人工濕地蒸發(fā)蒸騰與水質(zhì)凈化效果的試驗(yàn)研究.pdf

1、人工濕地水處理系統(tǒng)具有凈化效果好，建設(shè)投資及運(yùn)行費(fèi)用較低，管理和修復(fù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)城市徑流及污水實(shí)際處理中得到了廣泛的應(yīng)用。目前關(guān)于人工濕地的研究，主要集中于對(duì)其凈化機(jī)理、系統(tǒng)控制和運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)等方面。而關(guān)于人工濕地蒸散發(fā)量和濕地植物蒸騰作用的變化規(guī)律，以及其對(duì)濕地系統(tǒng)氮磷去除效果影響的研究到目前為止尚不多見(jiàn)。
　　本文在自行建造的人工濕地中試試驗(yàn)系統(tǒng)中混合種植美人蕉(Canna indica)和蘆葦(Phragmites A

2、dans)兩種植物，采用LI-6400光合測(cè)定系統(tǒng)測(cè)量?jī)煞N植物的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、以及氣孔導(dǎo)度(Cs)和胞間CO2濃度(Ci)等參數(shù)，同時(shí)同步測(cè)定空氣相對(duì)濕度(RH)、以及光合有效輻射(PAR)和氣溫(Ta)等環(huán)境參數(shù)；繪制蒸騰速率Tr時(shí)平均值的日變化曲線，分析光合速率P n、氣孔導(dǎo)度C s、以及環(huán)境參數(shù)日變化規(guī)律及其對(duì)Tr變化的影響；以西安市地表徑流水體為處理對(duì)象，研究試驗(yàn)濕地蒸發(fā)蒸騰量對(duì)環(huán)境因子變化的響應(yīng)和蒸發(fā)蒸

3、騰量的變化規(guī)律，以及人工濕地系統(tǒng)對(duì)處理水體中總氮(TN)、總磷(TP)、氨氮(NH4+-N)等物質(zhì)去除效果的影響因素，分析植物蒸騰作用和濕地蒸散發(fā)過(guò)程對(duì)濕地水質(zhì)凈化效果的影響，為人工濕地技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理提供了實(shí)例與參考。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，影響植物蒸騰作用的主要環(huán)境因素包括光照（PAR）、氣溫（Ta）和相對(duì)濕度（RH），主要的植物生理參數(shù)包括氣孔導(dǎo)度(Cs)和光合速率(Pn)。所有因素對(duì)美人蕉Tr的影響強(qiáng)弱程

4、度排序：Cs>Ta>Pn>PAR>RH，而對(duì)于蘆葦，則是Cs>Pn>PAR>Ta>RH；濕地植物蒸騰量占其總蒸散量的90％以上，可見(jiàn)植物蒸騰是濕地蒸散的主要部分。運(yùn)用design expert軟件通過(guò)響應(yīng)面法確定試驗(yàn)濕地系統(tǒng)氮磷凈化的最優(yōu)條件為水深650mm，水力停留時(shí)間HRT51h，運(yùn)行間隔天數(shù)6d工況下，此時(shí)濕地氮磷的凈化率分別為：TN88.7%、TP75.0%、以及NH4+-N63.0%。分析濕地蒸散量及植物蒸騰作用與濕地水處理效

5、果關(guān)系表明，濕地TN、TP、NH4+-N去除率日變化過(guò)程與其蒸騰蒸散量的日變化過(guò)程保持一致，其中TN去除率與植物蒸騰速率關(guān)系最為密切，其相關(guān)度R2最高可以達(dá)到0.813。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因，主要是植物的蒸騰光合作用本身會(huì)吸收氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)還通過(guò)光合作用為根區(qū)基質(zhì)提供氧氣，使其基質(zhì)中出現(xiàn)好氧及厭氧區(qū)域，以蒸騰作用為動(dòng)力加速植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，植物的根系伸展促使基質(zhì)處于疏松狀態(tài)，為濕地的脫氮除磷過(guò)程創(chuàng)造了便利條件。
　　最后根