人工湿地植物根区微生物与净化效果的季节变化

第16卷第4期2004年12月湖泊科学JNOLRLOKUAAFESCINECESVol.61,No.4Dee.,2004人工湿地植物根区微生物与净化效果的季节变化*梁威’·2吴振斌’詹发萃’邓家齐’日:中国科学院水生生物研究所淡水生态和生物技术国家重点实验室,武汉430072;2:清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京]0084;)提要人1几湿地污水处理系统具有净化效果显著、建设和运行费用低廉、管理简便等优点.近年来越来越受到人们的重视.人工湿地生态系统受环境影响较大,研究人「湿地在不同季竹的净化功能对于充分发挥其作用具有重要意义.对不同季节的芦苇(lP]r’Igmit。、。`。-`ruz;、,、艾fJ(Z`:`,;`,a`uduc价。。)和香蒲(枷h。zar如21。)等湿地系统植物根伙、无植物对{!俄从质微生物分布状况以及净化效果进行r研究,结果显不:(l)种植不同植物的湿地系统根区微,于一物数鼠小同.其湿地净化效果也不同;(2)季节变化显示湿地系统秋季的细菌总数量比夏季高;f日对照系统夏季的真菌和放线菌数量明显高于秋季;(3)湿地系统总磷(IT))的去除率夏季高于秋季;(4)相关性分析发现湿地植物根区的细菌总数与(B)D,的去除率之问存在显著相关性;而根区微生物数量与TP、C0(Dr和凯氏氮(KN)的去除率之间不存在显著相关性.具体机理还需进一步研究.关键词季节变化根区微生物净化效果人_E湿地分类号X172人工湿地污水处理系统具有净化效果显著、建设和运行费用低廉、管理简便等优点,近年来越来越受到人们的重视川.人工湿地处理污水时,有机物的降解和转化主要是由湿地微生物活动来完成的,人工湿地中微生物的活动是废水中有机物降解的基础机制`2一4’.因此,研究人工湿地植物根区微生物的区系分布和数量,对深入探讨构建湿地系统的功能及其净化机理很有必要.同时,由于人工湿地生态系统中的植物和湿地微生物受环境影响较大,不同季节由于外界环境条件的差异,其净化效果也会有较大差别.研究人工一湿地净化功能的季节变化对于充分发挥其作用,必将具有重要意义.在本试验中,研究了夏、秋季芦苇等湿地系统的植物根区微生物数量,以及不同系统同期的污水净化效果的变化,得出了一些有意义的结论,这些结果可为进一步研究揭示微生物在人工湿地净化中的作用机理提供参考l材料和方法试验材料该湿地系统采用了复合垂直流流程结构设计`”,由Inlxlmxl川两个池串联而成,在人lr]家杰出内年科学基金项目火39925007)以及中国科学院知识创新L程重要方向项目(KSCXZ一`\一102)联合资助2()(一3一12一21玫稿;2()04一02一2611父修改稿梁威,男.]971年生,博l_后,En,all:liang、eioZ@,、川gllL』d.、rg.。rl-4期梁威等:人工湿地植物根区微生物与净化效果的季节变化工湿地系统中分别种植了芦苇(Phrsamite,austarli、)、菱白(Z讼ania。a己ue毋oar)和香蒲(不”,haalt如ial)等植物,另外设立了无植物的对照系统.至实验时湿地系统已经正常运行了两年时间,取得了较为理想而稳定的处理效果.系统进水来自东湖的茶港排污口,水力负荷为600mm/d,滞留时间约14h.在夏季的6月和秋季的H月每周分别取样进行研究,其中植物根区材料主要是取植物的根部及附着基质(表面下大约csm处),对照系统基质取自表层下大约scm处基质层.取样后,按照文献方法进行处理L“’.1.2微生物数l测定根区及基质微生物数量的测定参照文献`“’进行,其中细菌、真菌和放线菌的培养分别采用土壤浸出液琼脂、查彼克氏培养基和改良高氏1号培养基.1.3理化参数指标的测定湿地系统处理污水前后的BOD,,COcD:,KN和TP等理化参数按照文献{7]进行测定.其中BODS的测定采用经典的稀释接种法;CODcr的测定采用重铬酸钾法;氮的测定采用过硫酸钾氧化一紫外分光光度法;总磷的测定采用过硫酸钾消解法.2结果和讨论2.1不同季节人工湿地系统微生物的数量分布实验期间的芦苇等系统植物根区以及无植物对照系统基质的微生物数量统计结果表明(表1)。在夏季(6月),菱白和宽叶香蒲系统植物根区的细菌总数是芦苇的2倍和对照的4倍;芦苇和菱白植物根区以及对照系统的真菌数量相差不大,但芦苇和菱白根区的真菌数量明显高于香蒲系统.除了香蒲系统放线菌数量较少外,芦苇、菱白和对照系统的放线菌数量相差不大.表I实验系统植物根区的微生物数量Tab.1Totalnumbe玲ofmieoro嗯anismsintheexpeirmentalSmallSealelPots(SSps)系统细菌(xlosind./g)6月11月真菌(xlo4ind./g)6月11月放线菌(xlo,in