本文關(guān)鍵詞：人工濕地植物根系泌氧影響污染物去除的機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： 人工濕地 水質(zhì)凈化 根系泌氧 微生物 植物種類 收割

【摘要】：人工濕地因低能耗、易管理等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于城市及農(nóng)村生活污水的處理。人工濕地系統(tǒng)內(nèi)復(fù)氧效率的高低是耗氧類污染物去除效果的重要影響因素。植物根系泌氧作用是人工濕地的重要復(fù)氧途徑,其能夠?yàn)楦滴h(huán)境提供氧氣,滿足各種物理、化學(xué)和生物反應(yīng)對氧的需求。本文研究了植物根系泌氧的變化規(guī)律,評價了植物生理指標(biāo)、植物種類及植物收割管理方式對根系泌氧作用的影響；驗(yàn)證了植物根系泌氧與濕地污染物去除的相關(guān)性,明確了植物根系泌氧影響污染物去除的微生物機(jī)制；通過對比不同植物濕地中微生物的變化,解析了植物種類影響污染物去除的作用機(jī)制；通過對比收割與未收割濕地水質(zhì)指標(biāo)及微生物變化的差異,研究了植物收割方式對污染物去除的影響,并探究了其微生物機(jī)制。取得的主要研究結(jié)論如下：1、植物根系泌氧速率具有明顯的季節(jié)變化特征,植物種類及收割方式可對其產(chǎn)生影響。泌氧速率夏季秋季春季冬季,其中7月份最高可達(dá)4.91±0.30μmol/h/plant,2月份最低為0.001±0.02 μmol/h/plant;植物根系泌氧速率受植物自身生理特性的影響,與根系孔隙度呈顯著正相關(guān)；不同季節(jié)下不同植物種類泌氧速率具有差異,夏季為蘆葦香蒲蘆竹,冬季為蘆葦蘆竹香蒲；而冬季和夏季收割均能降低根系泌氧速率。2、植物根系泌氧與污染物去除呈顯著正相關(guān),植物的存在能夠降低季節(jié)變化對污染物去除效果的影響。植物根系泌氧與濕地中COD、NH4+-N去除率的相關(guān)性系數(shù)分別為0.786和0.758,顯著正相關(guān)；夏季,植物濕地與空白濕地均保持較高的污染物去除率,微生物數(shù)量無顯著差異00.05)；冬季,植物濕地污染物去除率及微生物數(shù)量均明顯高于空白濕地00.05),但無論夏季還是冬季植物根系表面微生物數(shù)量均顯著高于基質(zhì)；植物濕地在兩個季節(jié)中均含有較高比例變形菌門,而空白濕地在夏季含有更為豐富的藍(lán)細(xì)菌和光合細(xì)菌,冬季則顯著減少,因此,季節(jié)變化對空白濕地中微生物的種類影響較植物濕地更為明顯。3、不同植物濕地間污染物去除效果夏季差異均不顯著,冬季差異顯著,與濕地中微生物數(shù)量及種類變化有關(guān)。不同植物濕地在夏季均保持較高的污染物去除效率,冬季香蒲濕地明顯低于蘆葦及蘆竹濕地,差異顯著；濕地系統(tǒng)中氨氧化菌(AOB)的數(shù)量與根系泌氧變化一致,全菌數(shù)量夏季差異不顯著,冬季蘆葦濕地最高,蘆竹濕地與香蒲濕地差異不顯著；濕地系統(tǒng)中微生物種類及組成均有顯著差異：夏季,各組濕地均含有較高比例的變形菌門,蘆葦濕地最多,其次為蘆竹濕地,香蒲濕地最少,但香蒲濕地中藍(lán)細(xì)菌的比例明顯高于蘆葦及蘆竹濕地；冬季,蘆葦濕地和蘆竹濕地中所含變形菌門細(xì)菌的比例明顯高于香蒲濕地,且香蒲濕地中藍(lán)細(xì)菌比例明顯下降。4、夏季收割能明顯改善人工濕地污染物去除效果,而冬季收割卻對濕地污染物去除帶來負(fù)面影響。夏季和冬季收割均會降低植物根系泌氧作用,但夏季收割能夠改善濕地通風(fēng),增加濕地的大氣復(fù)氧,減少植物對濕地表面的遮光作用,有利于基質(zhì)中各種好氧微生物及光合細(xì)菌的繁殖,從而提高濕地的去除效率。而冬季收割后濕地出水污染物濃度明顯上升,濕地系統(tǒng)內(nèi)微生物的數(shù)量及活性顯著下降,對濕地中污染物的去除產(chǎn)生負(fù)面影響。最終,基于污染物去除效率的分析,提出了夏季可以進(jìn)行植物收割,而冬季溫度降低至4℃以下時再進(jìn)行植物收割的策略。
【關(guān)鍵詞】：人工濕地 水質(zhì)凈化 根系泌氧 微生物 植物種類 收割
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要10-12
• Abstract12-15
• 符號說明15-16
• 第一章 緒論16-34
• 1.1 人工濕地系統(tǒng)概述16-23
• 1.1.1 人工濕地的發(fā)展概況及組成16-17
• 1.1.2 人工濕地的類型及特點(diǎn)17-18
• 1.1.3 人工濕地應(yīng)用現(xiàn)狀18-19
• 1.1.4 人工濕地的凈化機(jī)理19-23
• 1.2 植物在濕地中的作用23-28
• 1.2.1 植物的作用23-25
• 1.2.2 影響植物的因素25-27
• 1.2.3 研究現(xiàn)狀及存在問題27-28
• 1.3 根系泌氧在濕地中的作用28-32
• 1.3.1 根系泌氧的定義及原理28-29
• 1.3.2 影響根系泌氧的因素29-30
• 1.3.3 根系泌氧與污染物去除30-32
• 1.3.4 根系泌氧研究現(xiàn)狀32
• 1.4 本課題的研究目的和研究內(nèi)容32-34
• 1.4.1 研究目的32-33
• 1.4.2 研究內(nèi)容33-34
• 第二章 根系泌氧變化規(guī)律及影響因素34-50
• 2.1 材料及方法34-39
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及材料34-36
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法36
• 2.1.3 測試項(xiàng)目及方法36-39
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論39-49
• 2.2.1 不同季節(jié)植物根系泌氧的規(guī)律39-44
• 2.2.2 不同植物種類根系泌氧速率44-46
• 2.2.3 收割對植物根系泌氧的影響46-49
• 2.3 本章小結(jié)49-50
• 第三章 基于季節(jié)變化研究根系泌氧影響污染物去除的作用機(jī)制50-72
• 3.1 材料及方法50-59
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及材料50-51
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法51
• 3.1.3 測試項(xiàng)目及方法51-59
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論59-71
• 3.2.1 根系泌氧與污染物去除相關(guān)性分析59-62
• 3.2.2 植物泌氧速率及根系呼吸速率62-63
• 3.2.3 濕地中COD和NH4~+-N去除率63-64
• 3.2.4 濕地中微生物數(shù)量分析64-66
• 3.2.5 濕地中微生物種類分析66-71
• 3.3 本章小結(jié)71-72
• 第四章 基于植物種類研究根系泌氧影響污染物去除的作用機(jī)制72-90
• 4.1 材料及方法72-73
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及材料72-73
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法73
• 4.1.3 測試項(xiàng)目及方法73
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論73-87
• 4.2.1 夏季不同植物濕地污染物去除效果及機(jī)制研究73-82
• 4.2.2 冬季不同植物濕地污染物去除效果及機(jī)制研究82-87
• 4.3 本章小結(jié)87-90
• 第五章 基于植物管理方式研究根系泌氧影響污染物去除的作用機(jī)制90-108
• 5.1 材料及方法90-93
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及材料90
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法90-91
• 5.1.3 測試項(xiàng)目及方法91-93
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論93-107
• 5.2.1 夏季收割對根系泌氧的影響及微生物作用機(jī)制93-101
• 5.2.2 冬季收割對根系泌氧的影響及微生物作用機(jī)制101-107
• 5.3 本章小結(jié)107-108
• 第六章 結(jié)論與展望108-112
• 6.1 結(jié)論108-110
• 6.2 創(chuàng)新之處110
• 6.3 研究展望110-112
• 參考文獻(xiàn)112-126
• 致謝126-128
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文128-129
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表129-130
• 附錄130-148

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：998123