潜流人工湿地中有机污染物降解机理研究综述

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1、生态环境学报2009,18(5):2006-2010http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com潜流人工湿地中有机污染物降解机理研究综述冯琳重庆师范大学化学学院，四川重庆400047摘要：人工湿地是一种完整的生态系统，它是利用系统中发生的物理、化学和生物等多重协同作用实现对污水的净化功能。开展潜流人工湿地中废水处理的机理、湿地内部有机污染物的迁移转化、湿地工艺设计及其水力学、动力学参数的研究，对环境废水中有机污染物的去除及生态安全具有重要意义。文章主要从化学、生物、设计参

2、数等方面论述了人工湿地废水处理中有机污染物的降解及其机理研究进展。化学因素主要包括溶解性有机质(DOM)对有机污染物的迁移转化、氧化还原环境(Redox)及废水中电子受体的存在对有机质的分解状况、不同溶解氧(DO)水平为厌氧、好氧细菌对有机物的生物降解及湿地内反应动力学模型建立等因素对废水中有机污染物降解的作用及影响；生物因素主要涉及植物和微生物的作用，湿地中的生物降解是有机污染物的主要去除方式；在工艺参数方面，主要就水流特性、孔隙度、停留时间(HRT)、水力负荷（HLR）和水位等因素对湿地中有机污染物去除的影响进行了探讨。关键词：人工湿地；有机污染物；降解机理中图分类号：X7

3、03文献标识码：A文章编号：1674-5906（2009）05-2006-05潜流人工湿地，特别是水平潜流人工湿地，具蛋白质类和碳水化合物类有机质由于来源不[1]有相同面积下有机物处理效率高、保温效果和卫同使得湿地废水的组成不同；除外源引入外，在淡[2-3]生条件好等优点。它充分利用了湿地的空间效水湿地本土中也会产生大量的非腐殖质；进入土壤应，发挥了系统中植物、微生物、基质间的协同作的棕黄酸（褐菌素）和腐殖酸富有机化使得湿地中用。人工湿地在处理废水时的多功能的交互作用,腐殖质含量增高，湿地植物也通过沥滤腐殖质类的处理过程的内部运作，及设计工艺要求较高，使得物质（如丹宁酸）引起腐

4、殖质的汇集。环境的变化对人工湿地中有机污染物的去除机理的研究面临会引起溶解性有机质（dissolvedorganicmatter,[4]挑战。自从1972年Kickuth提出“根区理论”以来，DOM）性质改变，强烈影响着憎水有机污染物与人工湿地作为一种独特的新型污水处理技术进入DOM的耦合作用，并在很大程度上影响污染物的迁[13-14]水污染控制领域。而由于人工湿地处理污水机理的移转化。总氮（TN）由水相有机氮，氨氮和硝复杂性及湿地处理的“黑箱效应”，很多化学过程与酸盐成分组成，这些成分会连续地相互作用。有机生物化学过程的研究仍存在不同观点。如关于除磷氮包括腐质酸、棕黄酸和氨基

5、酸等,其中如藻类和植[5]的主要机理尚存在着植物的吸收作用和基质的吸物等等。在好氧基质中,有机氮通过氨化作用转化成[6]附作用的争议。湿地中有机物的转化和有机降解氨氮,而氨氮可以被植物和微生物利用,或被带负电[7-9][15]中间产物的去除研究也引起国内外专家的重视。的颗粒(如黏土)吸附,或扩散到表面好氧区。湿地这些研究多体现在湿地中植物、植物根系周围的氧中大量的挥发性脂肪酸（VolatileFattyAcids,VFA）[10][11]浓度、湿地设计参数等因素对有机污染物的去是碳水化合物,蛋白质发酵转化的产物，在厌氧条件除的影响。通过综合人工湿地在废水处理中各影响下，作为电子

6、供体会发生氧化还原过程，同时，湿因素对有机污染物去除的研究,探讨人工湿地对有地中大量的微生物的存在也为VFA的降解转化提[16]机污染物的去除机理。供了机会。而具刺激气味的含硫有机化合物，特1人工湿地中的有机污染物别是湿地中存在的甲基硫，二甲基硫（DMS），低湿地有机物的来源主要由入水中的有机物质、分子硫醇（thiols）化合物及其衍生物，也会由于相湿地植物的生物产物和水中大分子的碳水化合物、互间的转化和源水引入。蛋白质等有机物的降解产物组成。沉降，主要是湿目前，人工湿地系统在许多国家已被用来处理沉降过程也会引入部分有机污染物。如大气中的含各类受污染水体。研究表明人工湿地系统对

7、污水中[17-18]卤素元素的含碳化合物（如hydro(chloro)fluoro-特殊有机污染物的去除有很大潜力。有机污染carbons,HFC/HCFCs），通过沉降进入水体，生成物在人工湿地系统中的去除机理主要有：[12]含卤有机盐(如三氟乙酸盐,Trifluoroacetate)。悬浮性有机固体的去除主要通过物理过程去作者简介：冯琳（1963年生）女，副教授，博士，主要从事环境分析化学。E-mail:linfeng1019@gmail.com收稿日期：2009-07-14冯琳：潜流人