人工湿地净化海水养殖外排水试验研究

摘要

人工湿地（Constructed Wetland）作为一种新型污水处理技术，具有处理效果好、投入少、能耗小、管理方便、生态效益显著的优点，其净水原理是利用系统内部植物-基质-微生物的综合作用，通过基质吸附沉淀、植物吸收和微生物代谢等多种途径达到对废水中污染物质的去除作用。目前，人工湿地在淡水养殖外排水处理方面的研究较多，并得到较广泛地应用，但在海水养殖外排水处理方面的研究较为少见。本文利用建立的四套复合垂直流人工湿地装置进行了人工湿地处理海水养殖外排水的试验研究，以期为进一步阐明人工湿地净化污染物的机理及构建海水体系的人工湿地提供理论依据，也为构建人工湿地海水养殖循环系统提供一定的参考价值和技术支撑。主要结论如下：
　　1.人工湿地对海水养殖外排水氨氮、悬浮物、浑浊度、磷酸盐、总磷、COD都有一定的去除效果，其中对氨氮、悬浮物和浑浊度去除效果极佳，去除率在90％以上；添加微生物制剂能够提高人工湿地对磷和COD的去除效果；互花米草有较好的耐盐性，其人工湿地对磷和COD的去除效果要好于芦苇湿地，是海水体系人工湿地的理想植物；煤渣作为海水人工湿地基质对磷酸盐的去除效果要好于珊瑚石，但对COD的去除效果与珊瑚石无明显差异。
　　2.海水人工湿地系统内部不同位置基质的磷酸酶、脱氢酶活性不同，下行流池基质的磷酸酶和脱氢酶活性高于上行流池，上层的磷酸酶和脱氢酶活性高于中下层。下行流池在海水人工湿地对污染物质的去除过程中发挥了主要作用，上层是人工湿地净化处理海水养殖外排水的最有效区域。
　　3.在盐胁迫条件下，人工湿地内部的微生物群落组成较为丰富，并且在不同位置都存在着一些种属相同、数量不同的生态幅广泛的优势种；人工湿地内部微生物群落组成和结构受季节因素影响较大，夏季微生物的种类和数量都要高于冬季，夏季微生物群落组成更为丰富并产生了较多的特有种群；人工湿地内部下行流池微生物多样性指数要高于上行流池，并且沿水流方向呈下降趋势，微生物相似性系数与样品位置存在一定关系，沿着水流方向样品距离越远，相似性系数越小；人工湿地处理系统中微生物种群分布较为广泛，主要有变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）和厚壁菌门（Firmicutes），其中，主要的优势菌群属于变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）。这些微生物种群参与了人工湿地对污染物的去除过程，并且起到了非常重要的作用。
　　本文研究表明人工湿地在处理海水养殖外排水方面具有一定的优势和实际应用价值，其研究结果为进一步阐明人工湿地净化污染物的机理及构建海水体系的人工湿地提供理论依据，也为构建人工湿地海水养殖循环系统提供一定的参考价值和技术支撑。

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引言

第一章 文献综述

第一节 水产养殖与水处理技术现状

第二节 人工湿地水处理技术研究

2.1人工湿地概念

2.2人工湿地分类

2.3人工湿地组成

2.4人工湿地污染物净化机理

2.5人工湿地的发展及其在水产养殖中的应用

第三节 PCR-DGGE技术概述

第四节 研究目的与研究内容

4.1问题与展望

4.2研究目的与意义

4.3研究内容

4.4研究方法与技术路线

第二章 人工湿地的构建

1.1 人工湿地构建原则

1.2 海水体系人工湿地的构建

第三章 人工湿地净化海水养殖外排水效果与影响因素分析

1.1材料与方法

1.2 结果与讨论

本章小结

第四章 人工湿地基质酶活性及其空间分布

1.1材料与方法

1.2结果与讨论

本章小结

第五章 人工湿地微生物群落组成与时空分布

第一节 室内人工湿地微生物群落组成与空间分布

1.1材料与方法

1.2结果与讨论

第二节 室外人工湿地微生物群落组成及随季节变化分析

2.1试验材料与方法

2.2结果与讨论

本章小结

第六章 结论

参考文献

附录

致谢