潜流湿地净化崇明岛村镇富营养化养殖水体研究

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1、申请同济大学工学硕士学位论文潜流湿地净化崇明岛村镇富营养化养殖水体研究(上海市科委科技攻关专项编号：05dzl2009)培养单位：环境科学与工程学院一级学科：环境科学与工程二级学科：环境科学研究生：顾国泉指导教师：李建华教授二Oo七年三月摘要养殖水体的富营养化具有恶化养殖水体、污染周边水系等诸多危害，而这也已成为崇明前卫生态村和生态岛建设的制约因素之一．由于人工湿地具有效率高，投资、运行及维护费用低，适用面广，耐冲击负荷强等优点，正适应了村镇富营养化养殖水体净化的要求，从而实现水资源的良性循环．本

2、研究依托上海市科委重大科技专项“崇明岛水资源保障与水体生态修复技术与示范”(课题编号：05dzl2009)，利用潜流人工湿地小试装置净化崇明当地村镇富营养化水体，为促进崇明生态岛建设提供技术支撑。针对当地水质特点以及现有研究的不足，开展人工湿地基础研究以及对村镇富营养化养殖水体的处理效果研究。研究的主要内容包括：(1)香蒲和风车草两种植物类型的潜流湿地对总氮(TN)、硝酸盐氮(N03一-N)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、溶解态正磷酸盐(DIP)、溶解态有机磷(DOP)等的去除特点和去除机理；

3、(2)两种植物潜流湿地各形态N、P浓度空间变化特点以及停留时间分布；(3)潜流湿地基质微生物及其与污染物去除效果之间的关系。实验结果表明：1．香蒲潜流湿地在O．08m／d的水力负荷条件下对总氮的平均去除率为76．9％，对总磷的平均去除率可达90．8％，与风车草湿地相比香蒲湿地对氮磷的平均去除率分别高出6．6％和7．O％。对停留时间分布(R1D)的研究结果表明，香蒲湿地和风车草湿地RTD分布曲线特征值盯2分别为为0．3246和0．4108，在床体内部空隙分布的均匀性以及流态方面，香蒲湿地均优于风车草

4、湿地，而且香蒲植物发达的根系不仅使得栽种香蒲的湿地避免了湿地中常出现的短流现象，其对营养物质的吸收传输能力也明显强于风车草，因此香蒲较风车草为合适的人工湿地植物。2．香蒲和风车草在经过140天的生长后，地上部分植物平均干重分别为2082．59／m2和1779．69／m2，香蒲植物体内氮磷的干重含量分别为8．901mg／g和2．881mg／g，风车草植物体内氮磷干重含量分别为8．247mg／g和2．139mg／g。两植物体内的氮积累量平均分别为18．59／m2和14．79／m2，磷平均积累量分别为6

5、．09／m2和3．89／m2。香蒲植物和风车草植物对氮磷的吸收比率分别占湿地系统对氮磷去除比重的43．4％和36．9％，37．6％和28．1％，香蒲植物体对氮磷的去除贡献率比风车草植物体分别可高出5．8％和8．8％，说明植物对氮磷的吸收是本人工湿地系摘要统去除氮磷的重要途径。3．在对几种不同形态的氮磷去除特性的研究中发现，香蒲湿地对DIP、DOP和N03一-N的平均去除率分别为92．5％和83．7％、71．7％，明显高于风车草湿地的47．6％、17．9％和3．5％。N地．N经过两湿地后无明显变化，

6、进水叶绿素a浓度与NH3-N出水浓度之间成显著相关(分别为t--0．595，p=o．015和r---0．665，p；o．005)，表明进水中藻类含量过高(实验期间叶绿素口浓度平均为158．6mg／m3)会影响NI-13-N的去除效率。4．对微生物及其与污染物去除率之间的关系的研究发现：在香蒲湿地和风车草湿地中细菌和放线菌数量在湿地基质中上层多于下层，湿地前端多于后端；而真菌在整个床体内无明显差异。三种微生物以细菌数量为最多(在104～i06个，g数量级上)，其次为放线菌(在l04，v105个／g数

7、量级上)，最少的为真菌(在103104个，g数量级上)．就微生物与污染物去除率的相关性而言，基质细菌数量与进水中化学好氧量(CODc,)和TN的去除率存在显著正相关(香蒲湿地分别为r=O．951，P=0．004和r=0．964，P=0．002；风车草湿地分别为r=0．881，P=o．021和r=0．824，P=o．044)，这说明湿地基质微生物的活动是湿地净化去除水中TN和CODc，的重要机制。TN和TP沿程浓度的逐渐降低则体现了微生物降解与填料吸附协同作用的结果。关键词：潜流湿地，香蒲，风车草，

8、氮，磷，去除效果ⅡAbstractABSTRACTTheeutrophicationofaquaculturewaterleadstodeterioratewaterbodyandpollutethewatersystemetc，whichisalsobecomingalimitingfactoroftheconstructionofecologicalvillageofQianweiandecologicalislandofChongming．ConstructedWetland