微生物对芦苇人工湿地除磷影响研究

1、第卷第期年月四川环境生态环境微生物对芦苇人工湿地除磷影响研究凌云，林静，徐亚同（上海海洋大学水产与生命学院，上海；深圳市环境科学研究院，深圳；华东师范大学环境科学系，上海）摘要：以上海梦清园人工芦苇湿地为对象，在微生物制剂使用的同时研究了微生物对湿地除磷效果的影响。经过对近一年的数据分析表明，微生物的增加使总磷平均去除率达到。高于空白的。微生物的磷酸化作用使得出水磷更多以磷酸根形式表达。甚至使磷酸盐含量不降反升。底泥监测表明，微生物制荆的加入能有效的促进浮泥层中磷的转移，减缓浮泥层中磷的积累，个月后试验组浮泥层的磷含量相对空白对照组可降低以上，茵剂对于减缓磷的积累，促进磷向基质转移有重要意义。

2、关键词：人工湿地；除磷；微生物制剂中图分类号：文献标识码：文章编号：（）仃，（，；，；，）：虮，丑，舳：；人工湿地处理受污染水体是近年来研究的一个热点，在湿地中有微生物、植物和基质的作用共同构成了氮磷等营养元素去除的循环系统。在湿地除磷功能的研究中，一般认为，人工湿地中磷的去除主要依赖基质的吸附固定为主，而植物的吸收收稿日期：基金项目：国家高科技研究发展计划“上海城市水环境质量改善技术与综合示范项目”（）；上海市教委重点学科（）；农业部水产种质资源与利用重点开放实验室”开放课题（）。作用也会从湿地系统中带走部分的磷元素。微生物对磷主要起形态上的转化作用，对磷元素在系统中的迁移有重要影响，但与磷

3、的去除率没有太直接的关系“。本文借助在上海市梦清园芦苇人工湿地中进行的复合微生物制剂试验，着重分析了微生物与水体总磷和磷酸盐去除率之间的关系，以阐明湿地系统中投加微生物制剂后对磷循环可能产生的影响，为进一步优化人工湿地的除磷效果提供理论支持。作者简介：凌云（一），男，浙江湖州人，年毕业于华东师范大学环境科学专业，博士，讲师，主要从事环境微生物学研究。材料与方法试验在上海市梦清园芦苇人工湿地中进行，万方数据四川环境卷该湿地为表面流人工湿地，主要用作景观湿地，运行时水深，底泥厚度。试验中在湿地下组的底泥。因此，加入菌剂后对于系统微生物的生长确有效果。謇游沿水流方向划出块的试验围隔，用钢板打人基质半

4、米深以将其围开，分别作为试验组和空白对照组，在进水端设置统一的配水槽。每个围隔进水流量为，每天进水，水力负荷，水力停留时间为。试验中使用的复合微生物制剂采用土著菌进行摇瓶扩培后使用。（菌液中异养细菌总数在，硝化细菌，脲酶活性为一土壤，酶促反应，磷酸酶活性土壤，酶誓董已已咖彝酬衽留促反应）。每月采样两次，分别在配水槽和出水处采样，使用采泥柱采深的泥样，明显发黑的上图围隔微生物数量的变化层（约）作为浮泥层的样品，下层浅色的泥柱作为基质样品测定含磷量。两次采样平均值作为本月测定结果。测定指标包括水体与底泥的微生物数量、水体和底泥的总磷、磷酸盐数据。水质分析方法采用国标法，底泥指标分析方法参见文献，微

5、生物采用培养计数法，结果以对数形式表示。水体中磷的变化与微生物量相关性分析图是水体中磷元素的去除率分析，总磷和磷酸盐去除率均呈现夏季高、春冬季低的特点。加菌组总磷的平均去除率为，略高于空白组的，但低于其他文献报道晗，。春、夏、秋三个季节试验组总磷平均去除率分别为、和，而对照组去除率为、和。试验组磷酸盐平均去除率为一，与结果与讨论系统微生物数量变化图为微生物数量测定结果。经过湿地的处对照组的一无显著性差别（）。此外，分析水中磷元素形态变化可知，经湿地处理后，磷酸盐含量上升（见图），平均值从进水的，到出水时变为（加菌组）和（空白组）。表为磷去除率与微生物量的相关性分析，其中微生物量与磷去除率无显著

6、的相关性，这一结果与现有报道基本一致，只有空白组的磷酸盐去除率与总磷去除率有显著的正相关。理，出水的微生物数量均高于进水，在春夏季两组之间差异不显著，随着水温的升高，试验组细菌数量增加明显，普遍高于对照组。加菌组异养细菌平均值为，高于对照组的和进水的，围隔底泥中异养细菌数量随着时间的增长而缓慢地增加，试验组增长相对较快，平均值为底泥，显著高于空白图水体磷元素去除率分析万方数据期凌云等：微生物对芦苇人工湿地除磷影响研究果相似，但和余兆祥¨训等的结论不符，这是由于生物氧化将绝大多数磷转化为磷酸盐所致】因此微生物制剂并不能显著降低水体中的磷酸盐含量，甚至可能由于其将不溶性磷酸盐转化为可溶性

7、磷酸盐，反而使水体中的磷酸盐含量升高。底泥含磷置的变化与微生物量相关性分析底泥含磷量的变化如图所示。不论浮泥层还是基质含磷量均随时间有显著的上升趋势，浮泥层含磷量从月份的开始上升到月份的图在中所占比例变化（空白围隔）和（试验围隔），两组均增长倍多。加菌围隔的含磷量平均值为，与对照的平均值有显著性差异（表微生物量与水体磷去除率的相关性），随着湿地运行时间增加，含磷量差异更（）加显著。而基质的含磷量变化明显小于浮泥层，从初始的逐步上升到年底的（对照围隔）和（试验围隔），两者并无显著性差异。术注：相关系数的显著性检验值小于（双尾）。嘲分析认为，梦清园总磷的去除率要略低于其他表面流湿地的除磷效率，是梦

8、清园湿地的负荷较高（表面负荷（）所致。总磷去除率夏季最高，春秋季节比较低，这一研究结果与张鸿【等的研究结果一致，其分析是由于温度下降影响了微生物植物的活性，从而影响磷的沉降。从总磷去除率来看，菌剂对于提高总磷去除率确有作用。但在夏季，菌剂对磷的作用没有任何体现。这可能是因为在合适的条件下土著菌同样具有良好的效果。此外菌剂是通过直接作用还是通过植物、基质的间接作用提高总磷的去除率还需更多研究。试验中磷酸盐的降解规律与高海鹰等的结蓑图底泥含磷量变化表为底泥的微生物量与底泥含磷量以及水体磷去除率的相关性分析。无论是加菌组还是空白组的底泥微生物量与相应的底泥含磷量都有着显著的正相关，与水体的磷去除率却

9、表现为负相关，而两组底泥的含磷量与水体的磷去除率都呈负相关。表底泥微生物量与底泥含磷量、水体磷去除率的相关性注：相关系数的显著性检验值小于（双尾）。有研究表明，有机磷酶促水解无机化，是表面流人工湿地系统中磷被土壤吸附沉淀和植物吸收利用的关键一步，与此同时，磷元素除了通过的（下转第页）万方数据期王庆安等：汶川地震极重灾区地形起伏度特征及其与生态环境受损关联分析明】李勇，黄澜秋，周荣军，。，（）：陈正位，申旭辉，曹忠权，田勤俭，陈立泽，基于数字高程模型对亚东一谷露构造带第四纪活动习性的研究地震，（增刊）：，等龙门山地震带的地质背景与汶川地震的地表】破裂工程地质学报，（）：】李海兵，付小方，等汶川地

10、震（殷跃平汶川八级地震地质灾害研究】工程地质学报。，（）：崔鹏，韦方强，陈晓清，何思明汶川地震次生山地灾害及）地表破裂及其同震右旋斜向逆冲作用】地质学报，（）：【】刘新华，杨勤科，汤国安中国地形起伏度的提取及在水土流失定其减灾对策科技赈灾，（）：张文周立江。潘发明，刘波骆建国。王峰利用量评价中的应用水土保持通报，（）：郭芳芳，杨农，孟晖，张岳桥，叶宝莹地形起伏度和坡度进行汶川地震区森林资源损失快速评估山地学报。（）：分析在区域滑坡灾害评价中的应用中国地质。，抽“蛔呐“岫一¨啊一呐“岫叫呐州啊小呐一一叫¨岫一山哪一咐¨一（上接第页）沉积进入浮泥层外，还可以通过扩散、

11、吸附等作用向深层的土壤转移。梦清园基质属于普通土壤，根据其他文献的报道，最大的磷吸附量约在之问¨¨，而浮泥层的含磷量已超过了基生物能有效的促进浮泥层中磷向基质中的转移，个月后试验组浮泥层的总磷含量相对空白对照组可降低以上。复合微生物制剂对于延长湿地的脱磷效果、减少清淤时间有一定的意义。质的最大吸附能力，因此水体中的磷酸盐首先通过沉淀进入湿地底部然后再被转移到基质或植物中。参考文献：刘波，陈玉成，王莉玮人工湿地基质除磷研究进展四川环境，（）：本试验中微生物制剂的作用能使更多沉淀磷元素被无机化并转移，直接表现为浮泥层含磷量要显著低于空白组，而出水中磷含量并未明显增加。由于基质容

12、量较大，因此加菌组基质中的磷含量仅略高于空白组，但未表现出明显差异。对底泥总磷含量与底泥细菌含量的相关性做分析认为，由于湿地磷循环在水体、土壤、植物存在复杂的动态平衡关系，因此微生物量与底泥含磷量所呈现出来的极显著相关性可能是因为系统中的磷元素成为了微生物生长的限制型因子所致，这与张进兴等¨纠的观点较为一致，但仍需进一步研究。湿地的磷沉积作用是指进水中的可溶性磷酸盐通过物理作用导致磷存储于湿地内部的过程。诸多研究表明沉积物是湿地中磷的主要的长期汇，沉积物一枯枝落叶是天然湿地的主要（以上）储磷场所】，因此，如何有效的利用微生物的沉积作用和磷转移作用提高湿地的除磷效率是值得进一步研究的。

13、】李旭东，周琪张荣杜三种人工湿地脱氮除磷效果比较研究】地学前缘，（）：，慨咖：丑砌，（）：【卢少勇，金相灿，余刚人工湿地的磷去除机理生态环境，（）：林静，谢冰，徐亚同复合微生物制剂对芦苇人工湿地去除污染物的影响水处理技术，（）：中国科学院南京土壤研究所编，土壤理化分析上海：上海科学技术出版社，周德庆微生物学实验手册上海：科学技术出版社，】聂志丹，年跃刚，金相灿，等种类型人工湿地处理富营养化水体中试比较研究环境科学，（）：张鸿，陈光荣，吴振斌，等两种人工湿地中氮、磷净化率与细菌分布关系的初步研究【华中师范大学学报，（）：余兆祥，冯耀字，齐荣，等不同基质复合垂直流人工湿地对富营养化景观水的净化效果【】环境污染与防治，（）。珈结论】晏再生。王世和基质对于人工湿地净化磷素潜能的探讨生态环境，（）：张进兴李瑞香，孙修勤，等海洋围隔中异养细菌与环境中氮、磷关系的研究海洋科学进展，（）：张军，周琪，何蓉表面流人工湿地中氮磷的去