湿生植物根系泌氧能力与其结构相关性研究

为了更好地了解湿生植物对湿地基质供氧能力,对西伯利亚鸢尾、风车草、芦竹和腺柳根系泌氧能力进行研究,并计算湿地植物泌氧能力,为人工湿地不同植物选择提供参考数据。结果表明:在26℃、3000 lux光照的水培条件下,芦竹根系干重泌氧率最高,达到0.201 mmol/(g·h)。湿生植物植株干重泌氧速率与根重-根长比及植株-根系干重比呈显著正相关(p0.01),也与根系孔隙度呈显著正相关。除木本植物腺柳外,西伯利亚鸢尾、风车草和芦竹单植株干重的泌氧率与通气组织面积占比呈显著正相关(p0.01),而与根系表皮层平均厚度呈显著负相关(p0.01),因此,通气组织发育程度和根系表皮层厚度也是影响湿生植物根系泌氧能力的重要因素。基于试验条件,湿地芦竹泌氧率为38.4 g/(m~2·d),湿地腺柳泌氧率为98.3 g/(m~2·d),都高于西伯利亚鸢尾和风车草泌氧率。因此,腺柳和芦竹有利于提高湿地基质中氧含量,其根际易于形成好氧环境。     

根系结构对湿地植物根系释氧能力的影响

为了研究湿地植物的根系结构对根系释氧能力(以根系释氧速率和释氧速率对水位变化的敏感性来表征)的影响。采用柠檬酸钛法测定菖蒲、再力花、香蒲、芦苇4种湿地植物在5种不同水位条件下的根系释氧速率,并采用标准差分析法分析不同湿地植物根系释氧速率对水位变化的敏感性。同时,采用比重瓶法测量湿地植物根系孔隙度,并对植物根部结构进行显微观察。结果表明:4种湿地植物的根系释氧速率从大到小总体上依次表现为香蒲芦苇再力花菖蒲,对水位变化的敏感性从大到小依次表现为香蒲芦苇菖蒲再力花。此外,湿地植物根系释氧能力与植物根系结构关系密切,主要表现为:湿地植物根系通气组织越发达、释氧屏障越不明显,则根系释氧速率越大、对水位变化越敏感。     

水生植物对氮和磷去除效果的试验研究

在城市河流水体旁边设计并构建了梭鱼草、茭草、香蒲三种挺水植物湿地以及苦草沉水植物湿地．研究了挺水植物湿地、沉水植物湿地对城市富营养化河流水体氮、磷的净化效果，并对其净化机理进行探讨。结果表明：（1）挺水植物湿地、沉水植物湿地对各种形态的氮、磷营养物质均有显著的去除效果，但沉水植物湿地对营养物的去除能力要高于挺水植物湿地；（2）沉水植物湿地内的溶解氧、pH值明显地高于挺水植物湿地，这主要是由于沉水植物生长茂密，通过光合作用向水体释放氧气的能力明显地高于挺水植物；（3）由于沉水植物湿地内的溶解氧高，因而通过硝化反应对氮的去除作用比较明显。     

水生植物模拟湿地对受污河水中氮素去除的初步研究

分别以芦苇、茭草和宽叶香蒲构建人工模拟湿地系统，开展关于湿地中水生植物氮素去除效果的对比研究。研究结果表明：（1）人工湿地对污染河水中的无机氮有很高的去除效果，但不同植物的去除率有所不同；（2）铵态氮和硝态氮的去除是影响湿地系统总氮去除率的重要因素，且铵态氮的去除起主导作用；（3）芦苇特殊的根系结构增加了湿地系统中溶解氧的含量，进而改善水中各种动物、微生物的生活环境；（4）植物吸收不是湿地氮去除的主要途径，但它的存在足以直接和间接的影响到水体中各种形态氮素的转化以及系统中微生物的硝化／反硝化过程的进行。     

深层曝气法概述

一、深层曝气法中几个因素的分析(一)氧的传输和利用效率(1)氧的饱和浓度与池深关系单位时间内溶入单位水体中的氧量与亏氧量成比例。假定水体中所允许的饱和溶解氧浓度愈高,则亏氧量就愈大,那末以每单位电耗所得到的溶解氧量就越多。所以,从经济角度考虑,水体中允许的饱和溶解氧浓     

湿地生态系统对氮的净化效果研究

本文利用湿地模拟实验对辽宁双台子河口湿地进行研究,通过灌溉不同浓度造纸废水地面植物各生长期吸收的TN含量进行分析。整体看,灌溉不同浓度的造纸废水,芦苇叶、茎、穗中的TN含量随废水浓度的增加而增加,并对芦苇在不同生长时期的TN含量进行了对比分析。     

湿地植物根表铁膜形成及其对磷吸收的影响研究进展

湿地植物根表铁膜对磷的有效吸收对控制水体富营养化具有重要影响,但其机理目前尚不明确,针对此问题,分析了湿地植物根表铁膜形成的因素及其对湿地植物磷吸收的影响,认为根表铁膜对湿地植物磷吸收的影响主要取决于磷浓度、铁膜的厚度等因素。在明确湿地植物根表铁膜对磷的吸收机理后,建议采用人工方法调节外部条件控制铁膜的形成,促进湿地植物对磷的吸收转化,降低水体富营养化水平。     

水体自净中计算溶解氧含量的修正公式

工厂排出的废水水质除要符合工业废水最高容许排放浓度的规定外,尚需根据接纳废水的水体情况,通过一系列计算来确定废水的处理程度及对水体的影响。对于第三类水体(非饮用水源和非渔业水体)一直是按溶解氧的最低极限值,来确定污水的处理程度和核算污水排入后水体溶解氧的状况的。这种同时考虑耗氧和复氧的溶解氧含量计算公式,已在各种文献、书籍中广为引用。我们在某厂的设计中发现该计算公式在理论上有不完善之处,因而导致计算出的污水BOD_5。允许浓度偏高,即需要处理的程度偏     

南方丘陵山区湿地氮磷时空变化及影响因素分析

对陈墩库区湿地从2015年9月到2016年8月进行水质监测,通过方差分析和相关性分析归纳总结湿地氮磷浓度变化规律,探究不同植物与湿地氮磷的相互作用。结果表明:陈墩库区TN、TP浓度在不同湿地季节变化有所差异,各湿地TN浓度在春、夏、冬差异显著;TP在冬季有显著差异,其余季节均无明显差异,陈墩库区TN、TP浓度季节变化与进水氮磷浓度和湿地面积、植物类型及生长状况密切相关;不同植物与湿地TN、TP呈现不同的相关性,这与水生植物对氮磷的吸收能力不同有关;轮叶黑藻、再力花、芦苇对氮磷的去除效果较好。     

氨氮废水处理过程中的好氧反硝化研究

采用序批式反应器处理氨氮废水 ,试验结果验证了好氧反硝化的存在 ,好氧反硝化脱氮能力随混合液溶解氧浓度的提高而降低 ,当溶解氧浓度为 0 5mg/L时 ,总氮去除率可达到 6 6 0 %。并结合理论分析 ,对好氧反硝化的机理进行了探讨     

水生植物去除重金属机制及生理响应研究综述

重金属是水环境中的典型污染物,存在着潜在的生态风险。利用水生植物去除重金属的处理方法具有高效、环保、经济等特点,成为当前研究的热点领域。阐述了植物对重金属的去除机制主要有植物吸收、根际微生物活动、植物根系微环境作用及植物富集,综述了植物在重金属胁迫下发生的生理响应,包括植物生长、细胞结构、酶活性等方面的生理变化。并讨论分析了pH、温度、底泥性质等对水生植物去除重金属过程的影响。同时,提出了植物去除重金属及响应机理方面还需深入研究的几个问题。     

不同水生植物对大肠杆菌去除作用的比较研究

目前国内外水体污染防治针对病原菌的去除技术研究甚少,基于研究区域内已有的人工湿地和生态沟渠基本配置形式,通过室内常温盆栽试验筛选可高效去除病原菌(总大肠菌群和埃希氏大肠杆菌)的水生植物,并在自然生态沟渠(200 m)进行实地筛选。结果表明:水生植物能通过根系分泌物(降低水体pH)抑制大肠杆菌生存繁殖,并增加湿地拦截吸附能力;大部分水生植物组能有效吸附并去除埃希氏大肠杆菌,其中以水芹去除效果最佳;除香菇草、野茭白外,其他水生植物均能有效去除总大肠菌群;自然生态沟渠中再力花、美人蕉、岩菖蒲对总大肠菌群去除效率较高。总体而言,岩菖蒲、狐尾藻、再力花、水葫芦、美人蕉、水芹对大肠杆菌的去除率较高,可作为适宜的生态沟渠水生植物用于生态防治实践中。     

人工湿地中水生植物的作用和选择

综述国内外有关人工湿地水生植物在污水净化过程中的作用及其选择的研究成果,提出了人工湿地系统水生植物有待进一步研究的问题。人工湿地水生植物的主要作用为:吸收利用和吸附富集污染物质、传输氧到湿地系统、为微生物提供栖息地、维持系统的稳定、积累有机物质。人工湿地系统要选择栽种耐污能力强、去污效果好、适合当地环境、根系发达、有一定经济价值的水生植物。     

湿地植物对城市雨水径流污染的净化效能与适应性研究

通过灯芯草、千屈菜、菖蒲、梭鱼草的雨水径流水培试验,研究了湿地植物对城市径流主要污染物COD、TN、TP及重金属的净化效能,分析了植物对径流污染物的耐受性和适应性。结果表明:植物对重金属的净化效能良好;千屈菜对COD的耐受性及去除率差,当COD≥1 160 mg/L会导致其死亡;灯芯草对pH值的适应力差,酸雨会严重影响其水处理效果及长势;当pH<6时菖蒲和梭鱼草对径流TP的处理能力相当;对TN<20 mg/L的雨水径流,菖蒲对TN的去除效率达93%以上优于梭鱼草,且菖蒲对径流COD的去除效果及适应性好于其他三种植物,是较适宜的雨水径流湿地植物。     

人工湿地植物生长特性及其对氮磷富集能力研究

采用室外盆栽实验研究了香蒲和梭鱼草两种湿地植物的生长特性及其对富营养化水体中氮、磷的吸收富集能力,为深入研究湿地植物在污水处理中的作用提供依据。实验期间,香蒲和梭鱼草均能在富营养化水体中正常生长,经过5个月的生长,两种植物的总生物量分别为6.65 kg/m2和10.83 kg/m2,约为栽种前的6倍和7倍。实验前,香蒲和梭鱼草根、茎、叶中TN的分布为叶>根>茎;TP在两种湿地植物组织中的分布均为叶>茎>根。实验结束后,香蒲和梭鱼草各组织中的TN、TP含量均明显下降,TN在梭鱼草组织中的分布仍为叶>根>茎,而香蒲组织中TN分布为根>叶>茎;两种植物组织中的TP分布为根>叶>茎。比较而言,梭鱼草具有较高的氮、磷积累量。     

浅谈人工湿地对面源污染中氮素的去除效果

针对我国的农业面源污染的现状,探讨了不同湿地植物和不同水流方式的人工湿地对农业面源污染中氮素的去除效果。文章从氮素的去除机理出发,通过植物和水流方式两个方面对氮素的去除效果进行分析,得出结论如下:不同湿地植物对氮素净化效果有差异,但总体来说湿地植物的生物量越大、根系越发达净化效果越好;湿地系统脱氮过程中,大部分氮是由微生物作用去除的,而复合式湿地及根系发达的湿地植物对微生物作用有良好的促进作用。     

Calculating nitrogen-removal efficiency with a one-dimensional nitrogen budget model of a reed-wetland soil system.

A simple one-dimensional model that can evaluate the transport and fate of nitrogen in wetland soil-vegetation systems was developed to calculate the nitrogen-removal efficiencies of reed-bed wetlands. A common wetland plant, Phragmites australis, was the focus of this study. Seasonal variations of temperature, seasonal changes of nitrogen uptake by vegetation, the vertical distribution of root biomasses and oxygen transport into the soil by vegetation were considered in the model. Field observations were conducted to determine some model parameters and to validate the model, although most of the parameters were adopted from data published in Europe and North America. Field observations were carried out at the Minuma-Tanbo wetland (35 degrees 52' N, 139 degrees 43' E) in Japan. The calculated concentrations of NH4-N in the soils were about 10 times larger than those of the observational results. On the other hand, calculated NO3-N concentrations were about half of the observational data. However, the calculated nitrogen-removal efficiencies indicated the same trends as previous studies. It was found that the hydraulic loading rate played a key role in relation to nitrogen removal and nitrogen transformation in reed wetland systems.     

Immobilization of heavy metals in sediment dredged from a seaport by iron bearing materials

Pot and field trials were carried out using sediment dredged from the port of Bremen (Germany) and deposited in a settling basin near Bremen; the sediment is polluted with Cd and Zn. Five iron-bearing materials were added to the soil (1% pure Fe in soil dry matter) to immobilize the heavy metals: ‘Red mud’ from the aluminium industry, sludge from drinking-water treatment, bog iron ore, unused steel shot and steel shot waste. The pH and CEC were little influenced by any of these treatments, but the NH₄N0₃ and DTPA extractable amounts of Cd and Zn, and particularly the uptake of Cd and Zn by plants, were markedly reduced. It was demonstrated that red mud and precipitated Fe-bearing sludge were the most effective materials. They caused an increase in the adsorption capacity of the dredged sediment with respect to Cd of about 50%. In the pot trials, NH₄N0₃ soluble amounts of Cd and Zn in samples of soil treated with these materials were reduced by 50% (DTPA: −20%), while the uptake by plants was reduced by 20–50%. In the field trial, Cd and Zn were immobilized in the soil to a certain extent, but less effect was observed on the concentrations in plants and soil extracts compared with the pot trials. In practice, red mud is unsuitable as it contains large amounts of Cr and Al³⁺ ions. Therefore, only sludge from drinking-water treatment, as long as the As concentration in it is low, remains as a useful material for immobilizing heavy metals in polluted sediment dredged from a seaport.     

Treatment of gully pot liquor containing heavy metals with constructed wetlands in Scotland.

The aim of this investigation was to assess the treatment efficiencies for gully pot liquor of 12 experimental vertical-flow constructed wetland filters containing Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud. (Common Reed) and filter media of different adsorption capacities in a cold climate. Seven of the twelve filters received inflow water spiked with heavy metals. For one year, hydrated copper nitrate and hydrated nickel nitrate were added to sieved gully pot liquor to simulate contaminated primary treated storm water runoff. The inflow concentrations for dissolved copper, nickel and nitrate-nitrogen were approximately 1.0, 1.0 and 1.45 mg/l, respectively, which represent mean loading rates of 0.063 g/m2/d for Filters 2 and 7 to 11, and 0.115 g/m2/d for Filter 12. For these filters receiving metals, an obvious breakthrough of dissolved nickel was recorded after road gritting and salting during winter. Sodium chloride was responsible for nickel leaching. Reductions of copper, nickel, biochemical oxygen demand and suspended solids were frequently insufficient compared to international secondary wastewater treatment standards. Moreover, the overall filtration performance for all filters was similar.