人工湿地植物氧传输作用与研究进展

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1、2010年8月农机化研究第8期人工湿地植物氧传输作用与研究进展翟旭h，邱凌，吴树彪，董仁杰(1．西北农林科技大学a．机械与电子工程学院；b．农学院，陕西杨凌712100；2．中国农业大学，北京100083)摘要：溶解氧水平是影响人工湿地处理效果的主要因素之一，对有机物、N和P等污染物的去除起着重要的作用。为此，综述国内外学者对人工湿地植物氧传输的研究发现，它能够改善湿地系统内的氧环境，从而推动硝化反应的进行，但是同种植物的氧传输量差异较大以及其变化趋势尚没有明确的结论。湿地植物氧传输受多种因素共同制约，其中温度、基质和

2、光照等是主要因素。关键词：人工湿地；湿地植物；氧传输中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1003—188X(2010)08—0204一o4基质和植物根系生物膜吸附，之后在微生物的代谢降0引言解过程中被分解，氧气为分解有机物的好氧微生物提人工湿地是由人工优化模拟自然湿地系统而建造供了适宜的生存环境。通过大气负氧和植物根系输的，以基质一植物一微生物为生态环境，通过物理、化氧，湿地中可形成好氧区域，氧气可作为好氧菌氧化学和生物作用对污水进行处理的生态系统HJ。在人分解有机物的电子受体，最终以CO和H0的形式释工湿地处

3、理污水过程中，氧主要消耗于有机物、N和P放到系统外。当湿地中溶解氧不足时，有机物的去等营养物质的降解。，关系着整个系统的处理效果，除以兼性细菌和厌氧细菌的分解为主，最终分解为低是人工湿地系统的重要因素。人工湿地中去除污染分子产物。物所需要的氧来自3个方面，即植物输氧、大气负氧1．2去除氮的作用和水体更新负氧J。其中，植物输氧是湿地系统供氧现在研究中普遍认为微生物的硝化反硝化作用对的主要途径。本文主要阐述了湿地植物氧传输的作氮的去除起主要作用，而湿地中微生物的种类和分布用、影响因素和研究进展。决定于床体中的氧含量。只有当

4、含氧量充分时，硝化作用才完全；反之，则进行反硝化作用。在湿地床1溶解氧去除污染物的作用中两者可交替进行，利于氮的去除。根据根区法理人工湿地是一种新型的生态处理技术，对生活污论，植物可以通过根系向水体传输氧气，使根系周围水和工业废水等都有很好的处理效果。近年来，很多依次形成好氧、缺氧和厌氧环境，可以为好氧微生物学者开始关注人工湿地溶解氧的分布规律与作用机和厌氧微生物的大量存在提供各自适宜的生存条件，理研究。结果表明，人工湿地系统中的氧主要消使硝化反硝化作用同时进行¨，最终使湿地中的氮以耗于有机物、氮及磷等营养物质的去除¨

5、，系统氧环NO：和NO3-化合形态存在。总氮、硝态氮和氨态氮的境对湿地的正常运转以及净化效果有着非常重要的去除率分别大于71．4％，71．4％和49．6％，去除效影响㈨。果明显。1．1去除有机物的作用1．3去除磷的作用人工湿地能有效去除有机污染物。不溶性有机物人工湿地对磷的去除包括植物吸收、微生物分解通过湿地基质的过滤作用被拦截，可溶性有机物则被及物理化学作用3个方面。其中，物理化学作用是磷去除的主要途径_l，但溶解氧的变化也会影响其处理收稿日期：2009一l2—01效果。在氧充足条件下，Fe被氧化成Fe¨，形成稳基金

6、项目：科技部农业科技成果转化资金项目(2007GB23600460)作者简介：翟旭(1985一)，女，天津人，硕士生，(E—mail)定的铁磷化合物；在缺氧条件下，Fe¨被还原成Fe“，zhaixuhappy@yahoo．corn．cn。使铁磷络合物的溶解度增加，磷被释放出来j。系统通讯作者：董仁杰(1964一)，男，山东德州人，教授，博士生导师，(E—mail)rjdong@cau．edu．cn。中好氧、厌氧反应的交替进行有利于磷的释放和过量·204·2010年8月农机化研究第8期积累的完成。研究。Brix和Schi

7、erup以土壤为基质，在实际湿地中测得芦苇的释氧量为0．02g／113·d；Gries在实际2湿地植物氧传输作用湿地的测量结果为1—2g／m·d_]；Armstrong等在植物在人工湿地系统中起着重要作用¨-233，主要实验室条件下，以营养液为基质测得结果为5—12g／包括：m·d3，可能是由于实验条件和测试方法不同，导1)湿地植物吸收利用污水中的营养物质供其生致3个测试结果差异很大。长发育、吸附、富集重金属及一些有毒有害物质，保证3．2国内研究进展出水质量；我国对人工湿地的研究起步较晚，始于“七五”期2)湿地植物庞大

8、的根系为微生物提供了多样的间，随后分别在北京昌平、天津和深圳建立了示范生存环境，根区微生物群落可以降解多种污染物；工程。大多数国内学者的研究主要集中在湿地3)能够输送氧气至根区，有利于微生物的有氧呼对污染物的去除效果上，对植物根区氧传输的研究是吸作用；从20世纪90年代后期才兴起的。多数研究集中4)植物根系还能固定土壤中的水分，增