（环境科学专业论文）人工湿地去除废水中有机微污染物邻苯二甲酸酯的研究.pdf

西南大学硕士学位论文摘要 p a - e s 的去除量随着挥发性脂肪酸去除量升高而显著升高；p - 墟s 的去除与t n 的去除也有显著 相关性，说明厌氧反硝化过程对p a e s 的去除也有影响。p a 的去除量还与碳氮比呈显著的 正相关关系。p _ 、e s 可以通过基质的吸附作用去除，尤其是l o g k ，较大的p a e s 。 4 人工湿地床体长宽比及填料粒径不同对p 觚s 类有机微污染物的去除没有显著性影响； 水深为o 7 m 的湿地池对p a e s 类有机微污染物的去除优于o 5m 的湿地池对聊血的去除。湿 地运行参数如温度、水力停留时间等对邻苯二甲酸酯的去除有一定影响。三种p a e s 的去除均 随着温度升高而增大，但当阳玎为0 5 天时，三种p a e 去除量最大，如玎增大时，眦去除反 而降低。 关键词：人工湿地有机微污染物邻苯二甲酸酯去除 西南大学硕士学位论文 a b s r r 肥l ： 曼量曼曼曼曼曼曼曼量曼量皇皇曼曼曼詈皇詈曼鲁鼍喜罾詈曼曼曼曼曼寡暑量量舅曼皇皇鼍皇曼皇曼曼曼曼曼! 曼量曼曼曼曼量曼曼量曼曼曼曼曼曼! 曼曼曼曼曼曼量 p o s t 伊a d u a t em a j o r i i l g i i le n v i r o i 瑚伽l t a ls c i e n c e ：l is h e n g l i a n t u t o r ：p r o h u a n gy u m i n g -， c 0 n s t n i c t e dw e n 柚ds y s t e m s ( c w s ) e s p e d a l l ys u b s u r f a 地咖c t e dw e t l a n d s ( s s 硎) 眦 谢d 6 l yu s e dt or c l v ep o u u t a n t si ns e w a g ei nt h cw o r l d 觞姐e 伍d tt e c h n o l o g ) r a tp 煅如t ，t h e c s t n l c t e dw e 蛆d s 批s a 蝴e dt or c m o v er e g u l 缸p o u t a n t s ，b u tv e r yf 细s t u d i e s 眦a v a i l a b l e 伽 n 地舱m o v a lo fo r g 蛆i cm i c r o p 0 u t a n t s u t i l i z i n g c o n s t n i c t e dw e n 扭d s 趟t h o l l g ho r g 蛆i c m i c r o p o u u t 强t sp r e s 锄ti nt l 圮e n 蚰0 蛐e n ta tl o w n c e n t r a t i o n ，t h c ya r eh a m 伽t o t h ee l o 舒柚d h l 蛐蛆p h t h a h ca c i de s t e 璐h a v ep o t e l l t i a ld 柚g e rt 0h u m 姐h e a l t h 淞t h em o s tu b i q u i t 0 吣。玛柚i c m i c r 叩0 u t a n t s t h ep h t h a l i ca c i da s t e 培w e 豫s e l e c t e d 觞m o d e l 跚b s t a n st 0i n _ v e s t 远a t e t h e r 伽v a l0 fo 唱姐i cm i c r o p o n u t 孤t si i lt h ec o n s t m c t e d 、e t l 蛆d t h em a i nc o n t e n t sa 他髂f o u 叫喝：( 1 ) t h e 他m o v a le 伍c i e n c yo fo r g a n i cm i c r o p o u u t 蛆t si nd o m e s t i cs e w a g ei na 锄b s u d a c ec o n s 仃u c t e d w e n 孤d ；( 2 ) t h em a i nm e c h a n i s m0 f l i c r o p o l l u t a n t s 陀m o v a lf o r t h es u b s m f a c e c o n s t n l c t e dw e n a n d ； ( 3 ) t h ef a c t o r sa f t i n g 也er e i n o v a l 雒酗e n c y ，0 fo r g a n i ci n i c f o p o n u t 趾t si nt h es u b s 耐h c c c o n s 咖c t e dw e n a n d 1 m er c s u l t sa 佗a sf o u 0 、s ： 1 1 1 1t h es u b 跚血c ec o 璐t m c t e dw e t l 强ds y s t e m ，4p a e s ，n 啪e l y d e p 、d b p 、b b pa n d d e h pw e 他d e t e c t e di nt h ei 1 】丑u 曲t ，a n d p f 墟sw a s1 2 1 7 gl - 1 ；3p ：f u 三s ，n a m e l y ，d e p 、d b pa n d d e h pw c r ed e t e c t e di e m u 蜘tw a t e rw i t l la v e r a g e 眦so f9 7 5 腭l - 1 n ec o n c e n t r a t i o no f d e 御w a st h eh i g h e s t ，w h i c he x c e e d e d8 0 o f p a e s ，f 0 0 w e d b yd b p d e t e c t i o n 毹q u e n c yo f d e h p 纽dd b pw e r e1 0 0 b o t l li ni n n u e n t 蛆de f u e n t s ，f o u o w e db yd e p ；b b pw 雒f o u n d l yi n t h ei n n u e n tw a t e ro c c 觞i o n a l l y 2 n e 瑚n o v a le f e i c i c yo fd e pw a sa b o u t5 0 ，w h i c hw 觞h i g h e rt h 锄t h a to fd b p 柚d d e h p ，w l l i c hw a sl e s st h 姐3 0 f 幻mu p p e rt ot h eb o t t o ma n da l o n gt h en o w0 ft h es u b s u 血c e c o n s t r i l c t e dw e t l 姐d ，t h ec o n c e n t r a t i o no f p a 正sr e d u c e d 黟a d u a y 0 印x o d 比瓣眦血黑舞 r 1 口f 、叫m 唱 怒一 v e 哐黝啦 黜一 量出 遁裔大学硕士学位论文a b 爨髯a c 善 3 耵坼m e c h 柚i s mo fo r g 糊j cm 衙o p u u t 皿t sp a e sr e m o v a li nt h e n s t m c t c dw e t l 姐dw 黼 n 仃o 】l e db ym i c b 诚，a d s o r p t i o n g 撇u l 嫣粒d o n 髓el n i c f o b 谳a 两v 姆p l a y e d 姐 妇p o 嘲继约耙遮跫封诵咚o f 致蛾；重l 糙翻图瞄v 鑫至约c 基积她蓬c a 纛l 蒎e 强a 噩s 煳v 疵 d i l l i n gl h e 哔r i i n e n l a lp 碰o d ，t h _ el o w 饼瞄g e nl e v e l j nt h ec s 慨t e dw e l l a n dr e v e a l sm e p 埔d o n l i n 蠲c eo f 锄a 盯o b i cc o n d i t i o n s ；姐dl o wo r p i i it h ew e t l 姐db e d s ( t h ea v e r a g ew 躺b e l o w 一3 。o 瑚v ) i n 杰c a t e d 娃把粥d u c c dc o n d i t i o 璐汰t h ew e t 重赫db e 瓠啦d e r 黼牡f o b i ca 确托d u c e d 矗d i 重主。憋，藏撼氇蠲键啦主s 戳s 醴臻砖激b 量。醢翩融c a 呈p 妁c e 醛耋。臻黼湃eo 毽a 噩i c 瑶a 蚍薅羽b 煳v a lo fp a e si n c r e a 辩ds i 印j f i c a n n y 剥t h ei n c r e 鹞i n gr e m o v a lo fv o l 攫t i l e f a t t ya c i d s ，i k d v a lo fe a e sw 猫s i 翱抵yr e l a t e dt ot h a to ft n ，s h o 讹gt h a tc l e n i n i 丘c a t i o np l a y c d 柚 泌l p o f 矬tf 醚e 主珏莹灶s 端趱铡落霹l e 捻蛀。醴ct onh 鑫dp o s i 重量辩f 蘸a t 量。矗t o 蛀撼孢封v 越醴圣l a 薹l s 。 强e s 砌b ea l s o 凇v 钮b y 黟翘m a r s 唧i o 丑，e s p 喊a u y f o r 也e p a e s 两出蚴e r 蛾 4 n os 删c a n td 避e r e n c 髂、张r eo b r v e db e t w e e nt h eb e da 叩屺c tr a t i 0f o rt h er c m o v a lo f p i a e s ，牡das 油i l 甜糙s l l l tw 鲢o b s e r v e db e 柳掣轴u 融m e d i u ms i z e s 髓eb e 出谢氇w a t i 翳d e p 也 缱o 7 掇轰聪遮洳f 凇黝v 越d i i 函拭猡妇镧弘波碰烈糊珏毽烛黝妇黏酝毯瞧懿醴o 5 戤& 哪屺勰t i o n a lp 牡卸舱t e r ss u c ha st e m p e r a t i l r ea n dh l u c o u l d 抵tt h ep f 锺sr e m o v a l t h er e m o v a lo f d 飓d b p 龇dd e 船i n c r e a dw i mm et e m p e r a 嘶h o w e v e r ，b e t t e rp e 墒r n l 姐螂f o l l n df o r t l l e 妇鹣麟瑚腑v 鲑聃d e r l o 雠r 磁灌5 妨躲d 融e s 渤觥a 薹d e m 撇纛嫡托豫z w 黼 概g c f k e ”旧r d s ：o o 璐觚c t e dw e t l a n d ，o r g 脚cn i i 啪p o l l u t 龇s ，p h t h a l i ca d de s t e r s ， 荆；m 8 v a l 忡；警峙 独创性声明 学位论文题目：厶三涅地圭险廑盘史查扭垡透鎏堑玺苤三里酸瞳煦盈 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加 了特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同 仁在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者： 舞耐包 签字日期：m 9 苦年r 月少日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 学位论文作者签名： 乓q 趣导师签名：铴 i 签字日期：为q 基年s 月y 日签字日期： 世，、月之日 透南大学硕士学位论文弓l 言 第一章引言 1 1 人工澄地概况 人工湿地污永处理系统是一个完整的生态系统，利用物理、化学和生物等因 素的协同体用达到净化污水的晷的。它具有出水水质稳定、对n 污染物去除能力强、 基建和运行费用低、技术含量低、维护管理方便、耐冲击负荷强、适于处理间歇 排放的污水和具有美学价值等优点【。 1 1 1 人工湿地的概念 美国著名的湿地研究、设计与管理专家h 嬲l m e r 等人将人工湿地定义为：一个 为了人类的利用和利益，遥过模拟自然湿地，入为设计与建造的由饱和基质、挺 水与沉水植被、动物和水体组成的复合体f 2 】。人工湿地污水处理系统源于对自然湿 地的模拟，是在一定长宽比及地面坡度的洼地上由土壤、沙、石等混合成的填料 床和在床体上种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长期长、美观且具 有经济价值的植物，如芦苇、风限莲、风车革等，及在水中、壤料中生存的动物、 微生物所组成的独特生态环境。水体、植物、微生物及基质是人工湿地组成的四 个基本要素。 1 1 2 人工湿地的分类 目前人工湿地污水处理系统按照污水的流动方式，一般可分为表面流人工湿 地( s 骶吣e 丑o wc o n s t n l c t e dw e t l 跹d ，s f w 和潜流人工湿地( s u b s u 嘲c ef l o w 蠢s 斑c e dw e 珏a 觳d ，s s f ) 。 。 表面流人工湿地系统中，废水在湿地的基质表层流动，水深较浅。这类湿地 中绝大部分有机物的去除是由生长在植物水下茎、杆上的生物膜来完成但不能充 分利用填料及丰富的植物根系。其优点是投资小j 缺点是负荷小，占地面积较大， 并且往往需要更高级的预处理。冬季在北方地区其表面会结冰，影响系统的性能； 夏天则容易滋生蚊虫，散发臭味。 潜流人工湿地系统中，废水在湿地床的表面下流动，一方面可以充分利用填 料截罄、过滤等作用，充分利用植物根系周围的生物膜，提高处理效果和处理能 力；另一方面，由于废水在地表以下流动，保湿性较好，处理效果受气候影响较 小，占地也较少，而且卫生条件较好，但是建设成本稍高，目前国内外大都采用 这种类型。按水流方式又可将潜流湿地细分为水平潜流( h o r i z o 娃t a l 辩o w ) 和垂直 流( v e 越e 畦嚣o w ) 系统。垂直流人工湿地是从潜流人工湿地改进丽来的，由于垂 直流系统巾的污水在流动过程中有一个曝气韵过程，所以与水平潜流系统相比， 】 西南大学硕士学位论文弓1 言 对污水中的污染物有更好的去除效果。据报道，潜流人工湿地对有机物，悬浮物， 和大肠杆菌有很好的去除率，但是氨氮的去除效果不好【3 1 。 1 1 3 影响人工湿地中有机污染物去除及的因素 污水流经床体表面和床体填料缝隙时，利用基质微生物植物这个复合系统的 物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸 收和微生物分解等实现对污水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球 化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化与无害化【】。在绝 大多数研究中人们主要是通过检测出口及入口水中化学需氧量( c o d ) 及生物化 学需氧量( b o d ) 的变化来评价人工湿地去除有机污染物的效果【6 】。一般认为，有 机污染物在人工湿地系统中的去除主要是通过三种途径【5 l ，即1 ) 较大的不溶性有 机颗粒团经沉降过滤被填料与植物截留，并可部分被微生物降解；2 ) 污水中的可溶 性有机物可被植物根系与填料表面上的生物膜吸附、吸收和代谢作用；3 ) 通过对 填料的定期更换和植物收割将新的有机体从湿地中去除。 在湿地净化污水的过程中，生物因素( 微生物、酶和植物) 发挥了重要作用， 此外，还有化学因素( 如溶解性有机质、氧化还原条件、溶解氧等) 及工程因素 ( 如孔隙度、停留时间、水力负荷和水位等) 等影响湿地中有机物的去除。 1 1 3 1 生物作用 1 1 3 1 1 微生物 微生物是人工湿地净化废水的主要作用者f 7 】，它们把有机质作为丰富的能源转 化为营养物质和能量。微生物的数目和种类与污水净化效果有一定的关系【阳】。人 工湿地内存在明显的好氧菌和厌氧菌群体，在植物的根、茎上好氧微生物占优势， 废水中大部分的有机物质在这一区域被好氧微生物分解成为c 0 2 和水；离根表面 较远的区域氧气浓度降低( 属于兼性厌氧区) ，主要是靠反硝化细菌将有机物降解； 在根区的还原状态区域，则是经过厌氧细菌的发酵作用将有机物分解成二氧化碳 和甲烷释放到大气中【1 0 1 。 1 1 3 1 2 酶 人工湿地基质中的酶作为一种生物催化剂，在污水污染物的分解过程中起着 重要作用，主要是其参与了许多重要的生物化学过程，如腐殖质的合成和分解， 有机化合物、高等植物和微生物残体的水解及其可转化为可利用的形态以及氧化 还原反应等【埘。控制酶的活性能升高人工湿地的处理效果。土壤中酶的活性能增 强是因为：1 ) 适当的微生物基质起重要作用( 如微生物产生酶以生成更多小分子 西南大学硕士学位论文弓1 言 化合物) ；2 ) 刺激微生物数量的增长，即微生物越多，产生的酶越多；3 ) 固定在 壤中的胞努酶变的有活性h u 。漫地基康磷酸酶的活性与污水中c o p c r 、b o 魏 的去除率呈现显著性相关【1 2 。很多研究发现：离基质表层越近，其基质酶的活性 越强；即随着基质层深度的增加，酶活性亦相对减少【1 2 郴j 可能是因为土壤酶的活 性与土壤氮、磷和有机质等含量正相关，而下层壤氮、磷和有机质含量较低【塌， 还可能与好氧微生物丰度的空间分布表现出一定的相关性【1 4 j 。 l 。王3 王3 檀物 人工湿地中的植物可以是浮水植物( 如浮萍) ；挺水植物 | = 如芦苇、菖蒲) ； 沉水植物( 如藻类) 。目前大部分人工湿地都采用挺水植物，因为挺水植物生长力 强、根系发达并有较广的分布区域【1 5 】。湿地中植物的存在对有机物的去除有一定 的增强作用【1 和| s 】。桑伟莲等人【1 9 】总结出植物去除有机污染物的三种途径：1 ) 植物 直接吸收有机污染物；2 ) 植物根系释放分泌物和酶；3 ) 植物和根际微生物的联合作 用湿地植物具有很高的分解和转化有机物及其他物质的能力；还能为生物膜提供 了巨大的附着表面，不仅能够为微生物提供碳源和能源，根周围的渗出液还能够 提离微生物的降解活性刚。 1 1 3 2 化学因素 王。1 3 2 1 溶解性有机质 人工湿地基质中的溶解性有机质o 蛐对有机污染物的迁移、转化和降解有 一定的影响。d o m 是土壤微生物可直接利用的有机物质，是生物活性和物理化学 反应活性都很活跃的有机组分。有机土壤同矿质土壤相比，有较高的离子交换能 力瞄瓠。d o m 对土壤有机污染物环境行为的影响主要表现为：( 1 ) 对有机污染物有增 溶作角；( 2 ) 与有机污染物在土壤表面的共吸附可增加壤对有机污染物的吸附容 量，促进有机污染物在土壤中的吸持；( 3 ) 与d o m 结合的有机污染物在土壤中的迁 移速度受土壤水分的制约；( 4 ) 作为光敏剂，能提高有机污染物的光解速率；( 5 ) 可 促进或抑制有机污染物韵水解速率翰。d b i 钇泌l 等入发现d o m 的性质差异能强 烈改变疏水性有机物与d o m 的络合作用；并在很大程度上影响污染物的迁移转化 洲。罗启仕【2 5 l 等人认为有机污染物进入地下环境后，首先吸附在基质大孔隙及各 种有机无机颗粒上，然后逐步扩散到基质微孔中，随着与基质接触时间的增加， 有机物慢慢分配进入基质有机质内。可见，滋地基质中有机质含量对滞留有机污 染物具有重要作用。 上】322 氧化还原条件 3 西南大学硕士学位论文 弓l 言 氧化还原反应是环境中有机物的重要降解途径闭。同样，人工湿地中有机污 染物的转化与基质中的氧化还原条件( e h ) 及电子受体的种类及含量密切相关l z 7 。 白军红【捌等人的研究表明湿地基质中的氧化还原条件影响c 、n 、p 、s 等生源要素 的活性，也会影响有机质的分解状况。基质处于氧化状态下，温度较高的基质微 生物活性高，有机物分解速率快。湿地基质中的e h 有3 0 0 一+ 7 0 0m v 的变化梯度， 该梯度至少受三方面因素影响，即水文条件、电子受体( 如硫酸根、硝酸根等) 的存在与否以及植物向根区的输氧【2 7 】。g 眦f a 川发现硫酸根作为电子受体，当有机 负荷率减小的时候，其浓度降低量也减小。基质中的氧因微生物呼吸减少，致使 基质从氧化状态转变为还原状态，e h 值下降，其中高价位的n 0 3 。一n 、s ( ) 等 离子作为电子受体而被还原为低价位的n 2 0 - n 、n 2 、s 2 。等物质【2 9 】。在靠近植物根 区附近主要是氧化过程，在离根区较远的地方主要是还原过程。根区附近的氧化 还原作用的空间变化是由日照变化决定，但在根系内部的氧化还原作用和各种去 除过程的效果以及它们之间的相互作用在时间上变化的意义目前还不清楚【| 7 1 。目前 在人工湿地设计参数中，人们对氧化。还原条件的影响研究得还较少。 1 1 3 2 3 溶解氧 在人工湿地中，好氧降解是去除有机污染物的一个重要途径，所以溶解氧 ( d o ) 的含量直接影响着有机污染物的去除。改善湿地进水的d o 值，可提高系 统对有机物的去除率【5 】。d o 的变化不但受日变化影响，也有明显的季节变化，在 温度较高的夏日，好氧分解速度可能加快，在同一水力负荷下，d o 消耗会逐渐增 加【2 。为提高氧含量，可增加植物密度，以加强送氧能力，为避免植物根系影响 基质空隙度可采取挺水植物与小的浮叶植物相结合的方式；也可采取间歇方式进 水f 5 ，3 0 埘】，使系统不饱和水层得以复氧，连同植物根系的放氧作用，满足各类微生 物对氧的需要，比连续流具有更有效的处理效果，可用于设计处理高浓度有机废 水。曝气和污水回流措施也可有效改善湿地的溶解氧状况，提高系统对有机物的 去除率【3 2 】。 1 1 3 3 工程参数 从人工湿地设计及运行参数来看，运行参数对系统处理效果的影响研究还不 够深入，如对湿地系统中污水的流体力学特性、水力负荷、污水停留时间、出水 速率、湿地容水体积( 空隙度) 和出水量等与净化效果之间的耦合关系认识尚不 充分。水力学各特点与污水净化效果之间存在着密切关系，所以对水力学特点的 优化将极大地促进污水净化效果的提高。 人工湿地中豹水流将直接影响污染物的迁移，因此对湿地系统中水流特征的 4 西南大学硕士学位论文弓1 言 研究有助于其净化效果的提高与推广应用。化学示踪剂被用来确定水流的趋势、 速度和运行时间，以评估主要的水流学参数，如空隙度、分配度和水力传导特性 【3 3 3 4 1 ，目前已有用c 一 、b f 【1 2 1 、染料p 5 l 作示踪剂了解水流的特性的报道，从而为 提高有机物的去除率提供依据。 人工湿地污水处理系统的孔隙度体咏体积) 系指湿地土壤中孔隙占湿地总容 积的魄，在人工湿地设计中它可以帮助确定水量、水力停蟹时闻等阁。一般魏隙 度大能容纳更多的污水量，使污水能在湿地内部受到较长时间吸附与吸收，达到 更好的净化效果【3 l j 。孔隙度主要由基质决定，但也受植物根部与沉积物的影响。 有入认为植物根系可维持湿地砂的疏松状态强，僵也有研究表萌植物根的生长和 扩展，会在基质上层建立较密集的根区，从丽使孔隙度下降。孔隙度与有机质有 明显的负相关关系，有机质的积累容易使孔隙度减小【1 7 】。目前，对人工湿地基质 孔隙度的研究尚不多见。人工湿地污水处理系统的孔隙度很难测定，美国国家环 保局建议，表面流湿地密集植被区域设计采用的孔隙度为0 6 5 0 弼，开阔自由水 域采用的孔隙度为1 0 2 1 3 6 j 。 水力停留时间( m 疆) 决定污水与湿地接触的程度，停留时间太短，不能有 效地净化污水；停留时闻过长，可能会导致污水的滞留和厌氧。一般认为在相同 的进水水质条件下，若停留时阀愈长，则处理逝水b o d 值愈低，处理效果亦愈好； 反之亦然。所以，停留时间长的净化效果较好。吴振斌p 1 】也证明除无植物系统外， 停留时间较长的系统有较好的净化效果。但也有研究表明【3 羽，当停留时间( 通常 为3 天) 延长时，微生物活性下降，从而影响有机污染物的去除。由于潜流湿缝 的孔隙变化大，所以潜流湿地处理系统的水力停留时间很难准确确定。在这种情 况下，就只有凭借资料与经验获得。有资料表明，实际水力停留时间通常为理论 值的4 0 8 0 f 3 6 l 。 水力负荷( 封噍 是指湿地单位时闻单使面积上承受的水量，它对污染物的 去除有一定的影响，所以控制水力负荷对有机污染物的去除具有重要意义。有研 究表明在表面流湿地中有机物的去除率随水力负荷的增大而升高；潜流湿地中有 机物去除率随着水力负荷的增大丽减小9 删。水力负荷增大时，停留时闻减小， 对有机物酶净化效果变差；但水力负荷小又不利于充分发挥漫地系统的净化功能， 因此对水力负荷的确定必须考虑这两方面的制约因素。由上可知，人工湿地设计 中需要考虑最理想的水力负荷应是多大，才能最有效地达到净化目的仍是一个重 要课题。 水位( w 魅e fd o 呻) 变化影响空气水界面氧传递效率1 4 1 1 ，引起氧化还原电位 的不同，从而影响有机污染物的去除效果。如果潜流人工湿地能在高水位和低水 位状态下交替运行使系统不断得封大量的氧气，那么其对有祝物的去除效率可 西南大学硕士学位论文弓1 言 能就会明显升高。在众多的设计中一般都选择5 0 - 7 0c m 水位，因为此水位适合植物 尤其是芦苇生长嗣。一般认务水位较大时，植物根系发达，生物膜生长也较旺盛， 不仅增强了系统对不溶性有机物的过滤拦截作用，还促进了生物膜对可溶性有机 物的吸附与降解，故有机物去除率增加【5 ，柏，4 3 ，l 。但是近年来的研究表明较低的水 位更有利于有机物的去除，g a r c f a l 3 8 j 研究发现对于潜流人工湿地，o 2 7m 的水位对 c o d 、b 的处理效果沈0 5 糙的好。美蕃国家环保蜀根据经验确定潜流湿地进 水区域水深为4 0c m ，基质深度应比水深深l oc m ，即系统总体深度为5 0c 皴p 6 】。对 设计参数人们较少关注水位对处理效果的影响。 1 2 有毒有机微污染物 越来越多的研究表明，有机污染物综合指标( b o d 、c o d 等) 已不足以说明 环境问题的严重性，更不能客观地反映环境质量状况。许多有毒有机微污染物，例 如有机氯农药( o c p 、邻苯二甲酸酯( 剿峨) 、多环芳烃( w 澄s ) 和酚类污染物 等，虽然在环境中残留水平很低，对综合指标b o d 、c o d 和t o c 等的贡献极小， 但危害却很大，具有潜在生态和健康威胁性。 1 2 1 有毒有机微污染物的概念与分类 有机微污染物是一类微量存在于环境中的有毒有机污染物，这类物质种类较 多，性质较复杂，大多难子降解，具有生物放大、生物累积性和潜在的“三致”效应 或慢性毒性，在长周期暴露情况下，在低剂量存在予环境中时；能对入类健康和生 态环境造成严重破坏，因而已引起人们的关注。美阑环保署规定了1 2 9 种优先污染 物，其中1 1 4 种是有毒有机污染物。 有机微污染物主要有两大类，一类是环境激素越o c 】曲e 潞掰p l i 越馥镪i 嘲s ， 简称e d c 蹲，另外一类是持久性有机污染物p 锱i s t e 嫩o r g m i cp o n u 谯o n ，简称p o p s ) 嗍。 “环境激素抒是指存在于生物环境中的，具有与荷尔蒙类同作用的搿外因性 扰乱蠹分泌化学物质。美国自富科学委员会在1 9 9 7 年的一次有关工作会议上对 环境激素给出如下定义：由于介入生体内荷尔蒙的合成、分泌、体内运输、结合、 作用或分解而影响生体正常性的维持，影响生殖、发育或行动的外源性物质，即 扰乱人类的内分泌，对人类子孙繁衍起负面作用的物质脚习。环境激素包括除草 剂( 如2 ，冬d ，2 ，4 ，5 矗，杀草强等) 、杀虫刹( 如六六六，d d d ，d d t ，d d e 等) 、工 业有机化合物( 如双酚a ，邻苯二甲酸酯类，五氯苯酚等) 、金属( 如镉，铅，汞等) 、 杀菌类佚氧苯，代森锌，代森联等) 。1 9 9 8 年豳本对水环境中激素类物质进行的调 查表璃，永串主要含畜歹培渤质，包括郐苯二争酸醢类、翳类筠谨酚、双酚斓 6 西南大学硕士学位论文引言 氯酚等) 、雌激素、环氧氯丙烷、有机农药( 如除草剂、杀虫剂) 等f 蚓。 持久性有机污染物又称难降解有机污染物，联合国欧洲经济委员会c 鼍) 将它们定义为是一类具有毒性、易于在生物体内富集、在环境中能够持久存在， 且能通过大气运动在环境中进行长距离迁移、对人类健康和环境造成严重影响的 有机化学污染物质。持久性有机污染物包括杀虫剂和杀菌剂( 虫珏艾氏剂触d 血) 、狄 氏荆汹e l 汹) 、异狄氏荆 9 0 【朗。n c 抽mt 在两个试验室规模的潜流人工湿地 中，研究三种广泛应用的医药品( 安妥甓酸、布洛芬和立痛定) 的行为，安妥明酸 和立痛定在水环境中持续相当长时间，而布洛芬在传统的处理中被稳定地去除，与 m a t 锄o r o s 的结论一致【硎。c h e v r o nc o t t i n 研究表明，垂直流人工湿地能被用来处 理含有多环芳烃类物质芘阁。 1 4 1 人工湿地去除汹类有机微污染物的概况 有文献报道用实验室模拟人工漫地的方式考察湿地对p 胤酷的净化作用，发现 人工湿地对邻苯二甲酸酯类物质有很好的净化效果【1 4 i8 7 】。为考察湿地对酞酸酯豹 净化作用，有研究在温室中建造了专门用于酞酸酿研究的2 套下行流上行流湿 地小试系统，分别取两个成倍数关系的邻苯二甲酸酯投加量。l 号系统d b p 和d e h p 污染负努分别为拽8 6 盈鐾r 毛秘3 两翻耋g 扩，2 号系统d 酗和唧污染负荷分剐 西南大学硕士学位论文 弓 言 为9 8 4m gl - 1 和1 5 8m gl 。试验时间为4 5d ，水力负荷为4 2 0ld 。结果表髓： 构建湿地对人工配置污水孛的酞酸貉有徽好的净化效果，平均去除率达到9 9 。9 5 以上，出水酞酸酯质量浓度为l o 。9 级；均低于国家排放标准凹_ 9 1 1 。但是对实际人工 湿地系统处理邻苯二甲酸酯的报道还不多见。 1 4 2 人工湿地去除p a 麟的途径 在人工湿地系统中，微生物的分解、利用、异化，基质的吸附、过滤，及植 物的吸收、转化等过程都有可能对水体中的d b p 起到净化的作用。此外，水解作 用、光解作用和蒸发彳# 用也是化学物质重要的迁移方式，僵在总量孛属极微量， 可忽略不计p 。 人工湿地是一个富含微生