人工湿地处理受污染水体效能及其微生物多样性研究

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1、内容摘要近几年的环境状况公报显示，我国绝大部分地表水体的水质不能满足水体功能要求，且有明显恶化趋势。对受污染水体进行治理修复，已成为社会经济发展及生态环境建设亟待解决的问题。人工湿地是一种为处理废水而利用工程手段模拟自然湿地系统建造的构筑物，它不受地域的限制，也不会危及当地的生态环境。在世界各国特别是欧洲广泛应用于处理生活污水、工农业废水和面源污染等。潜流式湿地对废水中氮磷的去除效率在不同的文献报导中差异很大，本文从潜流式湿地在不同植物和不同填充介质条件下对受污染水体中有机物及氮磷的去除效果与机理方面进行研究，以期为提高潜流式湿地

2、脱氮除磷效率提供理论依据和为水体污染治理提供技术指导。以同济大学内的受污染水体三好坞湖水(该湖水水质属于劣V类水体)为研究对象，利用三种不同植物和填充介质配置的潜流式人工湿地对其进行处理，考察不同季节条件下人工湿地的运行情况。利用PCR-DGGE技术分析人工湿地中微生物结构多样性随季节的变化情况。研究结果表明：(1)3个潜流式人工湿地对CODc，都有较好的去除效果，季节变化对CODc,去除有一定影响。夏季出水CODc，浓度均低于20mg／L，CODc，的去除率接近80％；春冬季接近40mg／L，CODcr的去除率只有40％巧0％。

3、植物的生长有助于水中CODc，的去除；填充介质对水中CODc,去除的直接作用不大。(2)3个潜流式人工湿地系统对TOC的去除受季节影响较小，系统出水TOC的平均浓度均维持在7mg／L左右。(3)夏秋季3个湿地系统出水中氨氮和TN的浓度较低，系统对氨氮和TN的平均去除率分别达到80％和70％以上；冬季Wl和W2系统出水中氨氮及TN的浓度迅速升高，并高于进水，致使系统对氨氮的去除率呈现负值；春季W1和W2系统出水中氨氮和TN的浓度有所下降，多植物系统的W2湿地表现最为明显。多填充介质的W3湿地系统受季节变化的影响较小，由于沸石对水中的

4、氨氮有较强的去除能力，因此在冬季并没有出现氨氮去除效率为负值的情况。(4)夏秋季3个湿地系统对TP、DTP和OP的去除效率最高；而冬季W1和W2湿地系统对TP、DTP和OP的去除能力最差，系统出水中的TP、DTP和OP甚至稍高于进水；春季对TP、DTP和OP的去除能力有显著提高。多填充介质的W3系统对各种形态磷去除能力最强，且基本不受季节变化的影响，说明多介质对磷的吸附作用是磷去除的重要途径之一。以上结果说明植物的吸收作用对W1和W2系统中氨氮、TNTP、DTP和OP的去除发挥了重要作用。(5)运用PCR-DGGE技术，能够真实的

5、记录人工湿地微生物种群结构及分布情况。DGGE图谱显示，不同季节三种潜流人工湿地在微生物种群结构上有很大差异，体现了温度、植物和填料对微生物群落结构的影响。秋季样品的总细菌DGGE图谱的条带数目和亮度最高，而冬季样品最低。(6)对氨氧化茵群落结构多样性的研究，反映出不同季节湿地系统氨氧化菌种群的变化，秋季和春季样品都获得了氨氧化菌DGGE图谱，而冬季样品没有扩增到氨单加氧酶基因。测序条带代表的微生物均属于氨氧化菌属，且均为不可培养的氨氧化茵，各条带的序列与UnculturedbacteriumcloneJul．amoAl，Jul．

6、amoA26和Feb．amoA20的氨单加氧酶基因序列的相似性达到了97％以上，都属于Nitrosomonas属。关键词：人工湿地，脱氮除磷，微生物多样性，氨氧化菌2AbstractInrecentyears，NationalEnvironmentStatusCommuniqudsincicatedthatwaterqualityofmostsurfacewatersinChinacouldnotmeetthefunctionalrequirementsforwaters，andworsenedsignificantly．Fore

7、conomicdevelopmentofthesocietyandconstructionofecologicalenvironment,itisanurgentproblemtobesolvedtorehabilitatethesepollutedwaters．Constructedwetland(C聊is肌engineeredsystembuilttoutilizethetreatmentprocessesavailableinnatralwelandtotreatwastewater．Itisnotlimitedbyregi

8、onanddoesn’tendangerthelocalecologicalenvironment．Ithasbeenusedforthetreatmentofdomesticsewage，industrialandagriculturalwast