表流人工湿地氮素形态组成及去除效率研究

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1、生态环境学报2016,25(3):503-509http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com表流人工湿地氮素形态组成及去除效率研究1,21,21,21,2*张骁栋，李伟，潘旭，崔丽娟1.中国林业科学研究院湿地研究所，湿地生态功能与恢复北京市重点实验室，北京100091；2.北京汉石桥湿地生态系统定位观测研究站，北京101300摘要：人工湿地是一种高效、低耗的污水处理方法，能有效降低水体生物耗氧量、化学耗氧量、总悬浮物及污染细菌等，而对氮（N）的去除率较低且不稳定

2、。水体中的总氮（TN）可分为颗粒物有机氮（PON）和总可溶性氮（TDN）。+-目前对TDN的各组分，如可溶性有机氮（DON）、氨氮（NH4-N）和硝氮（NO3-N）的去除机理及方法较为关注，而对总体上的PON和TDN的组成比例及去除率了解仍不充分。该研究在北京野生动物救护中心水禽栖息的人工湖及配套人工湿地展开，从2014年4—11月监测了净化前后水体中各种N形态组成和去除率，并分析了藻类爆发与PON和TDN去除率的关系。结果表明，4─7月人工湖中PON质量浓度占TN质量浓度47.83%±9.90%（平均值±标准差，下同），8─10月升至86.93%±7.71%。水体中

3、PON与叶绿素a（Chla）质量浓度呈显著正相关（n=8，r=0.76，P<0.001），由此推测8─9月藻类急剧增多可能使人工湖中的TDN转变为PON。生长季人工湖水进入表流人工湿地后PON降低60.02%±22.97%，PON去除量占TN去除量90%以上。PON与Chla的去除率均表现为8─10月低于4─7月，暗示在浮游生物爆发期人工湿地PON的去除能力可能达到了满负荷。另外，生长季表流人工湿地对水体TDN去除效果不明显（-16.40%±27.88%）。该研究获得结论，水禽栖息的污水进入表流人工湿地后TN去除主要以PON为主，且PON去除率与藻类动态相关。针对此类

4、污水，增强人工湿地PON去除能力将能有效提高污水TN去除率，尤其在藻类爆发期除N效果更为显著。关键词：人工湿地；颗粒物有机氮；可溶性总氮；叶绿素a；氮去除率DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.03.020中图分类号：X52文献标志码：A文章编号：1674-5906（2016）03-0503-07引用格式：张骁栋,李伟,潘旭,崔丽娟.表流人工湿地氮素形态组成及去除效率研究[J].生态环境学报,2016,25(3):503-509.ZHANGXiaodong,LIWei,PANXu,CUILijuan.TheNitrogenComposi

5、tionandTheirRemovalEfficiencyinASurfaceFlowConstructedWetland[J].EcologyandEnvironmentalSciences,2016,25(3):503-509.人工湿地通过系统中生物、化学、物理等过程有利于矿化、硝化及反硝化反应的条件，促进N向的协同作用来净化污水，对生物耗氧量、化学耗氧大气转移（Wuetal.，2014）。然而，关于污水中PON量、悬浮物及污染细菌的去除率可达90%以上，但的含量及去除效率研究较少，PON主要通过沉淀、对氮（N）的去除率较低且不稳定，一般接近50%植物或生物膜吸附

6、的方式去除（Leeetal.，2009）。48（Vymazal，2007；Vergelesetal.，2015）。水体中对于生活废水、养殖废水、暴雨水等污水来源，PON的总氮（TN）可分为颗粒物有机氮（PON）和总可是水体N的重要组成部分，可能超过TN的50%2241986溶性氮（TDN）。PON主要由细菌和藻类、沉积物（Dunneetal.，2013；Tayloretal.，2005；Taylor99和植物凋落物组成（张军等，2004），TDN主要etal.，2015)，因此，对该类水体中PON的去除能由可溶性有机氮（DON）及无机氮——氨氮力及机理研究很有必要。本

7、文研究了水禽栖息产生+-（NH4-N）和硝氮（NOx-N）组成（Tayloretal.，的污水进入表流人工湿地各种N形态（PON和1983+-2005）人工湿地脱N过程复杂，涉及因素较多，TDN，TDN包括DON、NH4-N和NO3-N）的组提高人工湿地的脱N效率一直是研究难点和热点成比例变化，以及各种N形态去除效率及季节动429（Saeedetal.，2012）。目前大多数研究集中于去态，并探讨了N去除率与藻类动态及环境因子的关除污水中TDN，通过构建结构复杂的人工湿地创造系，为进一步理解人工湿地的脱N机理提供依据。基金项目：国家自然科学基金项目（