人工濕地處理源水中兩種典型POPs物質(zhì)的效果研究.pdf

1、本研究依托“十一五”國家科技支撐重點項目《南方平原區(qū)農(nóng)村規(guī)模化集中供水工程技術(shù)集成與示范推廣》(2006BADO1B09-1)課題和江蘇省教育廳《人工濕地去除水體中POPs特性研究》(06KJD560214)課題，開展了人工濕地去除微污染源水中POPs物質(zhì)(PAEs和PCBs)的試驗研究。
　　 人工濕地作為一種低成本、低能耗的水處理方法，具有維護管理方便、生態(tài)效益突出等優(yōu)點，近年來其應(yīng)用及研究領(lǐng)域不斷拓寬，大多集中應(yīng)用于生活污

2、水、工業(yè)廢水、城市暴雨徑流、農(nóng)業(yè)廢水的處理與管理以及湖泊污染防治等領(lǐng)域。而利用人工濕地系統(tǒng)進行微污染源水的預(yù)處理，特別是對低含量、嚴(yán)重危害生態(tài)和人類的POPs物質(zhì)(持久性有機污染物)去除的研究國內(nèi)外卻鮮有報道。
　　 本文針對濕地去除源水中POPs物質(zhì)的主要影響因素，通過構(gòu)建現(xiàn)場濕地裝置，以微污染源水作為濕地進水，以2008年4月至2009年5月為試驗期，開展了美人蕉潛流人工濕地系統(tǒng)在不同水力負(fù)荷率、不同季節(jié)和不同濕地構(gòu)型條件下

3、對源水中兩種典型持久性有機污染物(PAEs和PCBs)的去除效果研究。研究內(nèi)容主要包括：(1)美人蕉潛流人工濕地對源水中PAEs和PCBs的去除效果；(2)兩種不同濕地構(gòu)型對去除效果的影響，主要運行參數(shù)(有機碳濃度、水力停留時間、DO、ORP及pH值沿水流方向的變化規(guī)律)對PAEs和PCBs去除效率的影響；(3)潛流人工濕地去除PAEs和PCBs的途徑及規(guī)律研究；(4)濕地中微生物的生物量和生物活性與水質(zhì)凈化效果之間的關(guān)系；(5)提出能

4、夠用于預(yù)測人工濕地去除源水中PAEs和PCBs污染效率的模型，并以試驗數(shù)據(jù)檢驗?zāi)Ｐ皖A(yù)測的準(zhǔn)確性。
　　 主要研究結(jié)論如下：
　　 1.美人蕉潛流人工濕地系統(tǒng)對源水中PAEs及PCBs具有一定的去除能力，當(dāng)水力停留時間為2d時，人工濕地系統(tǒng)對PAEs的平均去除率分別為32.82％(DMP)、32.11％(DBP)、20.20％(DEHP)和18.72％(DOP)。對PCBs的平均去除率分別為15.74％(PCB28)、17

5、.21％(PCB52)、20.85％(PCB101)、23.30％(PCB118)、25.52％(PCB153)、24.59％(PCB138)和24.37％(PCB180)。停留時間進一步延長，污染物去除率繼續(xù)上升但趨勢變緩。因此，當(dāng)采用人工濕地去除微污染源水中PAEs、PCBs污染物時，在試驗進水濃度下，停留時間為2d時可以達(dá)到凈化目的。
　　 2.PAEs、PCBs在人工濕地內(nèi)的去除機理存在不同。人工濕地對PAEs的去除途徑

6、是微生物的降解、基質(zhì)吸附和濕地植物的吸收富集。微生物的降解對PAEs的去除起到了重要作用，有機碳的耗損與PAEs的去除存在顯著性相關(guān)。PCBs可以通過基質(zhì)的吸附作用去除，尤其是辛醇-水系數(shù)(logKow)較大的PCBs單體，微生物的降解對PCBs的去除作用微弱。
　　 3.不同季節(jié)濕地對PAEs的去除效果總體表現(xiàn)為秋季＞夏季＞春季＞冬季的規(guī)律，濕地蒸騰效應(yīng)是濕地秋季去除效果稍好于夏季的主要原因。季節(jié)變化對PCBs的去除效果影響不

7、大。就本試驗而言，不同構(gòu)型濕地對PAEs、PCBs的去除效果表現(xiàn)為波式潛流濕地好于水平潛流濕地。
　　 4.波式潛流濕地的微生物總數(shù)要略高于水平潛流濕地。濕地中細(xì)菌總數(shù)與PAE去除率一般呈正相關(guān)關(guān)系，濕地中細(xì)菌總數(shù)與PCB去除率不存在相關(guān)關(guān)系。本試驗濕地系統(tǒng)中，系統(tǒng)后部比前部脫氫酶活性強，上層脫氫酶活性普遍比中層強，波式潛流濕地基質(zhì)樣品的脫氫酶活性比水平潛流濕地強，但強度相差小于1％。濕地進水中的PAEs和PCBs并未對微生物活

8、性產(chǎn)生明顯影響。
　　 5.在濕地對PAEs、PCBs平均去除率為24.16％和19.14％的狀態(tài)下，通過計算得出，美人蕉潛流人工濕地對PAEs去除途徑貢獻(xiàn)率為(各同族體的平均值)：植物吸收1.75％，基質(zhì)吸附70.61％，微生物降解27.64％。濕地對PCBs去除途徑貢獻(xiàn)率為(各同族體的平均值)：植物吸收1.34％，基質(zhì)吸附90.91％，微生物降解7.75％。
　　 6.建立潛流人工濕地對PAEs、PCBs去除的生態(tài)動