污水厂尾水湿地中丝状藻孳生现状及控制实验研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:acshixiaoguang
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人工湿地作为污水厂尾水深度处理设施,在实现尾水氮磷深度削减的同时可以美化生态环境。但是由于人工湿地水动力条件差,且尾水中仍含有较高浓度的氮磷营养盐,极易引发以丝状藻为主的藻华问题,从而造成生态危害和二次污染。本文通过对常熟中创污水厂尾水湿地水环境和丝状藻孳生现状的监测和分析,探究了丝状藻孳生与环境因子和生物因子之间的关系,并选取硫酸铜、扑草净和肉桂酸三种药剂对丝状藻控制效果和环境影响进行评价,以期为尾水湿地丝状藻的控制提供依据。主要结论如下:(1)常熟中创污水厂尾水湿地丝状藻以水绵属为主,经研究发现丝状藻生物量因时空差异而略有不同。其中,夏季和秋季的生物量较高,8号监测点(CS8)在秋季高达744.57 g/m3。相较于芦苇种植区,香蒲种植区易发生丝状藻孳生现象。此外,丝状藻孳生较多的监测点NH4+-N、CODMn、Chl.a含量均较高,说明丝状藻孳生时的水质相对较差。(2)相关性分析发现,丝状藻盖度与p H、CODMn、Chl.a和季节变化呈显著正相关,与浮游生物多样性、浮游动物生物密度呈显著负相关;丝状藻生物量与p H、浊度、CODMn、Chl.a、BOD5和浮游植物生物密度呈显著正相关,与NO3--N和浮游植物多样性呈显著负相关。有机污染物浓度的增加和p H的升高为丝状藻的生长提供了营养物质和适宜的生长环境。同时,丝状藻的孳生会影响浮游植物的光合作用和浮游动物的摄食,进而降低浮游生物的生物量和多样性。(3)通过控藻实验发现,硫酸铜、扑草净和肉桂酸浓度分别在8.0 mg/L、2.0 mg/L和4.0 mg/L时对水绵抑制效果达到最佳,抑制率分别为71.43%、86.43%和75.07%。不同药剂对水绵体内各项指标的影响存在差异。随着硫酸铜和肉桂酸浓度增加,叶绿素a含量也随之降低,说明水绵的光合作用受到抑制;而随着扑草净浓度增加,蛋白质含量受到明显影响,说明扑草净能使蛋白质变性失活。三种药剂作用下水绵均发生了膜脂过氧化,其中硫酸铜作用下的水绵主要通过SOD和CAT来清除体内过量的自由基,肉桂酸作用下的水绵则通过SOD和POD来实现抗氧化过程,而扑草净作用下的水绵仅有POD活性有所增加,其他酶活性均降低。(4)硫酸铜和扑草净对水环境影响较大,施药后水中TN、TP、CODMn浓度均有明显增加,分别增至10.38 mg/L、0.96 mg/L和55.75 mg/L,表明丝状藻受损或死亡后会释放一部分污染物。肉桂酸对水环境影响较小,低浓度下有利于TN、TP、CODMn的去除。从发光细菌的急性毒性上看,毒性大小为扑草净>硫酸铜>肉桂酸。综上所述,本文以常熟中创污水厂尾水湿地为研究对象,分析了丝状藻对水质和生物的影响,可以通过p H、CODMn和Chl.a的增加及浮游生物多样性的减少来预警丝状藻孳生。硫酸铜、扑草净和肉桂酸均能对水绵属丝状藻生长产生抑制,但作用机理各不相同。结合控藻过程中的环境影响、水质急性毒性和经济性分析,选择肉桂酸作为尾水湿地丝状藻控制的较佳药剂,当其浓度为1.0mg/L时能对水绵属丝状藻的生长有较好抑制作用,且产生的环境风险和生态毒性较小。
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