绿地系统对径流污染物净化机理

采用城市绿地和降雨系统模拟装置，研究绿地系统对径流污染物的净化机理。研究表明，模拟绿地对径流污染物的削减和污染物总量的控制有较好作用。降雨0．5h内污染物质主要被0cm-15cm层土壤所吸附，2h后各层对有机质、氮磷的吸附能力基本相同。绿地系统对径流污染物中COD、NH4^＋ -N、NO3^- -N及TP去除率为37．6％～49．9％；降雨期间污染物的去除主要靠土壤和植物根系的截留、吸附和吸收作用，因此对土壤NH4^＋ -N、NO3^- -N及TP的吸附过程用Langmiur方程进行拟和，发现土壤对NH4^＋ -N及TP的吸附反应在常温下自发进行程度较强，对NO3^- -N的吸附反应在常温下较难进行。且降雨后微生物开始降解吸附于土壤颗粒表面和植物根系的污染物，降雨后第5d~8d，土壤中微生物数量达到最大值，说明雨后土壤中污染物的降解主要发生在降雨后第2d-8d内，且t4d～17d土壤污染物含量基本降到降雨前水平，土壤得到再生．     

生物栅系统净化效果及微生物ERIC—PCR指纹图谱分析

通过常规微生物学分析方法并结合ERIC—PCR指纹图谱技术，分析了生物栅系统中填料生物膜的微生物群落结构，探讨了生物栅系统微生物群落结构与污染物降解的作用关系。结果表明，生物栅集成系统中的微生物数量能维持较高的数量级，填料生物膜上的异养细菌在10^7～10^9数量级，硝酸细菌也在10^5数量级以上；系统对CODcr、NH3-N去除率比空白池分别约高35％、30％，且系统运行中功能细菌数量与污染物去除率呈现出显著的正相关性；ERIC—PCR指纹图谱分析表明，随着系统的运行，各反应池中微生物多样性指数不断增加，微生物种群趋于丰富，相似性指数增高，生物栅系统表现出良好的运行稳定性。     

生物栅净化系统生物膜微生物群落结构动态的ERIC-PCR指纹图谱分析

用ERIC-PCR指纹图谱技术分析富营养化水体生物栅处理系统中2个工况7个净化池在不同监测时期微生物群落结构动态变化与主要污染物降解效果变化的关系.结果表明,采用生物栅技术的2～7号净化池的CODCr、总氮、氨氮、总磷的去除率较对照池分别提高了13.3%～58.6%、23.6%～65.8%、15.5%～72.9%和16.8%～76.9%,表明生物栅技术在污染物去除方面起到了重要作用.随着系统的运行微生物多样性指数逐渐增大,工况1第1次和第2次生物膜样品的微生物多样性指数分别为1.77～1.91和1.96～2.35.设置凤眼莲的3个净化池填料生物膜微生物种类较未设置植物的净化池丰富.在工况2中,HRT为7.5h的3号、5号和7号反应池填料生物膜ERIC-PCR指纹图条带数比HRT为4h的2号、4号和6号要多,而根系生物膜上的微生物群落结构受HRT的影响小.研究表明,随着系统的运行,系统中微生物种群多样性指数增加,系统逐渐进入良好的稳定状态.图5表5参9     

几何法测定生物栅中美人蕉根系面积

设计了1种测定生物栅中水生植物根系面积的方法.通过分别测定美人蕉(Canna indica)3级根平均直径和2级根平均直径计算得到植物根系总面积.这种方法比常用的不分级测定植物根系直径及表面积的方法准确度高1个数量级,可以应用于大根系植物的根系测定.研究结果表明,生物栅装置中美人蕉根系总面积39.4 m2,3级根系面积是2级根系的22.2倍,而体积比接近2:1,3级根和2级根平均直径比小于1:10.应用生物栅技术处理富营养化水体时,表面积占绝对优势的3级根系在对氮、磷等元素的吸收,作为微生物附着的重要载体及加强植物与填料的固着能力,改善根系与填料的空间结构等方面起重要作用.     

下凹式绿地对城市降雨径流污染的削减效应

以现场7次降雨14组径流污染监测数据为基础,探讨了下凹式绿地对城市降雨径流污染的削减效应,分析了径流污染负荷、绿地土壤与覆被植物、降雨历时等因素对污染削减率的影响.结果表明,当COD,NH4+-N和TP的浓度分别为56.0~216.0,0.27~2.97,0.20~0.95mg/L时,下凹式绿地对COD,NH4+-N和TP的平均削减率为52.21%,48.98%和47.35%.下凹式绿地对径流污染的削减过程可分为2个阶段:初期1h的径流污染削减率符合一级动力学模式,后期径流污染削减规律可用二级动力学模式表示.降雨历时增加可提高污染物削减率,当降雨历时约从3h增加到20h时,径流污染的综合削减率可从40%上升到65%.     

泥鳅在生物栅技术修复景观水体中的作用

设计一种由微牛物载体填料和水生植物、水生动物为主要构件的生物栅处理装置(BGD),以强化处理污染景观水体.实验中选择组合填料、美人蕉、泥鳅作为生物栅构成要素,以上海市苏州河支流赤水河河水为实验用水,通过对比实验研究泥鳅在系统中的作用.泥鳅投放密度为650 g m2,以近自然的方式进行静态处理,过程中体系溶解氧(DO)的变化范围为1.9～3.0 mg L-1.BGD组DO水平高于对照组,运行第24 h和48 h,BGD组DO分别为1.96 mg L-1和2.2 mgL-1,而对照组只有1.5 mg L-1.生物栅内泥鳅在根系和填料间往来穿梭,上下运动,增加了生物栅的复氧速率.BGD中dDO/dDOC减少量与溶解性有机碳(DOC)减少量比值]随时间变化曲线斜率KBGD为-0.0042.-K对照＜-KBGD,说明BGD中的复氧速率大于对照组.运行48 h时BGD组NH4+-N和TP去除率分别为50.7%和82.4%,比埘照组提高30.9%和23.5%.24 h时BGD组TN去除率为34.4%,较对照组减少14.1.DO水平相对较高有利于NH4+-N、TP的去除,而不利于TN的去除.对照组和BGD组对UV254类物质都有一定去除效果,但对照组的去除率低于BGD组,运行72 h后,去除率分别为36.4%(对照组)和45.4%(BGD:组),泥鳅分泌特定酶能够降解特定的有机物质,有利于UV254的去除.图6表3参17     

上海城市河道治理工程简介

对上海中心城区内5条污染河道的背景情况、治理工程措施及实践效果进行了介绍,对国内相似地区开展城市水环境整治工作具有一定的参考价值。     

8种植物床人工湿地脱氮除磷的研究

分别以水葫芦、西洋芹、空心菜、水芹、混合种(黄菖蒲、千屈菜、再力花)、千屈菜、再力花、黄菖蒲等植物床构建潜流人工湿地,研究其对生活污水氮、磷的净化功能及其去除率与水力停留时间(HRT)的变化规律。结果表明,各种植物床对TN、TP的去除率随HRT的延长而增加,不同植物床的脱氮除磷效果是不同的。千屈菜植物床对TN的去除效果最好,HRT为3d时,TN去除率为56%;HRT为6d时,TN去除率达77%。再力花植物床对TP的去除效果最好,HRT为3d时,TP去除率达78%;HRT为6d时,TP去除率达96%。其他植物床也有较好的脱氮除磷效果。各种植物床处理后出水TN、TP均较低,HRT为3d时,出水TN均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准规定的限值(15mg/L),出水TP均低于GB 18918—2002二级标准规定的限值(3mg/L);7种植物床构建的潜流人工湿地(水葫芦的数据丢失)对TN、TP的去除均满足一级反应动力学方程,且相关性显著。     

植物-水生动物-填料生态反应器构建和作用机理

设计构建了植物-水生动物-填料生态反应器,以强化景观水体生态修复效果.实验中构建了美人蕉-组合填料-泥鳅生态反应器,以上海市绥宁河富营养化河水为实验用水.采用近自然的静态处理方式,经过120 h,TP、NH 4-N和TN去除率分别为68.5%、46.0%和53.8%,较对照1(无美人蕉和泥鳅,其他条件相同)分别提高52.3%、40.4%和43.3%.反应器中美人蕉根系生物膜中异养细菌、硝酸细菌、亚硝酸细菌数量分别为3.98E 08 CFU/g、8.20E 04 CFU/g和6.01E 03 CFU/g,较填料生物膜中相应细菌分别高出5.6倍、3.4倍和4.0倍.而根系和填料生物膜中反硝化细菌的数量水平相当,分别为1.09E 03 CFU/g和1.41E 03 CFU/g.根系泌氧能够改善根系生物膜含氧状态,使其成为硝化作用的主要场所.植物根系和填料生物膜内部存在兼性厌氧微环境,使反硝化作用得以进行,有利于总氮的去除.微生物群落的ERIC-PCR指纹图分析说明,美人蕉、泥鳅为填料生物膜微生物提供了有利的生存和作用的生态环境.     

模拟装置研究绿地系统在暴雨径流污染控制中的作用

采用城市绿地和降雨系统模拟装置,研究绿地系统对实际暴雨径流污染的削减作用.历时60 min,降雨重现期为1 a、3 a、5 a时,绿地系统可以削减雨水径流量.1 a一遇时,绿地系统对雨水径流中COD、氮和磷总量的去除率分别为60.2%,49.2%和61.5%.以无植被裸土为对照,模拟绿地系统对径流雨水中COD、NH+4N及TP去除率较对照组分别提高7.1%,6.2%和4.4%.降雨期间污染物的去除主要依靠土壤和植物根系的截留、吸附和吸收作用;降雨后微生物开始降解吸附于土壤颗粒表面和植物根系上的污染物,降雨后第5～8 d,土壤中微生物数量达到最大值,第14～17 d微生物完成对吸附有机物等的降解,数量恢复到降雨前水平.研究表明, 模拟绿地对降雨地表径流量的削减、径流污染物浓度的削减和污染物总量的控制有较好作用.