垂直流人工濕地處理含鹽富營(yíng)養(yǎng)化水效果與脫氮菌群分析.pdf

1、垂直流人工濕地處理含鹽富營(yíng)養(yǎng)化水效果 垂直流人工濕地處理含鹽富營(yíng)養(yǎng)化水效果與脫氮菌群分析 與脫氮菌群分析Performance and denitrifier microbialanalysis for vertical flow constructedwetland treating eutrophic brackish water學(xué)科專業(yè)：環(huán)境工程作者姓名：劉亞飛指導(dǎo)教師：王 芬 副教授天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院二零一六年十二月I摘

2、 要近年來(lái)，近海河流、湖泊水質(zhì)咸化富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題日益嚴(yán)重。本文考察了垂直流人工濕地處理含鹽富營(yíng)養(yǎng)化水的脫氮除磷效果與脫氮菌群豐度變化， 研究結(jié)果對(duì)揭示人工濕地處理咸化富營(yíng)養(yǎng)化水的脫氮機(jī)理具有重要意義。鹽脅迫下人工濕地系統(tǒng)硝化作用受到抑制， 脫氮效果下降。 與不加鹽階段相比，在 0.5%鹽濃度下，有植物組與無(wú)植物組 TN 的平均去除率加鹽后分別下降9%與 24%；1.0%鹽度水平下，植物萎蔫，TN 去除率降低至 28.1%。在 0.5%鹽度

3、下，有植物組與無(wú)植物組氨氮的平均去除率加鹽后分別下降 9%與 33%，1.0%鹽度水平下，氨氮去除率降低至 59.8%。隨著鹽濃度提高，無(wú)論是有植物組還是無(wú)植物組，NO3--N 的去除率均大于 95%。并且在各鹽濃度水平下，濕地系統(tǒng)除磷效率均保持在 90%以上， 受鹽度影響較小，有植物組和無(wú)植物組差別不大， 表明植物吸收在整個(gè)濕地除磷過(guò)程中作用并不明顯，主要靠基質(zhì)的吸附作用。在各鹽濃度水平下， amoA 基因豐度在植物根際大于非根際，

4、大于無(wú)植物組。并且隨著鹽濃度增加，amoA 基因豐度逐漸減少，amoA 基因所占百分比也減少近 50%，在鹽脅迫下， 氨氮去除率隨鹽度增加明顯降低， 說(shuō)明鹽濃度通過(guò)抑制氨氧化菌生長(zhǎng)而間接影響硝化效果。在各鹽濃度水平下，nosZ、napA、nirK 和 nirS基因豐度在植物根際大于非根際。并且隨著鹽濃度增加，基因拷貝數(shù)增加，四種基因所占百分比有不同程度增大，說(shuō)明鹽度脅迫下反硝化菌更能適應(yīng)環(huán)境條件。分析沿程總氮、氨氮及硝氮去除效果，脫氮主

5、要發(fā)生在 46~65cm 處，即土壤基質(zhì)區(qū)。 由沿程基質(zhì)中脫氮功能菌相關(guān)基因豐度分析可知， amoA、 nosZ、 napA、nirK 和 nirS 基因豐度最大值也出現(xiàn)在土壤基質(zhì)區(qū)，從微生物角度分析可知土壤基質(zhì)區(qū)含有更豐富的脫氮菌，從而保證了脫氮效果。分析沿程磷去除效果，除磷主要發(fā)生在 46~65cm 處，即土壤基質(zhì)區(qū)，其次是陶粒基質(zhì)區(qū)。吸附試驗(yàn)結(jié)果表明土壤吸附能力高于陶粒，同時(shí)在鹽度脅迫下氯離子與磷發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附。對(duì)人工濕地系統(tǒng)在不同