人工濕地植物根系泌氧影響污染物去除的機制研究.pdf

1、人工濕地因低能耗、易管理等優(yōu)點而被廣泛用于城市及農(nóng)村生活污水的處理。人工濕地系統(tǒng)內(nèi)復氧效率的高低是耗氧類污染物去除效果的重要影響因素。植物根系泌氧作用是人工濕地的重要復氧途徑，其能夠為根系微環(huán)境提供氧氣，滿足各種物理、化學和生物反應對氧的需求。
　　本文研究了植物根系泌氧的變化規(guī)律，評價了植物生理指標、植物種類及植物收割管理方式對根系泌氧作用的影響;驗證了植物根系泌氧與濕地污染物去除的相關性，明確了植物根系泌氧影響污染物去除的微生

2、物機制;通過對比不同植物濕地中微生物的變化，解析了植物種類影響污染物去除的作用機制;通過對比收割與未收割濕地水質(zhì)指標及微生物變化的差異，研究了植物收割方式對污染物去除的影響，并探究了其微生物機制。取得的主要研究結論如下:
　　1、植物根系泌氧速率具有明顯的季節(jié)變化特征，植物種類及收割方式可對其產(chǎn)生影響。泌氧速率夏季＞秋季＞春季＞冬季，其中7月份最高可達4.91±0.30μmol/h/plant，2月份最低為0.001±0.02μm

3、ol/h/plant;植物根系泌氧速率受植物自身生理特性的影響，與根系孔隙度呈顯著正相關;不同季節(jié)下不同植物種類泌氧速率具有差異，夏季為蘆葦＞香蒲＞蘆竹，冬季為蘆葦＞蘆竹＞香蒲;而冬季和夏季收割均能降低根系泌氧速率。
　　2、植物根系泌氧與污染物去除呈顯著正相關，植物的存在能夠降低季節(jié)變化對污染物去除效果的影響。植物根系泌氧與濕地中COD、NH4+-N去除率的相關性系數(shù)分別為0.786和0.758，顯著正相關;夏季，植物濕地與空白

4、濕地均保持較高的污染物去除率，微生物數(shù)量無顯著差異(p＞0.05）;冬季，植物濕地污染物去除率及微生物數(shù)量均明顯高于空白濕地(p＜0.05），但無論夏季還是冬季植物根系表面微生物數(shù)量均顯著高于基質(zhì);植物濕地在兩個季節(jié)中均含有較高比例變形菌門，而空白濕地在夏季含有更為豐富的藍細菌和光合細菌，冬季則顯著減少，因此，季節(jié)變化對空白濕地中微生物的種類影響較植物濕地更為明顯。
　　3、不同植物濕地間污染物去除效果夏季差異均不顯著，冬季差異顯

5、著，與濕地中微生物數(shù)量及種類變化有關。不同植物濕地在夏季均保持較高的污染物去除效率，冬季香蒲濕地明顯低于蘆葦及蘆竹濕地，差異顯著;濕地系統(tǒng)中氨氧化菌(AOB)的數(shù)量與根系泌氧變化一致，全菌數(shù)量夏季差異不顯著，冬季蘆葦濕地最高，蘆竹濕地與香蒲濕地差異不顯著;濕地系統(tǒng)中微生物種類及組成均有顯著差異:夏季，各組濕地均含有較高比例的變形菌門，蘆葦濕地最多，其次為蘆竹濕地，香蒲濕地最少，但香蒲濕地中藍細菌的比例明顯高于蘆葦及蘆竹濕地;冬季，蘆葦濕

6、地和蘆竹濕地中所含變形菌門細菌的比例明顯高于香蒲濕地，且香蒲濕地中藍細菌比例明顯下降。
　　4、夏季收割能明顯改善人工濕地污染物去除效果，而冬季收割卻對濕地污染物去除帶來負面影響。夏季和冬季收割均會降低植物根系泌氧作用，但夏季收割能夠改善濕地通風，增加濕地的大氣復氧，減少植物對濕地表面的遮光作用，有利于基質(zhì)中各種好氧微生物及光合細菌的繁殖，從而提高濕地的去除效率。而冬季收割后濕地出水污染物濃度明顯上升，濕地系統(tǒng)內(nèi)微生物的數(shù)量及活性