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水源地人工湿地的净水效果及其对浮游植物的影响

行业资讯浏览次数:74发布时间:20-08-01

浮游植物是水生态系统的主要生产力,其群落结构对水环境的变化非常敏感,可以用来反映水体的水质特征.一般认为,浮游植物的生长主要受养分,水温,光照和水动力的影响,其群落结构还受到水体中各种理化因素和生物因素甚至人工措施的影响.

人工湿地作为饮用水源的净化措施有许多应用实例.目前,关于人工湿地的水质净化效果及其对浮游植物影响的研究大多是在中小型实验的控制下进行的,但是对于大型人工湿地在工程应用中的水源研究却很少.

本研究以嘉兴市的水源-石臼洋湿地和关井岗湿地这两个人工湿地为研究对象.生长和群落结构的影响为人工湿地水源的建设和管理提供了理论依据.

第1部分材料和方法

1.1研究区域概述

石臼阳湿地和关井岗湿地位于浙江省嘉兴市,分别是都是人工湿地.它是嘉兴市的重水源.两种人工湿地的净化过程可以分为四个功能块,即预处理区,湿地根孔净化区,深层净化区和引水区.

1.2采样点和采样时间

从2019年3月至2019年5月,在湿地的入口,根孔净化区的出口和土壤的出口处设置采样.深层净化区.点.S1〜S3是石臼洋湿地的采样点,如图1(a)所示.其中,S1位于进水口,S2位于湿地根孔净化区的出水口,S3位于水厂的取水口.G1和G2为冠景.香港湿地的采样点如图1(b)所示.其中,G1位于湿地的入口,G2位于根孔净化区的出口.水质采样时间为3月27日至5月27日,每周一次,共10次.浮游植物的采样日期是3月27日,4月2日,4月17日和5月22日.

1.3样品收集和分析< / p>

浊度和叶绿素a使用YSI EXO多参数水质分析仪进行现场测量.总氮(TN),氨氮NH4 + -N硝态氮NO3--N,总磷(TP),磷酸盐PO43-P在实验室中进行了测试.TN根据HJ 636-2012进行测量,NH4 + -N根据HJ 535-2009进行测量,NO3--N根据HJ / T 346-2007进行测量,TP根据GB / T 11893-1989进行测量, PO43--P根据GB / T 5750.5 ― 2006年测量.浮游植物的测量指标包括丰度和群落结构.

第二部分结果与分析

2.1氮磷养分浓度

两个湿地各监测点的氮养分浓度变化如图2.总体而言,石臼洋湿地进出水中总氮的含量变化不大,总氮的净化效果不明显.根孔净化区对NH4 + -N的去除效果明显,但深层净化区处理前后的NH4 + -N浓度基本没有变化.根孔净化区和深层净化区对NO3--N去除效果均不明显.

两个湿地每个监测点的磷养分浓度变化如图3所示.水流通过S1→S2→S3,TP的浓度逐渐降低.根孔净化区和深层净化区均对TP具有良好的去除效果.当水流过根孔净化区和深层净化区时,盐PO43-P的浓度逐渐降低.

2.2浊度

< p>浊度是影响水体富营养化的重要光学指标.它主要受水中悬浮颗粒,浮游植物和浮游动物的影响.从图4可以看出,石臼洋湿地的入水浊度较高.经过人工湿地净化后,浊度显着下降.水流通过S1→S2→S3,水体的浊度逐渐降低.根孔净化区和深层净化区对浊度均具有良好的净化效果.关井岗湿地的进水浊度低于石臼洋湿地,净化后的浊度也有一定程度的降低.

2.3叶绿素a

叶绿素a是水中浮游植物数量的重要指标.如图5所示,在关井岗湿地中,由于深层净化区的水域较小,G1和G2的叶绿素浓度相似.总的来说,两个人工湿地的叶绿素a浓度表现为"深层净化区根孔净化区≈摄入区"的特征.

2.4浮游植物群落结构

在九九阳湿地中共鉴定出7个门和71个藻类.在官井岗湿地中共鉴定到7个藻类的62属.两个人工湿地的浮游植物种类组成基本相同.

表1显示了在4个采样日期的两个人工湿地的5个采样点的藻类优势种.两个人工湿地的优势种基本相同.主要优势种是隐孢子虫属,Chroomonas属菌,Cyclotella属和四孢子虫属(Cryptomonas sp.)四合菌属)和衣藻.净化人工湿地后,浮游植物群落的结构发生了变化.

第3部分讨论

3.1影响浮游植物生长的水质因素

氮磷营养素是藻类生长的物质基础,但营养盐具有促进藻类生长的浓度上限.在一定浓度后,藻类生长具有足够的养分,而营养盐不再是藻类生长的限制条件.从营养的观点来看,人工湿地净化后藻类的营养限制类型从"磷限制和非磷限制之间的波动"变为"磷限制".

两个人工湿地的氮,磷养分浓度在污水中均低于进水,而叶绿素a的浓度表现为"深层净化区根孔净化区≈流入区"的特征.".现有研究表明,更长的水力停留时间有利于藻类生长.因此,在人工湿地建设中应注意藻类增殖问题,并合理控制水力停留时间.

3.2人工湿地中浮游植物群落对水质处理的响应

两个湿地中主要优势种为隐藻,隐藻,环藻,四翅目,衣原体藻类.人工湿地的净化改变了水体的栖息地,影响了藻类群落的结构,并促进了九九阳湿地和关井岗湿地优势种向蓝藻和隐生植物的转化.

第4部分结论

(1)酒酒阳湿地内和外的TN浓度基本保持不变,NH4 + -N的平均去除率为17.0%,平均去除率NH3--N去除率为4.7%,TP的平均去除率为45.3%,PO43-P的平均去除率为52.7%,浊度的平均去除率为57.0%.关井岗湿地总氮的平均去除率为10.9%,NH4 + -N的平均去除率为36.7%,纯化前后的NH3-N浓度基本保持不变,TP的平均去除率为21.4% ,PO43-P的平均去除率为13.6%,浊度的平均去除率为22.5%.经人工湿地净化后,氮,磷养分的浓度和浊度降低,磷养分的净化效果优于氮.

(2)净化湿地后,水体中的养分浓度降低,但是由于水体透明度的增加,深层净化区中的水流缓慢,水力停留时间长,出水口叶绿素a浓度和藻类数量明显增加.因此,在人工湿地建设中应注意藻类增殖问题,并合理控制水力停留时间.

(3)从适合浮游植物功能群的栖息地的角度来看,这两个湿地通常是中等和富营养的浅水体,流速较低.湿地取水区的浮游植物群落易受上游水的影响,但人工湿地的净化可改变水体的生境,影响藻类群落的结构,并促进该种群优势种的转化.石臼阳和关井岗湿地为蓝藻和隐植物.