不同环境因子作用下仿生植物附着微生物膜对氮素降解效能.pdf

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1、第4O卷第6期水处理技术Vo1．40NO．62014年6月TECHNOloGYOF、^ATERTREATMENTJun．，201445不同环境因子作用下仿生植物附着微生物膜对氮素降解效能储金宇，王晓娟，周晓红，刘彪，周艺(江苏大学环境与安全工程学院，江苏镇江212013)摘要：通过野外挂膜和室内控制实验，研究pH(4～5、7～8、10～11)、DO(曝气、非曝气)、初始氨氮质量浓度(20、200、400mg／L)等3种环境因素作用下仿生植物附着微生物膜对氮的降解效能。结果表明，实验系统中氨氮及NO3。_N的含量变化受环境因素影响显著，DO含

2、量的增加显著提高仿生植物附着微生物膜对氮素的去除效果，曝气组氨氮含量显著下降，去除率介于21．37％~55．86％，而非曝气组的氨氮最高去除率仅为5．4％；水体pH介于7～8时，水体初始氨氮的质量浓度为20mg／L左右时，仿生植物处理系统具有较高的氨氮去除效能。因此不同水体理化因子作用下仿生植物附着微生物膜对氮素降解效能有显著差异，因此，在运用该项技术实现重污染水体的原位修复时，亦要同时考虑水质理化指标的适宜范围。关键词：仿生植物；微生物膜；环境因子；氨氮去除；硝化强度中圈分类号：X703．1文献标识码：A文章编号：1000．3770(20

3、14)06．0045．005随着我国社会经济的飞速发展及城市化水平的现有研究结果表明，仿生植物对污染水体中氮快速推进，大量工业及生活污水的排放使城市内河素去除具有较好的效果，应用于水质净化具有较好污染日趋严重，低透明度，低DO、高氨氮含量成为当的潜力。如田伟军等在河道内直接布设新型仿生填前我国城市内河主要污染现状【。相应的，这一污染料，以臭轮藻对河水中氨氮的去除研究结果显示，氨亦成为诸多水生植物生长的重要胁迫因子，使得大氮的净去除率在5．35％~39．91％En。李海英等研发一量水生植物，尤其是沉水植物生长不良，甚至无法生种“漂浮载体悬挂弹

4、性生物膜填料+水生植物并辅长，从而使得大量土著微生物缺少栖息附着场所，导以人工微曝气系统”的微曝气生态浮床系统，针对黑致水体异质性差，大大削弱了城市内河的自净功能，臭缺氧、氨氮含量高的河水进行原位模型实验，对也使得通过水生植物修复污染河道的生态修复技术TN、NI-L+-N的平均去除率分别为81．1％、91．3％r81。不易执行[2]。然而，现有研究大部分为室外大环境下的研究，而前期关于仿生植物的研究则弥补了传统依靠缺乏室内可控条件下研究结果。鉴于此，本文通过室水生植物实现生态修复的困境[2-3]。一般认为，仿生植内研究，探讨不同环境因子影响

5、下仿生植物附着微物是通过各种纤维填料来制成类似仿水生植物，通生物膜对氮素的降解效能，从而得到氮素降解的优过不同纤维材料来模拟水生植物的根、茎、叶附着微化环境条件，最终为仿生植物附着微生物膜处理重生物的载体功能，从而为污染水体中土著微生物提污染水体提供一定的技术参考。供适宜的栖息场所，促使微生物聚集、生长、繁殖、代1材料和方法谢，从而降解污染物，达到水质净化的目的。仿生植物在水质净化中具有若干优点，如可行性、高效1．1仿生植物制作及野外挂膜性、经济性、安全性等，一经问世就得到广泛的专注，实验采用组合填料作为仿生植物制作的原材料，成为污染水体原

6、位处理的实用技术手段之一[2]。该材料购白无锡市某环保公司。仿生植物及其辅助收稿日期：2013—10．15基金项目：国家自然科学基金(5l109097)；江苏省基础研究计划(自然科学基金)面上研究项目(BK2011520)；中国博士后科学基金第五批特别资助项目(2012T50464)：江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目(2012JSSPITPl264)作者介绍：储金宇(1962-)，男，教授，从事环境污染控制及农业环境保护以及生态修复方面的研究；电子邮件：jyehu@mail．ujs．edu．cn联系作者：周晓红；电子邮件：xhzho

7、u0214@163．com水处理技术第40卷第6期单元的制作方法与课题组前期研究相同[2]。野外挂膜场所选在镇江市内江水域。根据前期预实验结果，本次野外挂膜周期约30d，待挂膜成功后，采用无菌剪刀剪取水下100cm处的仿生植物样品，置于无菌袋中，迅速带回实验室一20℃冰箱冷藏，实验前通过冷冻干燥仪冷干处理，供后续实验使用。1．2实验设计为了获得不同环境因子影响下仿生植物附着微u24f，d68lO生物对氮素的去除效能，实验采用单因子实验，主要图1DO含量对仿生植物附着微生物膜氮素去除效能的影响的环境因子包括pH、DO以及初始氨氮含量，各因子F

8、ig．1EffectofDOcontentonnitrogenremovaleficiencyofbionicplantsatachedbiofilm设定的水平分别为pH：4～5