guī)律。4組濕地系統(tǒng)DO濃度差異性顯著，且隨水位變動幅度增大有遞增的趨勢，但pH、Eh兩指標(biāo)整個實驗期內(nèi)變化幅度較小。COD和TP差異性不顯著，但4組系統(tǒng)對COD去除率都較大（>85％），對TP的去除率較?。?0%左右）。不同水位變動幅度下TN去除率有所差異，CW3系統(tǒng)去除率最高，CW1系統(tǒng)去除率最低，CW2和CW4系統(tǒng)差異不顯著；NH4+-N去除率差異性顯著，隨水位變動幅度

4、增大其去除率有增大趨勢；NO3--N變化規(guī)律不明顯。
　?。?）實驗期間測定硝化反硝化強(qiáng)度，4組濕地系統(tǒng)微生物硝化反硝化強(qiáng)度都有所差異。硝化強(qiáng)度隨水位變動幅度增大，出現(xiàn)遞增趨勢，但CW3和CW4差異性不顯著，說明硝化強(qiáng)度有一定的增加限制；硝化強(qiáng)度沿程出現(xiàn)遞減的趨勢，沿深度方向則是濕地上層明顯高于濕地下層。反硝化強(qiáng)度則與硝化強(qiáng)度變化規(guī)律相反，靜水位條件下(CW1)反硝化強(qiáng)度最大，隨水位變動幅度增大，反硝化強(qiáng)度有逐漸減小的趨勢，但CW

5、2和CW3濕地系統(tǒng)差異性不顯著；反硝化強(qiáng)度沿程出現(xiàn)先增后減的趨勢，沿深度反向則是CW1和CW2系統(tǒng)上層高于下層，CW3和CW4系統(tǒng)則是下層高于上層。
　?。?）4組濕地系統(tǒng)植物相關(guān)指標(biāo)也有一定的差異性，且不同植物指標(biāo)變化規(guī)律有所不同。香蒲CW1和CW2系統(tǒng)生物量干重與CW3和CW4差異顯著，水芹則是CW1系統(tǒng)與其他3組系統(tǒng)、CW4系統(tǒng)與其他3組系統(tǒng)差異顯著，但CW2和CW3差異不顯著；香蒲和水芹地上、地下生物量干重分配比例也有所差

6、異，基本上隨著水位變動幅度的增大，其地上部分分配比例有所增加。香蒲和水芹根系泌氧速率和根孔隙度具有相似的變化規(guī)律，同樣隨水位變動幅度的增加出現(xiàn)遞減的趨勢，但與植物培養(yǎng)前相比，都有所增加。
　?。?）實驗研究的各指標(biāo)間具有一定的相關(guān)性，且與氮素去除率間存在一定的線性相關(guān)關(guān)系。DO濃度與硝化強(qiáng)度、硝化強(qiáng)度與氨氮去除率存在正相關(guān)關(guān)系。香蒲總根長與香蒲總根表面積和總根體積呈顯著正相關(guān)關(guān)系，根總表面積與總根體積也呈正相關(guān)關(guān)系；香蒲根系泌氧速