蚯蚓对垂直流人工湿地微生物量及脲酶活性的影响

在垂直流潜流式人工湿地中引入赤子爱胜蚓,构建了蚯蚓垂直流潜流式人工湿地.比较了蚯蚓人工湿地与对照人工湿地表层和底层的细菌总数、氨化细菌数、硝化与反硝化细菌数及脲酶活性,分析了蚯蚓的引入对垂直流人工湿地基质中微生物量及脲酶活性分布的影响.结果表明,蚯蚓的引入对微生物的生长与增殖及脲酶活性的提高有明显促进作用.在蚯蚓主要活动的表层0～20cm基质内,蚯蚓人工湿地的细菌总数、氨化细菌数、硝化细菌数分别达到0.86×109～3.78×109cells/g,1.01×107～5.75×107MPN/g和1.88×108～6.08×108cells/g,显著高于对照人工湿地;同时,蚯蚓人工湿地表层的脲酶活性也明显提高;蚯蚓的引入提高了有机污染物及氮的转化与去除的速率.     

一、二代马尾松林土壤微生物数量及酶活性垂直分布特征

【目的】揭示连栽马尾松林根际土壤环境在垂直方向上的变化。【方法】以不同栽植代数的马尾松人工林作为研究对象,采用配对样地法,于 2015 年 10 月,对比研究不同代马尾松人工林的根际与非根际土壤可培养微生物数量及土壤酶活性土层垂直变化特征。【结果】两代马尾松人工林根际土壤可培养微生物数量与酶活性的土层垂直分布特征明显,均表现为在 0~10cm 土层最高,在 >10~20cm 土层较低,在 >20~30cm 土层最低;同层次不同代之间比较,二代林根际土壤可培养微生物数量及酶活性均高于一代林,除土壤脲酶活性在代际间没有统计学意义上的差异外,其余酶的活性和 3 大类微生物数量在代际间的差异具有统计学意义(p <0.05 );两代马尾松人工林各土层根际可培养微生物数量与酶活性皆高于非根际,随着土层加深,根际与非根际间没有呈现出明显相关规律;两代马尾松林微生物与土壤酶呈统计学意义上的正相关关系(p <0.01 )。【结论】连栽提高了马尾松林根际土壤微生物数量和酶活性,二代林根际土壤性质在土层垂直方向上的表现均优于一代林。
     

一、二代马尾松林土壤微生物数量及酶活性垂直分布特征

【目的】揭示连栽马尾松林根际土壤环境在垂直方向上的变化。【方法】以不同栽植代数的马尾松人工林作为研究对象,采用配对样地法,于2015年10月,对比研究不同代马尾松人工林的根际与非根际土壤可培养微生物数量及土壤酶活性土层垂直变化特征。【结果】两代马尾松人工林根际土壤可培养微生物数量与酶活性的土层垂直分布特征明显,均表现为在0~10cm土层最高,在10~20cm土层较低,在20~30cm土层最低;同层次不同代之间比较,二代林根际土壤可培养微生物数量及酶活性均高于一代林,除土壤脲酶活性在代际间没有统计学意义上的差异外,其余酶的活性和3大类微生物数量在代际间的差异具有统计学意义(p0.05);两代马尾松人工林各土层根际可培养微生物数量与酶活性皆高于非根际,随着土层加深,根际与非根际间没有呈现出明显相关规律;两代马尾松林微生物与土壤酶呈统计学意义上的正相关关系(p0.01)。【结论】连栽提高了马尾松林根际土壤微生物数量和酶活性,二代林根际土壤性质在土层垂直方向上的表现均优于一代林。     

人工湿地对有机农药烟嘧磺隆去除的试验

为了解人工湿地对有机农药的去除效果,选取有机农药烟嘧磺隆为研究对象,考查了水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地在不同水力负荷条件下对烟嘧磺隆的去除能力,并考察了人工湿地中植物和填料对烟嘧磺隆的去除作用.研究结果表明,随着水力负荷的增大,人工湿地对烟嘧磺隆的去除率逐渐降低;在相同条件下,水平流人工湿地对烟嘧磺隆的去除效果优于垂直流人工湿地;人工湿地植物对烟嘧磺隆有一定的吸收作用,且植物根系起主要作用,菖蒲对烟嘧磺隆的耐受性高于水葱;湿地填料对烟嘧磺隆具有吸附作用,其中沸石和砾石对烟嘧磺隆的吸附程度高于钢渣.     

不同株高密花香薷光合色素含量和根际土壤酶活性的变化

密花香薷(Elsholtzia densa Benth.)是川西北高寒草甸的常见植物,为了探讨其对高寒生态环境的生理生态适应机制,分析四川省阿坝藏族羌族自治州红原县不同株高密花香薷叶面积、比叶质量、光合色素含量以及根际土壤酶活性的变化规律.结果表明:不同高度的密花香薷植株,其比叶质量和光合色素含量变化不显著(P0.05),叶面积随着植株增高先增加后减小,当植株高度在40~45 cm之间的叶面积最大,此时叶绿素含量最高,且Chl a/b最大;不同株高密花香薷根际土壤的纤维素酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性变化规律不明显,且与对照无明显差异.硝酸还原酶和脲酶活性大于对照,随着植株高度增加,根际硝酸还原酶和脲酶活性先增加后降低,脲酶活性与叶片Chl a的含量呈显著正相关,株高大于46 cm的植株根际脲酶活性显著大于对照(P0.05).研究表明,密花香薷在生长过程中可能释放根系分泌物改变了土壤微生物活动,提高根际氮素水平以促进植物的光合作用效率.     

崇明东滩植物根际生物活性及与理化因素的相关性研究

采用常规的方法对崇明东滩入侵植物互花米草及本地物种芦苇、海三棱藨草根际土壤微生物数量、土壤酶活性以及理化性质进行测定.结果显示:三大类群微生物中以细菌数量最多,不同植物中以海三棱藨草根际微生物量最多;过氧化氢酶活性为与海三棱藨草混生的互花米草根际最高,其他3种酶活性变化趋势相似,均以与芦苇混生的互花米草根际最高;进一步的分析表明:微生物的数量与土壤中有机质、速效磷和速效钾含量存在一定程度的正相关.说明崇明东滩植物根际土壤生物活性与理化因素有着密切的关系,为利用微生物学方法防治植物入侵提供依据.     

4种湿地植物对复合垂直流人工湿地N_2O排放的影响

采用静态箱-气相色谱法对4种植物(菖蒲、美人蕉、风车草和水葱)的复合垂直流人工湿地N_2O排放通量进行观测,并检测进出水总氮(TN)指标。研究结果表明:4种植物湿地TN去除率随着季节的变化趋势基本相同,先上升后波动下降,12月份和1月份达到最低,且风车草湿地TN去除率较高,为77.98%;菖蒲、水葱湿地的下行池排放通量比上行池的高,美人蕉湿地上行池排放通量比下行池的高,风车草湿地上、下行池排放量相差不大;风车草、菖蒲、美人蕉和水葱这4种植物湿地的N_2O平均排放通量分别为162.80,99.35,84.62和82.56μg/(m~2·h);复合垂直流人工湿地系统总体上表现为大气中N_2O的排放源,只有水葱湿地在12月份下半月表现为N_2O的弱吸收汇;菖蒲、美人蕉和水葱湿地的TN去除负荷与N_2O平均排放通量的比值KTN/N_2O随时间变化较大,风车草湿地K_(TN/N_2O)变化相对平缓,且较低;菖蒲、美人蕉湿地在11月份上半月以及水葱植物在12月份上半月的K_(TN/N_2O)较高,即在这些时间段内人工湿地菖蒲去除污水中相同量的TN,排放出的N_2O较少;在复合垂直流人工湿地污水处理植物选种中,菖蒲和美人蕉植物较合适。     

地表裂缝对青杨根际环境的影响

 通过野外调查确定研究区域和样本植物,然后分别在地下煤炭开采前和开采后定点采集植物根际土壤样本,通过实验分析研究神东矿区补连塔煤矿地下煤炭开采引起的地表采动裂缝对青杨根际环境的影响.结果表明,青杨根际微生物区系中,细菌数量最多,放线菌数量次之,真菌数量最少;青杨根际微生物数量、酶活性、土壤含水量、pH值呈现明显的季节分布规律.地表裂缝降低了青杨根际的微生物数量、酶活性、菌丝密度、菌根侵染率、土壤含水量和电导率.随着时间的推移,地表裂缝对青杨根际环境的影响有逐步减弱的迹象.     

水铁矿促进湿地植物净化含砷微污染水源水的试验研究

为了研究水铁矿促进湿地植物净化微污染水体中砷的效果及机理,选用美人蕉,添加不同比例水铁矿的石英砂构建微型垂直流人工湿地,考察含砷微污染水连续漫灌条件下美人蕉根表铁膜中铁含量及砷在湿地基质和植物茎叶中的分布规律。结果表明:湿地基质中水铁矿的添加剂量在200 mg/kg以内,湿地基质吸附截留砷的能力随水铁矿添加剂量的增加而提高;超过200 mg/kg以后,增加水铁矿对湿地基质截留砷的能力影响不明显。美人蕉根表铁膜中的铁含量随湿地基质中水铁矿添加剂量(在50~1 200 mg/kg范围内)的增加而增加;渍水状态下的美人蕉净化含砷的微污染水,根表铁膜中铁含量在100 mg/kg左右,最有利于砷的吸收和最终去除。     

人工湿地在我国污染河水治理中的应用及去除效果统计分析

对国内人工湿地处理污染河水的研究应用及发展进行了介绍和总结.湿地类型主要有表面流、水平潜流、垂直流和组合工艺,通过收集其所在地、占地面积、工艺流程、几何尺寸、填料、植物、进水浓度、水力负荷、水力停留时间及重铬酸盐指数(CODCr,简称COD)、高锰酸盐指数(CODMn)、5日生化需氧量(BOD5)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、悬浮物(SS)等污染物去除率,构建了处理污染河水的各类型人工湿地资料库,并总结了各类型湿地在国内污染河水治理中的地理分布特点和湿地类型应用特点.统计分析各种类型湿地对各污染物的去除效果,并用t-test和one-way ANOVA进行差异性分析,结果表明垂直流及组合工艺人工湿地对污染河水中COD的去除效果明显优于表面流和水平潜流,各类型湿地对TN、NH4+-N、TP等氮磷污染物的去除效果差异并不显著,但垂直流及复合垂直流对TN、TP去除的稳定性优于其他3种类型.     

水平潜流和垂直流人工湿地对生活污水净化效果的比较研究

本研究以竹炭和砾石为组合填料,开展了水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地对生活污水净化效果的比较研究。结果表明,水平潜流人工湿地对生活污水中COD、总氮和总磷的平均去除率分别为72．2％、47．8％和59．8％,垂直流人工湿地分别为75．0％、48．1％和58．2％。两种人工湿地中COD去除率均随水力停留时间（HRT）的增加而提高,而总氮和总磷去除率分别在HRT=3．5d和HRT=2d最高。不同人工湿地中细菌数量为水平潜流湿地稍高于垂直流湿地,根区高于非根区,而真菌数量则相反,且细菌和真菌的数量均随着HRT的增加而增加。     

潜流人工湿地微生物脱氢酶活性的空间变化特征

人工湿地是利用介质、植物和微生物构成的复合系统来处理污水。湿地植物如芦苇,具有根系放氧的性能,可在局部区域形成微氧环境,有利于好氧微生物的生长。人工湿地中生物膜的微生物活性直接影响到系统的功效。针对寒冷地区季节性运行的人工湿地,研究了两级逆向垂直潜流人工湿地中微生物INT脱氢酶活性（DHA）的变化。结果表明,系统中0．15m深度较0．22m深度的微生物DHA高,可能的原因是由于根系活动和受大气复氧的影响。DHA受温度变化影响明显。系统启动初期,微生物DHA随气温升高而升高;系统运行后期,DHA随气温降低相应下降。同时,DHA受营养物水平影响,高营养对应着高活性。     

不同基质对人工湿地脱氮效果和硝化及反硝化细菌分布的影响

对组合基质和煤渣基质潜流式人工湿地的脱氮效果进行了对比研究,结果表明:组合基质人工湿地的脱氮效果较好,氨氮和总氮的平均去除率达到81.9%和75.7%,而煤渣基质人工湿地的去除率相对较低,氨氮和总氮的平均去除率仅为59.6%和51.8%.为进一步探讨2组人工湿地脱氮效果差异显著的原因,研究了不同基质潜流式人工湿地系统内...     

构筑湿地厌氧氨氧化脱氮研究

针对构筑湿地废水脱氮效率较低的问题,论文对构筑湿地传统硝化工艺作了改进以考察厌氧氨氧化自养脱氮的可行性.采用改进的非饱和与饱和层结合的垂直流湿地及水平流湿地组合工艺,与传统的垂直流湿地硝化与水平流湿地反硝化的脱氮工艺对比研究;并采用分子生物学荧光免疫原位杂交(Fluorescent in situ hybridization,FISH)技术对厌氧氨氧化细菌进行鉴定分析.实验结果表明,厌氧氨氧化反应途径在构筑湿地中具有实现的可行性,脱氮效率高于传统工艺.     

人工湿地不同功能区除氮效果比较

通过对湿地不同功能区——沉淀池、潜流区和表流区的现场观测,并采用线性回归方法分析观测数据。比较各功能区除氮效果的差异。研究发现沉淀池除氮效果不明显,但在该区内,有机氮可能发生矿化作用而转变为氨氮;有植物系统的潜流和表流区除氮效果较为明显,其中表流区除氮效果优于潜流区,该区活跃的植物生长及微生物作用有效地降解、消减了各形态的氮。针对污染物的化学组分,选用合适的功能区,并加以串联组合,将有助于提高综合去污效果。     

两种人工湿地不同填料层净化污水效果研究

通过采集复合垂直流人工湿地(IVCW)和水平潜流人工湿地(HSCW)侧面不同高度的水样,初步研究了两种湿地填料的表层、中层、底层分别对污水中CODCr,TN,TP的净化效果.结果显示:①对CODCr的去除,两种人工湿地均未表现出显著差异.②两种湿地对TN的去除,主要取决于填料的中层和底层.③IVCW的填料表层除磷效果稳定,随环境因素变化,填料的中、底层TP去除率存在显著差异;HSCW中除磷主要在填料的底层,表层和中层填料容易出现明显的基质磷释放现象.     

潜流式人工湿地处理富营养化湖水研究

本研究通过构建水平潜流人工湿地来进行富营养化湖水的净化试验,结果表明,在0.64 m.d-1的高水力负荷条件下,分别具有3种植物(茭白、水葱和鸢尾)的人工湿地系统对富营养化湖水有较好的净化效果(对有机污染物COD、NH4+-N、NO3--N、TN和TP的去除率分别为29.2%~39.1%、37.5%~47.2%、70.3%~74.9%、48.6%~59.1%、和54.6%~57.3%).有植物的人工湿地系统与无植物的空白湿地系统相比较,尽管对COD和NO3--N的去除率差异不显著,但对NH4+-N、TN和TP的去除率都是有植物的人工湿地系统显著好于无植物的空白湿地系统,证明植物对人工湿地系统功能的发挥具有重要作用.     

麦冬对不同程度富营养水的净化和适应性研究

麦冬对不同程度富营养化水的净化能力和适应性是不同的。根据实验结果,在三种处理中麦冬对总氮和总磷的去除率均高于对照,且能通过叶绿素含量、根系活力和叶片SOD、POD活性的变化以适应不同的富营养化条件,故可用于构建稳定的湿地净化系统。     

不同季节浮床美人蕉对水体氮素等污染物的去除

 采用浮床无土栽培的方法,以人工模拟水槽为实验场所,在水槽内的富营养化水体表面种植美人蕉,通过植物的吸收和吸附作用,以及微生物的协同作用,去除水体中的氮素。实验结果表明,春季浮床美人蕉对水中氮素的去除效果较好,经过五天的处理,TN去除率约为58.4%;NH⁺⁴-N去除效果显著,2天内去除率达100%。与春季相比,秋季浮床美人蕉对氮素的去除效果有所下降,但去除规律大致相同,经过五天的处理,TN去除率为50.4%;对NH⁺⁴-N的去除效果仍很明显,4天内去除率可达100%。研究结果为浮床植物系统的全年运行提供了科学依据。