本文關(guān)鍵詞：人工濕地系統(tǒng)有機(jī)氯類(lèi)污染物的去除及生物優(yōu)化機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《山東大學(xué)》 2015年

人工濕地系統(tǒng)有機(jī)氯類(lèi)污染物的去除及生物優(yōu)化機(jī)制研究

趙聰聰  

【摘要】：有機(jī)氯類(lèi)污染物是典型的“三致”污染物,具有較長(zhǎng)的半衰期和較高的生物蓄積性,對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境危害極大,已引起普遍關(guān)注,是目前世界各國(guó)重點(diǎn)控制的污染物。人工濕地具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便和美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),在有機(jī)氯類(lèi)污染物處理上具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但目前人工濕地系統(tǒng)去除有機(jī)氯污染物的機(jī)制尚不明確,且普遍存在出水濃度偏高的情況。因此有必要研究典型有機(jī)氯污染物在人工濕地系統(tǒng)中的去除機(jī)制及其強(qiáng)化措施,為人工濕地去除有機(jī)氯污染物提供科學(xué)依據(jù)。本論文以?xún)煞N典型的有機(jī)氯污染物,農(nóng)藥類(lèi)硫丹和藥品及個(gè)人護(hù)理品(PPCPs)類(lèi)三氯生為研究對(duì)象,從污染調(diào)查入手,結(jié)合小試系統(tǒng)研究分析了硫丹和三氯生的去除機(jī)制,并以此為依據(jù)提出了生物強(qiáng)化和植物優(yōu)化方案,明確了人工濕地系統(tǒng)去除硫丹和三氯生的生物優(yōu)化機(jī)制,得到的主要結(jié)論如下：(1)氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是土壤中硫丹遷移轉(zhuǎn)化的重要影響因素,細(xì)菌是硫丹降解的重要微生物類(lèi)別。農(nóng)藥廠污染土壤中,p硫丹是硫丹的主要存在形式(43.30-100%),具有降解慢、擴(kuò)散快的特點(diǎn)；并且硫丹類(lèi)物質(zhì)與土壤中碳和磷的濃度呈顯著相關(guān)。從微生物降解機(jī)制上來(lái)看,細(xì)菌對(duì)土壤系統(tǒng)中硫丹的去除貢獻(xiàn)率高于真菌,且隨著硫丹濃度的增加,兩者差異更加顯著。同時(shí),細(xì)菌對(duì)硫丹的耐受性更高,因而其在硫丹的降解中具有更加重要的作用。(2)生物優(yōu)化能夠進(jìn)一步提高人工濕地系統(tǒng)中硫丹的去除效率,單一強(qiáng)化較復(fù)合強(qiáng)化更適宜被采用。對(duì)濕地系統(tǒng)各組成部分的分析表明,生物促進(jìn)和碳源生物刺激能夠促進(jìn)微生物對(duì)硫丹的降解從而強(qiáng)化硫丹的去除效果,而磷源生物刺激則促進(jìn)了植物對(duì)硫丹的吸收,復(fù)合強(qiáng)化過(guò)程則同時(shí)促進(jìn)了微生物對(duì)硫丹降解和植物對(duì)硫丹的吸收過(guò)程。復(fù)合強(qiáng)化雖然較單一強(qiáng)化效率更高,但差異不顯著,且操作復(fù)雜耗費(fèi)較高。因此單一強(qiáng)化,特別是生物促進(jìn)和碳源生物刺激更適于強(qiáng)化人工濕地系統(tǒng)中硫丹的去除。(3)人工濕地系統(tǒng)可有效去除三氯生,其中植物吸收具有較大的潛力。冬季典型的大規(guī)模人工濕地系統(tǒng)中三氯生的去除率在22.44～78.82%,向下游水體的日均三氯生釋放量為4.40-92.60g,其潛在威脅不容忽視。浮萍小試系統(tǒng)對(duì)三氯生的去除率在80%以上,其中基質(zhì)吸附作用占44～56%,生物降解作用約占30%,而植物的吸收作用則隨運(yùn)行周期逐漸增強(qiáng)。(4)植物優(yōu)化能夠進(jìn)一步提高人工濕地系統(tǒng)中三氯生的去除效率,而生物富集因子(BSAFs)可用于表征基質(zhì)、植物與微生物三因子作用的指標(biāo)。挺水植物對(duì)三氯生的去除效果最好,沉水植物次之,漂浮植物最差,各濕地系統(tǒng)基質(zhì)微生物群落結(jié)構(gòu)及豐富度均受三氯生影響,且存在植物種間差異。其中,Beta變形菌綱是香蒲和輪葉黑藻系統(tǒng)三氯生降解的重要菌群,而Delta、Gamma變形菌綱以及鞘脂桿菌綱對(duì)槐葉萍系統(tǒng)起重要作用。同時(shí)通過(guò)分析BSAFs與植物富集能力及系統(tǒng)微生物降解作用之間的相關(guān)性,得出了BSAFs可以用在植物優(yōu)化種植策略的選取中,豐富了對(duì)BSAFs的認(rèn)識(shí)。(5)針對(duì)不同種類(lèi)有機(jī)氯類(lèi)污染物的不同特性,提出了不同的生物優(yōu)化措施以進(jìn)一步提高其去除效率。對(duì)于半衰期長(zhǎng)、具有揮發(fā)性的有機(jī)氯污染物,可采用基于微生物降解作用的生物優(yōu)化措施,對(duì)半衰期短的非POPs類(lèi)有機(jī)氯污染物,可以通過(guò)植物優(yōu)化調(diào)控和優(yōu)化人工濕地系統(tǒng)自身的配置,進(jìn)一步提高其在人工濕地系統(tǒng)中的去除效率。生物優(yōu)化不但能進(jìn)一步提高有機(jī)氯類(lèi)污染物的去除效率,還能節(jié)約處理成本,對(duì)保障區(qū)域水質(zhì)安全、增加濕地經(jīng)濟(jì)附加值、提升城市環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。論文研究成果可為提高有機(jī)氯類(lèi)污染物去除效果提供理論依據(jù),為人工濕地系統(tǒng)中生物優(yōu)化措施的篩選提供參考,對(duì)于凈化水體和維護(hù)人類(lèi)健康具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X703
【目錄】：

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【引證文獻(xiàn)】

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3 本報(bào)記者 付毅飛;[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

4 記者 趙琳 吳坤娛;[N];玉溪日?qǐng)?bào);2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 趙聰聰;人工濕地系統(tǒng)有機(jī)氯類(lèi)污染物的去除及生物優(yōu)化機(jī)制研究[D];山東大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 程明明;人力水車(chē)—岸基人工濕地系統(tǒng)對(duì)城市滯流型污染水體凈化的研究[D];東北師范大學(xué);2015年

2 王京敏;三氯生在兩種典型污水處理系統(tǒng)中去除的研究[D];山東大學(xué);2015年

3 萬(wàn)明輝;營(yíng)養(yǎng)鹽富集型人工濕地系統(tǒng)脫氮除磷能力研究[D];上海交通大學(xué);2011年

4 張洪洋;人工濕地預(yù)處理引黃水庫(kù)水效果與微生物特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

5 陸琦;人工濕地系統(tǒng)水力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];浙江大學(xué);2005年

6 金莉;蚯蚓—人工濕地系統(tǒng)在化機(jī)漿廢水深度處理中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2012年

7 李艷紅;人工濕地系統(tǒng)處理銀川市城市污水中試實(shí)驗(yàn)[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

8 周敏;麥穗魚(yú)對(duì)人工濕地系統(tǒng)凈化效果的指示作用[D];蘭州大學(xué);2009年

9 張磊;人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水處理廠二級(jí)出水凈化實(shí)驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2010年

10 徐麗;潛流型人工濕地系統(tǒng)污水處理效果及其基質(zhì)堵塞問(wèn)題解決方法的研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：人工濕地系統(tǒng)有機(jī)氯類(lèi)污染物的去除及生物優(yōu)化機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：210330