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本论文研究了模拟复合垂直流人工湿地系统对有机磷农药敌敌畏的去除效果。湿地系统位于北京市中国环境科学研究院院内，其尺寸为长*宽*高=160cm*40cm*100cm，湿地分4个单元，尺寸40cm×40cm×100cm，湿地内混合填充沸石和火山岩填料。通过分析湿地系统内进出水常规水质指标和有机磷农药含量变化，研究复合垂直流人工湿地对有机磷农药、COD、氮和磷的去除效果及影响因素。通过湿地微生物多样性分析，研究湿地系统中微生物的多样性和群落结构的变化特点，从微生物方面探究湿地去除污染物的特征和机理。对比分析环境因素和植物类型对湿地中污染物去除效果的影响。
研究结果表明，常规水质指标进水平均浓度为高锰酸钾指数(CODMn)7.15mg/L，总氮(TN)5.17mg/L，总磷(TP)1.01mg/L，氨氮(NH4+-N)2.91mg/L，水力负荷为0.375m3/(m2·d)，停留时间为3.3d的条件下，湿地对有机物、氮磷的去除效果明显，CODMn、TP和NH4+-N的平均去除率达到58.92%、53.59%、90.48%。前期湿地对有机物的去除率波动明显，但随着系统运行稳定，去除率稳步提高。湿地对TP的去除主要依靠沸石和火山岩对磷酸盐的化学吸附作用，湿地初期TP去除效果最好，而后慢慢趋于稳定。湿地除氮方面，因为湿地优异的复氧能力，系统内的硝化反应活跃，对NH4+-N的去除效果好，但是反硝化作用受到抑制导致NO3--N浓度升高。
实验选取在国内具有代表性的敌敌畏作为有机磷农药目标污染物，敌敌畏实际进水浓度范围为833.9—1061.0μg/L，平均浓度929.2μg/L。出水浓度最低达到36.7μg/L。系统装置对敌敌畏的平均去除率在91.71%以上，最高为95.97%。有机磷农药在碱性水体中易发生水解反应，而本湿地水质pH值为7.0-7.8成弱碱性。表明复合垂直流湿地系统对有机磷农药敌敌畏有很好的去除能力和发展潜力。
湿地装置前端对污染物的去除效率要高于后端，前段对CODMn和TP和敌敌畏的去除占去除总量的84.17%、81.83%和89.3%，后端低碳源和低浓度导致污染物去除速率减缓。水温对湿地系统的运行效果影响明显，水温由23.75℃降低到10℃后系统对CODMn和TP的去除率分别下降15%和17%左右。后期湿地栽种风车草提升湿地系统的稳定性和去污能力，植物短期时间内还未稳定对污染物去除无明显强化作用，但对湿地系统有一定的调节稳定作用，对pH有改善作用。
湿地系统微生物多样性检测结果显示，湿地系统中微生物群落的优势种为：变形菌门(Proteobacteria)、氯弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)5大微生物门类，占比60%以上，变形菌门和拟杆菌门在有机物的去除起到重要作用，并在湿地系统内发现马赛菌属(Massilia)、红细菌属(Rhodobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、黄杆菌属(Flavobacterium)、鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)等多种对敌敌畏有降解能力的菌属，证明湿地对敌敌畏的微生物降解能力。总体上，湿地系统经过5个月运行其内部微生物量和物种丰富度有明显的提升。系统内各单元微生物物种的丰富度存在差异性，湿地4个单元#1、#2、#3、#4微生物物种丰富度逐渐升高，填料上部大于底部，其中植物根系微生物物种丰富度最高，证明植物对微生物的群落的发展有促进作用。PCA分析显示湿地各单元之间微生物群落结构差异性明显，#1池微生物群落结构与#2、#3、#4池差异逐渐扩大，而各单元内部微生物群落结构差异性较小。
研究结果表明，常规水质指标进水平均浓度为高锰酸钾指数(CODMn)7.15mg/L，总氮(TN)5.17mg/L，总磷(TP)1.01mg/L，氨氮(NH4+-N)2.91mg/L，水力负荷为0.375m3/(m2·d)，停留时间为3.3d的条件下，湿地对有机物、氮磷的去除效果明显，CODMn、TP和NH4+-N的平均去除率达到58.92%、53.59%、90.48%。前期湿地对有机物的去除率波动明显，但随着系统运行稳定，去除率稳步提高。湿地对TP的去除主要依靠沸石和火山岩对磷酸盐的化学吸附作用，湿地初期TP去除效果最好，而后慢慢趋于稳定。湿地除氮方面，因为湿地优异的复氧能力，系统内的硝化反应活跃，对NH4+-N的去除效果好，但是反硝化作用受到抑制导致NO3--N浓度升高。
实验选取在国内具有代表性的敌敌畏作为有机磷农药目标污染物，敌敌畏实际进水浓度范围为833.9—1061.0μg/L，平均浓度929.2μg/L。出水浓度最低达到36.7μg/L。系统装置对敌敌畏的平均去除率在91.71%以上，最高为95.97%。有机磷农药在碱性水体中易发生水解反应，而本湿地水质pH值为7.0-7.8成弱碱性。表明复合垂直流湿地系统对有机磷农药敌敌畏有很好的去除能力和发展潜力。
湿地装置前端对污染物的去除效率要高于后端，前段对CODMn和TP和敌敌畏的去除占去除总量的84.17%、81.83%和89.3%，后端低碳源和低浓度导致污染物去除速率减缓。水温对湿地系统的运行效果影响明显，水温由23.75℃降低到10℃后系统对CODMn和TP的去除率分别下降15%和17%左右。后期湿地栽种风车草提升湿地系统的稳定性和去污能力，植物短期时间内还未稳定对污染物去除无明显强化作用，但对湿地系统有一定的调节稳定作用，对pH有改善作用。
湿地系统微生物多样性检测结果显示，湿地系统中微生物群落的优势种为：变形菌门(Proteobacteria)、氯弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)5大微生物门类，占比60%以上，变形菌门和拟杆菌门在有机物的去除起到重要作用，并在湿地系统内发现马赛菌属(Massilia)、红细菌属(Rhodobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、黄杆菌属(Flavobacterium)、鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)等多种对敌敌畏有降解能力的菌属，证明湿地对敌敌畏的微生物降解能力。总体上，湿地系统经过5个月运行其内部微生物量和物种丰富度有明显的提升。系统内各单元微生物物种的丰富度存在差异性，湿地4个单元#1、#2、#3、#4微生物物种丰富度逐渐升高，填料上部大于底部，其中植物根系微生物物种丰富度最高，证明植物对微生物的群落的发展有促进作用。PCA分析显示湿地各单元之间微生物群落结构差异性明显，#1池微生物群落结构与#2、#3、#4池差异逐渐扩大，而各单元内部微生物群落结构差异性较小。