复合型人工湿地系统处理低浓度农业面源污染河水效果研究

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1、上海海洋大学硕士学位论文复合型人工湿地系统处理低浓度农业面源污染河水效果研究姓名：范志锋申请学位级别：硕士专业：水生生物学指导教师：王丽卿20090501上海海洋大学硕士学位论文摘要青浦现代农业园区位于青浦区练塘镇蒸淀社区，是一座集农业产业、生态自然、休闲旅游于～体的现代都市型农业园区。园区内有稻田、菜地、还有精养鱼塘，存在一定的农业面源污染。本文通过复合型人工湿地系统对农业园区内河道水进行生态处理，研究了入水河道经氧化塘后水质的时空变化情况；湿地系统对低污染负荷下的农业面源污染灌溉用水处理效果研究，在湿地系统设计参数水力负荷为16．9m·

2、d～，水力停留时间为3．5h的条件下，研究了低温和高温湿地系统对各水质指标的去除效果：并在人为添加N、P营养盐，提升湿地系统的进水污染负荷后，研究了三种不同湿地类型对湿地系统总去除率的贡献。结果表明：1)以淀山湖为进水水源的湿地系统氧化塘，通过水质标识指数法的评价的比较，湿地氧化塘水质类别指示为IV类，淀山湖水质类别指示为IV"'V，两者的水质类别评价结果一致。导致淀山湖水质污染的主要污染指标依次为氨氮、总磷、叶绿素a等，而湿地氧化塘的主要污染因子主要为总氮。总磷经过氧化塘水生植物的净化，含量降低至III类水，低于淀山湖总磷水质2"-．-'

3、3个水质类别。2)在冬季温度较低(水温8～11℃)时，复合型人工湿地系统对污染物的去除效果较为显著，湿地系统对总氮、氨氮、总磷、CODMn和叶绿素a的去除率为18．39％、28．22％、43．76％、16。08％和35．45％。温度是影响湿地系统去除率的主要因素。冬季湿地系统对污染物的去除率低于夏季，湿地系统在夏季总氮、氨氮、总磷、叶绿素a的去除率明显高于冬季，而对COD№的去除变化不大，且两者都偏低。这可能与水体中降解微生物活性较弱有关。3)在夏季温度较高(水温23．0"-25．5"C)时，复合型人工湿地系统能有效的去除N、P等营养物质，

4、处理低污染负荷的农业面源污染水体，总氮、总磷去除率可达44．1％和49．5％，出水水质比进水可提高1～2个地表水水质等级；但对有机物质的去除率不高，仅为16．8％；湿地系统对Chla的去除效率高达75．8％。系统对低污染负荷的河道水体的去除率不高，低污染负荷是影响湿地系统去除效果的主要因素。农业园区的湿地系统连续运行10天后对水体营养物质的去除趋向稳定。4)复合型人工湿地系统使灌溉用水中重金属物质含量的大幅下降，湿地系统上海海洋大学硕士学位论文对铜、锌的去除效果非常显著，去除率分别达到74．70％和85．23％，湿地系统对汞的去除率为30．

5、36％，出水浓度大大低于I类地表水标准的上限，根据《温室蔬菜产地环境质量评价标准》(I-IJ333—2006)，处理后的水完全符合温室蔬菜灌溉水环境质量标准，该人工湿地系统的建设不仅为农业面源污染实现了生态补偿，还可实现水资源的循环利用。5)添加N、P等营养物质后，复合型湿地系统的脱氮除磷效果明显，总氮最后出水浓度比进水浓度降低了58％，出水浓度保持在V类地表水总氮标准左右。总磷出水浓度比进水浓度降低了61％，出水浓度保持在III类地表水总磷标准，提升了三个标准等级。在水力停留时间为3．5h，水力负荷为16．9m·d。1的条件下，湿地系统进

6、水的污染负荷是限制湿地系统脱氮除磷效率的主要因素。三级潜流湿地对湿地系统脱氮除磷的贡献大小不同，总氮在三级潜流湿地的面积反应速率分别为0．76、1．50和0．99m·d～，总磷为1．30、2．20和1．77rn·d～。三级潜流湿地对总氮总磷的去除贡献分别为二级水平潜流湿地>一级水平潜流湿地>--级垂直潜流湿地。关键词：青浦现代农业园区；面源污染；人工湿地；营养物质；重金属：去除率玎上海海洋大学硕士学位论文AbstractQingpumodemagriculturalparkissituatedinZhengdiancommunity，Lia

7、ntangvillage，Qingpudistrict．Itisamodemagriculturalparkthatcombinesagriculturalindustry，ecologicalnatureaswellasleisuretourtogether．However，duetocomplicatedistributionofpaddyfields，vegetablefieldsandintensive—breedingfishpond，thereisagriculturalnon-pointsourcepollutiontoace

8、rtaindegree．Wemadeecologicaltreatmenttotheriverwaterthroughcomplexconstructedwetlandsyste