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本文以复合垂直流人工湿地中试系统为研究对象,研究了复合垂直流人工湿地(Integrated Vertical—flow Constructed Wetland,IVCW)基质氧化还原酶活性、氧化还原特征及其与微生物活性相关性、基质生化活性及基质氧化还原酶活性对五氯苯酚的响应等,得出了一些有意义的结论,主要结论如下:
1、氧化还原酶活性存在显著性季节差异,过氧化物酶在春、夏、秋三季之间酶活性显著的高于冬季时的酶活性(p<0.05);多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性最高在秋季;脱氢酶在夏、冬两季时酶活性显著的高于秋季和春季(p<0.05);硝酸盐还原酶在春、冬季时显著的高于夏、秋季(p<0.01)。空间分布上,除过氧化物酶外,湿地下行流池的酶活性显著高于上行流池,并且随着基质深度的增加递减:但基质硝酸盐还原酶各层之间差异不显著。
2、在水力负荷为800mm/d的运行条件下,研究了复合垂直流人工湿地中试系统不同功能层面的氧化还原特征、好氧微生物数量、基质的耗氧速率及氧化还原酶类活性的分布特点。结果表明:各功能层面的氧化还原电位、好氧微生物数量、耗氧速率表层最高,并且随着基质深度的增加逐渐降低。除过氧化物酶外,氧化酶活性表现为表层高于中下层;而硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶等活性变化趋势则相反。同时,氧化还原电位与基质中细菌、真菌、放线菌的数量、耗氧速率等存在显著正相关关系;氧化还原电位与多酚氧化酶、过氧化氢酶、脱氢酶等氧化酶活性也存在显著正相关,而与下行流池的硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶等还原酶类存在显著负相关关系。
3、测定了复合垂直流人工湿地基质生物膜生物量的空间分布、纤维素分解作用强度、氨化作用强度、酚分解作用强度、耗氧速率、厌氧活性等指标,结果表明:下行流池基质的纤维素分解作用、氨化作用、酚分解作用、耗氧速率等均高于上行流池,表层高于中下层,各指标变化趋势与生物膜生物量的空间分布存在明显的一致性;下行流池表层基质是污染物降解的主要空间;但上行流池基质的厌氧活性高于下行池;同时发现钴离子对基质厌氧微生物活性存在一定的影响,随着浓度的升高表现为先激活后降低。
4、研究了五氯苯酚(PCP)对湿地基质过氧化氢酶、脱氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶等4种氧化还原酶活性的影响,结果表明:不同浓度PCP对4种氧化还原酶影响不同,过氧化氢酶活性基本表现为“抑制-激活”的变化过程;脱氢酶活性在中低浓度(1μg/g、10μg/g)处理表现为“抑制-激活-恢复”的变化过程,高浓度(50μg/g、100μg/g)处理表现为“抑制-激活”的变化过程;过氧化物酶、多酚氧化酶活性在中低浓度(1μg/g、10μg/g)处理基本表现为“激活-恢复”的变化过程,高浓度(50μg/g、100μg/g)处理表现为“抑制-恢复”的变化过程;同时各处理浓度越高,抑制或激活程度越大。