1、垂直(zhi)(zhi)(zhi)流(liu)(liu)人工濕(shi)地(di)因(yin)具有(you)較高(gao)的(de)水(shui)(shui)力負荷(he)、污(wu)染物(wu)(wu)去除效(xiao)率高(gao)、占(zhan)地(di)小等(deng)優點，越來(lai)越得(de)到大面積的(de)應用.近年來(lai)，垂直(zhi)(zhi)(zhi)流(liu)(liu)濕(shi)地(di)多用于(yu)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)污(wu)染負荷(he)生(sheng)活(huo)污(wu)水(shui)(shui)的(de)處理，其凈(jing)化(hua)效(xiao)果(guo)(guo)主要受濕(shi)地(di)類型構(gou)造本身、填料、植(zhi)物(wu)(wu)類型、進水(shui)(shui)C/N比(bi)與啟(qi)動季(ji)節(jie)等(deng)因(yin)素的(de)影響，而(er)關于(yu)進水(shui)(shui)C/N比(bi)對(dui)(dui)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)植(zhi)物(wu)(wu)類型處理生(sheng)活(huo)污(wu)水(shui)(shui)效(xiao)果(guo)(guo)的(de)影響研究相對(dui)(dui)較少.污(wu)水(shui)(shui)C/N比(bi)是反映濕(shi)地(di)系統(tong)內部碳(tan)氮循環(huan)的(de)主要指標，綜合了濕(shi)地(di)生(sheng)態系統(tong)功能的(de)變異性，容易(yi)測(ce)量(liang)，是確定廢(fei)水(shui)(shui)碳(tan)氮平衡(heng)特征的(de)一(yi)個重(zhong)要參數(shu).濕(shi)地(di)系統(tong)的(de)進水(shui)(shui)C/N比(bi)特征直(zhi)(zhi)(zhi)接影響著微生(sheng)物(wu)(wu)的(de)群落結構(gou)，從而(er)影響污(wu)水(shui)(shui)處理效(xiao)果(guo)(guo).另外，不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)濕(shi)地(di)植(zhi)物(wu)(wu)、不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)環(huan)境條(tiao)件下及(ji)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)生(sheng)長時期對(dui)(dui)N、P的(de)需(xu)求量(liang)也(ye)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong).植(zhi)物(wu)(wu)對(dui)(dui)N、P吸收量(liang)及(ji)比(bi)例的(de)變化(hua)，也(ye)會(hui)間接影響其在不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)季(ji)節(jie)對(dui)(dui)污(wu)水(shui)(shui)去除效(xiao)率的(de)貢(gong)獻.

本(ben)研究針對垂直流型人工濕(shi)地系統，研究水蔥(Scirpus tabernaemontani)，香蒲(pu)(Typha orientalis，)菖蒲(pu)(Acorus calamus)和千屈菜(Lythrum salicaria)4種植(zhi)物濕(shi)地在不同進水C/N比條件下(xia)的污(wu)水凈化能力，探(tan)討其可能的影響機制.

2 材料和方法
2.1 人工濕地的構建

人(ren)工(gong)濕(shi)地(di)(di)污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理系(xi)統于(yu)2014年(nian)1月建于(yu)復旦大(da)學(xue)生(sheng)(sheng)態學(xue)實驗(yan)基地(di)(di)溫室大(da)棚內(nei)，為(wei)(wei)垂(chui)直潛流型人(ren)工(gong)濕(shi)地(di)(di)(圖 1)，各濕(shi)地(di)(di)尺寸均為(wei)(wei)1.0 m×0.6 m×0.9 m(長(chang)×寬×高)，在長(chang)邊15 cm處(chu)分(fen)別(bie)用(yong)(yong)(yong)隔板(ban)隔開(kai)，靠(kao)近進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)端15 cm的(de)隔板(ban)底部以(yi)尺寸為(wei)(wei)0.80 m×0.15 m的(de)矩(ju)形開(kai)口(kou)相通(tong).布(bu)水(shui)(shui)(shui)區填料上層(ceng)為(wei)(wei)粒徑約(yue)12 mm的(de)爐渣，厚(hou)度為(wei)(wei)45 cm，爐渣在使用(yong)(yong)(yong)前(qian)經過(guo)5次沖洗，以(yi)避免其(qi)會產生(sheng)(sheng)高堿度的(de)環境(jing)，從而危害植(zhi)物(wu)(wu)(wu)和根系(xi)間微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)生(sheng)(sheng)長(chang);下層(ceng)為(wei)(wei)粒徑約(yue)15 mm的(de)礫石，厚(hou)度為(wei)(wei)20 cm，進(jin)(jin)(jin)出水(shui)(shui)(shui)隔板(ban)之間10 cm的(de)高度差(cha)使得水(shui)(shui)(shui)流可以(yi)從布(bu)水(shui)(shui)(shui)區自(zi)行流入出水(shui)(shui)(shui)端.進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)區采用(yong)(yong)(yong)穿孔(15 mm的(de)孔，間距為(wei)(wei)100 mm)PVC管均勻布(bu)水(shui)(shui)(shui)，試驗(yan)于(yu)2014年(nian)1―3月先(xian)進(jin)(jin)(jin)行濕(shi)地(di)(di)馴化，2014年(nian)4月到2015年(nian)1月為(wei)(wei)污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理正式運行階段，采用(yong)(yong)(yong)連續進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)方式，水(shui)(shui)(shui)力負(fu)荷為(wei)(wei)0.67 m3 ? m-2 ? d-1，HRT為(wei)(wei)1.5 d，填料層(ceng)的(de)孔隙率約(yue)為(wei)(wei)43%.3種不同的(de)C/N比進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)條件，每(mei)種植(zhi)物(wu)(wu)(wu)濕(shi)地(di)(di)均為(wei)(wei)4個(ge)(ge)平行處(chu)理，共計48個(ge)(ge)濕(shi)地(di)(di)單(dan)元.

圖1 垂直(zhi)流(liu)型人(ren)工濕地(di)

2.2 模擬(ni)生(sheng)活污水(shui)的配制及進水(shui)水(shui)質特征

對(dui)4種(zhong)植物類型(xing)濕地進行碳源(yuan)不(bu)同(tong)(tong)污(wu)(wu)染梯度(du)水(shui)(shui)平的添(tian)加(jia)處理，碳源(yuan)添(tian)加(jia)濃(nong)度(du)分(fen)別(bie)為(wei)100、200、400 mg ? L-1(污(wu)(wu)染負(fu)荷(he)分(fen)別(bie)為(wei)322.64、645.35、1280.06 mg ? m-3 ? d-1)，N素(su)添(tian)加(jia)濃(nong)度(du)為(wei)40 mg ? L-1(污(wu)(wu)染負(fu)荷(he)為(wei)107.75 mg ? m-3 ? d-1)，P素(su)添(tian)加(jia)濃(nong)度(du)為(wei)5 mg ? L-1(污(wu)(wu)染負(fu)荷(he)為(wei)16.58 mg ? m-3 ? d-1).模擬污(wu)(wu)水(shui)(shui)的配方為(wei) 100、200、400 g ? m-3 葡萄糖(tang)，80 g ? m-3 尿(niao)素(su)，15 g ? m-3 NaH2PO4，1.5 g ? m-3 KH2PO4，4 g ? m-3 CaCl2，2 g ? m-3 MgSO4.3種(zhong)不(bu)同(tong)(tong)C/N比(bi)進水(shui)(shui)條件(jian)分(fen)別(bie)為(wei)C1N(2.5 ∶ 1)、C2N(5 ∶ 1)和(he)(he)C3N(10 ∶ 1).每種(zhong)濕地植物在相同(tong)(tong)進水(shui)(shui)條件(jian)下(xia)的處理均為(wei)4個(ge)平行組.模擬生(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)(shui)的進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質特征見(jian)表 1和(he)(he)表 2.

表1 不同進水(shui)C/N比條件下(xia)主要(yao)理(li)化指(zhi)標的進出水(shui)特(te)征

表(biao)2 不同(tong)進水C/N比條件下主要污染物(wu)的進水濃度與去除率及(ji)濕地植物(wu)收(shou)獲后生(sheng)物(wu)量

2.3 實驗步驟

本(ben)研究選(xuan)取本(ben)實驗室(shi)前(qian)期(qi)篩選(xuan)出的(de)(de)(de)具有(you)較(jiao)好(hao)污(wu)染物(wu)(wu)降(jiang)解效果的(de)(de)(de)水(shui)蔥、香蒲、菖(chang)蒲和(he)千屈(qu)菜，均(jun)為挺水(shui)植物(wu)(wu).2014年(nian)的(de)(de)(de)2月1日每個(ge)(ge)濕地(di)(di)單(dan)元分(fen)別種植水(shui)蔥(Scirpus tabernaemontani)、香蒲(Typha orientalis)菖(chang)蒲(Acorus calamus)和(he)千屈(qu)菜(Lythrum salicaria)，上述4種濕地(di)(di)植物(wu)(wu)種植時(shi)單(dan)個(ge)(ge)濕地(di)(di)平均(jun)鮮重分(fen)別為0.28、0.34、0.21和(he)0.41 kg，種植密度為 5~8 株 ? m-2.前(qian)期(qi)濕地(di)(di)用模(mo)擬(ni)生活污(wu)水(shui)灌水(shui)2個(ge)(ge)月，該(gai)階(jie)段為濕地(di)(di)的(de)(de)(de)馴化期(qi).實驗運行(xing)周期(qi)為10個(ge)(ge)月，時(shi)間為2014年(nian)的(de)(de)(de)4月1日至2015年(nian)的(de)(de)(de)1月31日，模(mo)擬(ni)污(wu)水(shui)以0.21 m3 ? m-2 ? d-1的(de)(de)(de)水(shui)力負荷進入人工濕地(di)(di)單(dan)元，配水(shui)裝置是一(yi)個(ge)(ge)直徑5 cm的(de)(de)(de)塑料管，其上分(fen)布著直徑1.5 mm的(de)(de)(de)小圓孔(kong).每周通過(guo)一(yi)個(ge)(ge)200 L的(de)(de)(de)大水(shui)箱向(xiang)人工濕地(di)(di)供水(shui)5 d，另外2 d為停歇(xie)時(shi)間.

2.4 水樣、植物樣采集與測定

每(mei)周采(cai)(cai)集進出水樣一次(ci)，每(mei)月測(ce)(ce)(ce)定的(de)(de)4個(ge)周的(de)(de)平均(jun)(jun)值(zhi)作為該(gai)月處理(li)水樣的(de)(de)月平均(jun)(jun)值(zhi).COD采(cai)(cai)用(yong)(yong)重鉻酸鉀法測(ce)(ce)(ce)定，TP采(cai)(cai)用(yong)(yong)AQ2全自動間(jian)斷化學分析(xi)儀(Automated Chemistry Analyzer，Engl and )測(ce)(ce)(ce)定，TN采(cai)(cai)用(yong)(yong)德國產Liquor TOC分析(xi)儀測(ce)(ce)(ce)定.物理(li)化學指(zhi)標的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)試包括氧(yang)化還原電位(Eh)、pH值(zhi)、溶解氧(yang)(DO)，均(jun)(jun)是在現場實地測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)，其中，DO采(cai)(cai)用(yong)(yong)Orion Dissolved Oxygen Probe(Model 862Aplus，USA)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)，Eh采(cai)(cai)用(yong)(yong)Orion 250Aplus ORP Field Kit測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)，pH值(zhi)采(cai)(cai)用(yong)(yong)Orion Portable pH Meter(Model 250Aplus，USA)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang).分別采(cai)(cai)集和測(ce)(ce)(ce)定各濕地植物實驗(yan)前后的(de)(de)生物量(liang)(liang)(liang)，本研究(jiu)采(cai)(cai)用(yong)(yong)種植前與實驗(yan)結束收獲后濕地植物鮮重表(biao)示(shi)生物量(liang)(liang)(liang).

2.5 數據分析

污染物去除率(lv)R的計算公式如(ru)下：

式(shi)中(zhong)(zhong)，Ci和Ce分別表(biao)示進(jin)水(shui)和出(chu)水(shui)的濃(nong)度(mg ? L-1).1個月中(zhong)(zhong)每周測量(liang)值的平均值用來(lai)表(biao)示1個月中(zhong)(zhong)污染物(wu)的去(qu)除效(xiao)果.

2.6 統計分析

所有的數(shu)據都采用(yong)SPSS軟件進(jin)行分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi).一階(jie)方(fang)差(cha)(cha)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)用(yong)來(lai)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)4種(zhong)(zhong)不同植物垂直(zhi)潛(qian)流式人工濕地(di)(di)各種(zhong)(zhong)參數(shu)條件下的出水(shui)狀況.二階(jie)方(fang)差(cha)(cha)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)用(yong)來(lai)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)測(ce)試不同的碳元素添加、人工濕地(di)(di)植物類型、季(ji)節變化(hua)，以及其(qi)兩(liang)兩(liang)或(huo)者3個一起(qi)的綜合影響作用(yong).Duncan多倍范圍檢驗用(yong)來(lai)進(jin)一步評價方(fang)差(cha)(cha)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)中的差(cha)(cha)異顯著性.

3 結果

3.1 主要物理(li)化(hua)學(xue)指標(biao)的變化(hua)

pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、氧化還原電(dian)位(wei)(Eh)和溶解氧(DO)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)見表 1.對(dui)于(yu)pH值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，3種(zhong)(zhong)C/N比(bi)進水條(tiao)件(jian)下，4種(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)濕地(di)均表現為出(chu)水值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(6.38~6.81)低于(yu)進水值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(7.23~7.56)，但不(bu)同(tong)(tong)處(chu)理(li)條(tiao)件(jian)下，不(bu)同(tong)(tong)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)間(jian)差(cha)異不(bu)顯著(zhu)(zhu)(zhu)(p>0.05).對(dui)于(yu)DO值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，C1N和C2N處(chu)理(li)要顯著(zhu)(zhu)(zhu)高于(yu)C3N處(chu)理(li)(p<0.05)，但相同(tong)(tong)處(chu)理(li)不(bu)同(tong)(tong)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)類型間(jian)差(cha)異不(bu)顯著(zhu)(zhu)(zhu)(p>0.05).對(dui)于(yu)4種(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)濕地(di)類型，Eh值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)在C1N、 C2N和C3N處(chu)理(li)中(zhong)差(cha)異也(ye)不(bu)顯著(zhu)(zhu)(zhu)(p>0.05).

3.2 主要污染物去除率隨時(shi)間的變化

主要污染物去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)在(zai)處(chu)理過程中(zhong)各個(ge)月(yue)(yue)份中(zhong)的(de)變(bian)化明(ming)顯(xian)(xian)，3種(zhong)進水負荷下(xia)(xia)(xia)，COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)在(zai)香蒲和(he)菖蒲濕地(di)(di)均(jun)優于(yu)水蔥和(he)千屈菜濕地(di)(di)(圖 2，表(biao) 2).如圖 2a所示，C1N處(chu)理中(zhong)，4種(zhong)植物濕地(di)(di)中(zhong)COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)在(zai)秋(qiu)末(mo)和(he)冬初波(bo)動相(xiang)對較大.在(zai)C2N和(he)C3N處(chu)理中(zhong)，4種(zhong)植物濕地(di)(di)均(jun)表(biao)現出(chu)在(zai)7月(yue)(yue)和(he)10月(yue)(yue)COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)較高(圖 2b和(he)2c).到實驗結束(1月(yue)(yue))，3種(zhong)處(chu)理條件下(xia)(xia)(xia)，不同植物濕地(di)(di)對COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)均(jun)下(xia)(xia)(xia)降(jiang)到最低(di)值，受季(ji)節影響顯(xian)(xian)著.由表(biao) 3的(de)方差分析發現，季(ji)節、植物類(lei)型與季(ji)節的(de)交互作用對COD的(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)影響顯(xian)(xian)著(p<0.05).

圖2 實驗期(qi)間COD去除(chu)率變化(a.C/N=2.5 ∶ 1; b.C/N=5 ∶ 1; c.C/N=10 ∶ 1)

表3 濕地植物類型、碳添(tian)加(jia)、季節變(bian)化(hua)參數的方差分析(xi)

如圖(tu) 3所示，4種(zhong)植(zhi)物(wu)濕地(di)中(zhong)TN去(qu)除(chu)率(lv)(lv)在(zai)所有(you)進水條件(jian)下(xia)均出現(xian)了(le)較(jiao)為明顯(xian)(xian)的波動(dong).在(zai)C1N和C2N處理中(zhong)，水蔥濕地(di)的TN去(qu)除(chu)率(lv)(lv)低于其他(ta)3種(zhong)植(zhi)物(wu)濕地(di)(圖(tu) 3a，3b)，而香蒲濕地(di)在(zai)整(zheng)個實驗階段TN去(qu)除(chu)率(lv)(lv)均較(jiao)高(gao).在(zai)C2N和C3N處理中(zhong)，4種(zhong)植(zhi)物(wu)濕地(di)類型(xing)在(zai)10月(yue)(yue)TN去(qu)除(chu)率(lv)(lv)明顯(xian)(xian)較(jiao)高(gao)，冬初(11―12月(yue)(yue))也表(biao)現(xian)出了(le)相對較(jiao)高(gao)的去(qu)除(chu)能力(圖(tu) 3b和3c)，然而到翌年(nian)1月(yue)(yue)均呈明顯(xian)(xian)下(xia)降趨(qu)勢，TN去(qu)除(chu)率(lv)(lv)較(jiao)低.在(zai)整(zheng)個實驗啟動(dong)期間，TN去(qu)除(chu)率(lv)(lv)受(shou)季(ji)節變(bian)化(hua)影(ying)響明顯(xian)(xian)，波動(dong)時(shi)間相對較(jiao)長(chang).研(yan)究發現(xian)，季(ji)節對TN的凈化(hua)效(xiao)果具有(you)顯(xian)(xian)著(zhu)影(ying)響(p<0.05)(表(biao) 3).

圖3 實驗期(qi)間(jian)TN去(qu)除率變(bian)化(a.C/N=2.5 ∶ 1; b.C/N=5 ∶ 1; c.C/N=10 ∶ 1)

對于(yu)TP去(qu)(qu)除(chu)率(lv)，其(qi)在(zai)所有(you)進水負荷條件下(xia)都表(biao)現出(chu)在(zai)香蒲和(he)(he)水蔥濕地(di)稍高(gao)于(yu)菖(chang)(chang)蒲和(he)(he)千屈菜(cai)濕地(di)(圖(tu) 4).表(biao) 3分析發現，季(ji)節對TP去(qu)(qu)除(chu)率(lv)的影響明顯(xian)(p<0.05).較高(gao)的TP去(qu)(qu)除(chu)率(lv)出(chu)現在(zai)4―5月(yue)，但最低(di)值大都出(chu)現在(zai)冬(dong)季(ji)(12月(yue)，C/N=10 ∶ 1情況下(xia)最低(di)值出(chu)現在(zai)6月(yue))(圖(tu) 4).TP去(qu)(qu)除(chu)率(lv)在(zai)菖(chang)(chang)蒲濕地(di)總是相對較低(di)，且(qie)受季(ji)節變化影響顯(xian)著.

圖4 實驗期(qi)間TP去除率變化(a.C/N=2.5 ∶ 1; b.C/N=5 ∶ 1; c.C/N=10 ∶ 1)

4 討論(Discussion)

不同進(jin)水(shui)(shui)(shui)C/N比(bi)(bi)(bi)處(chu)理(li)(li)條件下，濕(shi)地(di)(di)去除(chu)能(neng)(neng)力有(you)(you)(you)(you)明顯差(cha)別.很多研(yan)(yan)究(jiu)結果表明，進(jin)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)負(fu)荷(he)的(de)(de)(de)(de)C/N比(bi)(bi)(bi)對污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)凈化(hua)效果有(you)(you)(you)(you)較(jiao)(jiao)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang).趙(zhao)永軍等(deng)研(yan)(yan)究(jiu)發現(xian)，微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)在不同生(sheng)長(chang)階(jie)段會根據自身需要調(diao)節(jie)所需要的(de)(de)(de)(de)C/N和(he)P/C比(bi)(bi)(bi)，較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)生(sheng)長(chang)速(su)率(lv)(lv)不僅(jin)僅(jin)會出(chu)現(xian)在較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)C/N和(he)P/C比(bi)(bi)(bi)下，也會出(chu)現(xian)在較(jiao)(jiao)低的(de)(de)(de)(de)N/P比(bi)(bi)(bi)的(de)(de)(de)(de)情況下，如(ru)細菌.合理(li)(li)控制C源和(he)N源，以及進(jin)水(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)C/N比(bi)(bi)(bi)，對于提高COD的(de)(de)(de)(de)去除(chu)率(lv)(lv)具有(you)(you)(you)(you)積極(ji)意(yi)義.本研(yan)(yan)究(jiu)COD去除(chu)率(lv)(lv)達63%~78%，與(yu)Seo等(deng)(2005)在水(shui)(shui)(shui)平潛流型(xing)濕(shi)地(di)(di)的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)效果接近(60%)，而略低于Poach等(deng)(2007)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)結果.COD的(de)(de)(de)(de)去除(chu)率(lv)(lv)在香(xiang)蒲(pu)(pu)濕(shi)地(di)(di)中相對高于其(qi)他3種濕(shi)地(di)(di)，其(qi)機理(li)(li)可能(neng)(neng)是香(xiang)蒲(pu)(pu)植物(wu)(wu)(wu)向根區(qu)(qu)輸氧(yang)能(neng)(neng)力更強，在植物(wu)(wu)(wu)根區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)還原(yuan)態介質中形成氧(yang)化(hua)態微環境，使有(you)(you)(you)(you)氧(yang)區(qu)(qu)域和(he)無氧(yang)區(qu)(qu)域共同存在，有(you)(you)(you)(you)利(li)(li)于充(chong)分發揮微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)有(you)(you)(you)(you)機污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)作用.任森(sen)華等(deng)(2014)利(li)(li)用菖蒲(pu)(pu)濕(shi)地(di)(di)處(chu)理(li)(li)生(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)時COD的(de)(de)(de)(de)去除(chu)率(lv)(lv)約為(wei)76%，與(yu)本研(yan)(yan)究(jiu)進(jin)水(shui)(shui)(shui)C/N=5 ∶ 1時結果基(ji)本相同.另外，4種植物(wu)(wu)(wu)濕(shi)地(di)(di)均受(shou)到了進(jin)水(shui)(shui)(shui)負(fu)荷(he)和(he)季節(jie)變化(hua)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)大(da)(da)(da)影響(xiang)(xiang).COD在污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)進(jin)水(shui)(shui)(shui)負(fu)荷(he)為(wei)C/N=5 ∶ 1時的(de)(de)(de)(de)去除(chu)率(lv)(lv)達到最(zui)大(da)(da)(da).C/N=10 ∶ 1時的(de)(de)(de)(de)結果顯示，在較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)C/N負(fu)荷(he)中，有(you)(you)(you)(you)機污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)降解(jie)率(lv)(lv)相對較(jiao)(jiao)低.此結果與(yu)趙(zhao)永軍等(deng)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)結果基(ji)本一致.

垂直(zhi)潛(qian)流人(ren)工濕地(di)(di)對于氮的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)主要是依(yi)靠(kao)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)和反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)過(guo)程實現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de).當(dang)C/N=5 ∶ 1時，TN去(qu)除(chu)率比C1N和C3N處(chu)理高(gao)，而香蒲濕地(di)(di)也(ye)略高(gao)于其他3種植物(wu)濕地(di)(di).這說(shuo)明(ming)在(zai)適合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)C/N比條(tiao)件(jian)下(xia)，可(ke)使得硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反應和反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反應達(da)到(dao)最(zui)佳狀態，適量的(de)(de)(de)(de)(de)碳源保證了濕地(di)(di)反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)過(guo)程的(de)(de)(de)(de)(de)順利進行(xing).而植物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)理選擇也(ye)在(zai)一(yi)定程度上提高(gao)了TN的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)果(guo)(guo).在(zai)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)進水負荷條(tiao)件(jian)下(xia)，平均TN去(qu)除(chu)率在(zai)香蒲濕地(di)(di)中達(da)到(dao)了38%~49%，與(yu)Seo等(deng)(2008)在(zai)水平流濕地(di)(di)中48%的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率接近(jin).李龍山等(deng)(2013)比較(jiao)了水蔥、香蒲和千屈菜等(deng)濕地(di)(di)植物(wu)對生活污水的(de)(de)(de)(de)(de)TN去(qu)除(chu)率，發現(xian)香蒲的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)果(guo)(guo)高(gao)于千屈菜，這與(yu)本實驗的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究結(jie)果(guo)(guo)基本一(yi)致.另外，該研(yan)究結(jie)果(guo)(guo)表明(ming)，季節變化(hua)(hua)對于TN的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)則是有非常顯著的(de)(de)(de)(de)(de)影響，特別是在(zai)6―7月間，TN去(qu)除(chu)率達(da)到(dao)最(zui)高(gao)值.TN在(zai)夏季有較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率，其原因可(ke)能是植物(wu)在(zai)較(jiao)高(gao)溫度下(xia)良(liang)好生長(chang)，根(gen)系充分發育，為植物(wu)根(gen)系間微生物(wu)提供了良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)新陳(chen)代謝(xie)環(huan)境所致.

人(ren)(ren)工(gong)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)中TP的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)主要(yao)是(shi)(shi)通過(guo)(guo)(guo)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)基質填(tian)(tian)料(liao)的(de)(de)(de)吸(xi)附作用和沉降(jiang)(jiang)作用來(lai)實現(xian)的(de)(de)(de).為了可以(yi)達(da)到較好(hao)的(de)(de)(de)除(chu)(chu)磷(lin)效(xiao)果，本(ben)研(yan)(yan)究(jiu)以(yi)爐(lu)渣作為濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)填(tian)(tian)料(liao)的(de)(de)(de)上(shang)層填(tian)(tian)充物(wu)，在(zai)不(bu)同(tong)(tong)進水(shui)(shui)(shui)(shui)條件下(xia)4種(zhong)植物(wu)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)均表現(xian)出了較高的(de)(de)(de)TP去(qu)除(chu)(chu)率(lv).Tanner等研(yan)(yan)的(de)(de)(de)究(jiu)結果表明，P在(zai)人(ren)(ren)工(gong)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)中的(de)(de)(de)吸(xi)附沉淀降(jiang)(jiang)解(jie)是(shi)(shi)一種(zhong)有(you)限的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程，經過(guo)(guo)(guo)一段時間(jian)以(yi)后濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)填(tian)(tian)料(liao)必須要(yao)更新或(huo)者沖(chong)洗以(yi)后才(cai)能再用，否(fou)則TP去(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果會下(xia)降(jiang)(jiang).因(yin)此(ci)，人(ren)(ren)工(gong)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)填(tian)(tian)料(liao)的(de)(de)(de)選擇對(dui)于TP的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)是(shi)(shi)一個非常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)影響因(yin)素.劉春光(guang)等(2006)研(yan)(yan)究(jiu)發(fa)(fa)現(xian)，水(shui)(shui)(shui)(shui)蔥(cong)(cong)對(dui)總氮(dan)的(de)(de)(de)凈化(hua)效(xiao)率(lv)可達(da)到85%，好(hao)于其他挺水(shui)(shui)(shui)(shui)植物(wu)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di).但本(ben)試驗中水(shui)(shui)(shui)(shui)蔥(cong)(cong)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)雖(sui)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)高于其他3種(zhong)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)，但僅為70%左右.這(zhe)可能與(yu)(yu)研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)人(ren)(ren)工(gong)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)類型(xing)與(yu)(yu)進水(shui)(shui)(shui)(shui)濃度(du)不(bu)同(tong)(tong)有(you)關(guan).本(ben)研(yan)(yan)究(jiu)發(fa)(fa)現(xian)，不(bu)同(tong)(tong)植物(wu)類型(xing)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)間(jian)TP的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)差異不(bu)大，可能的(de)(de)(de)原因(yin)是(shi)(shi)植物(wu)對(dui)于磷(lin)元(yuan)素的(de)(de)(de)吸(xi)收對(dui)于整個TP去(qu)除(chu)(chu)的(de)(de)(de)貢獻(xian)率(lv)較小，濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)基質的(de)(de)(de)吸(xi)附降(jiang)(jiang)解(jie)作用是(shi)(shi)其主要(yao)途徑.不(bu)同(tong)(tong)C/N比(bi)處理下(xia)，TP的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果也(ye)差異明顯(xian)，當C/N=5 ∶ 1時，具有(you)最大值(63%~73%).這(zhe)說(shuo)明進水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)C/N比(bi)也(ye)是(shi)(shi)影響人(ren)(ren)工(gong)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)TP去(qu)除(chu)(chu)效(xiao)果的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素.合理設計人(ren)(ren)工(gong)濕(shi)(shi)(shi)地(di)(di)(di)(di)進水(shui)(shui)(shui)(shui)C/N比(bi)例，有(you)利(li)于取得理想的(de)(de)(de)TP凈化(hua)效(xiao)果。

5 結論

通過(guo)室(shi)外垂直潛流人(ren)工(gong)(gong)濕地(di)中(zhong)試實驗中(zhong)4種濕地(di)植物(wu)處理不同進(jin)水負荷(he)和(he)C/N比生活污(wu)水在一(yi)個生長(chang)季(ji)的(de)污(wu)染物(wu)凈化(hua)(hua)效果(guo)和(he)季(ji)節動態的(de)研究(jiu)，最終(zhong)確定了最佳的(de)植物(wu)選擇(ze)和(he)進(jin)水負荷(he)及C/N比.在COD為200 mg ? L-1，進(jin)水C/N=2.5~5.0時，香蒲和(he)水蔥具有(you)較(jiao)好的(de)凈化(hua)(hua)效果(guo)，可作為優先選擇(ze)的(de)植物(wu)類型(xing).本研究(jiu)對于提高垂直潛流人(ren)工(gong)(gong)濕地(di)中(zhong)污(wu)染物(wu)的(de)去(qu)除效果(guo)，優化(hua)(hua)垂直潛流人(ren)工(gong)(gong)濕地(di)工(gong)(gong)程設計中(zhong)的(de)理論參數具有(you)重要的(de)理論價值.