人工湿地的碳氮磷循环过程及其环境效应

发布时间：2021-03-28 15:43

　　发展中地区普遍存在流域水环境污染和水生态失衡的问题。人工湿地具有处理效果稳定、投资低、管理方便和美化环境等优点,在发展中地区流域污染治理中具有突出的技术优势和广阔的应用前景。因此,积极开展人工湿地深度净化污染河水的碳氮磷循环过程及其环境效应研究对人工湿地工程设计、运营管理及推广应用具有重要的现实意义。本文基于人工湿地小试系统,评价了人工湿地净化污染河水的长期运行效果,解析了污染物的降解运移特征；系统研究了人工湿地关键组成要素在去污过程中的作用和影响；采用静态箱-气相色谱法评价了人工湿地中温室气体释放特征及关键影响因素；通过建立人工湿地物质循环模型,明确了人工湿地中污染物的流向及归趋途径；基于规模化人工湿地工程的原位监测,综合评价了规模化人工湿地工程的环境效应。取得主要研究结论如下：（1）人工湿地具有较好的长期水质净化效果,且具有明显的年际、季节变化特征。人工湿地出水COD、NH4+-N浓度满足国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准,平均去除率分别65.63%～76.69%和83.61%-94.43%；TN、TP平均去除率分别44.78%～82.77%和36.65%... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：165 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
目录
Contents
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 人工湿地技术概述
        1.2.1 人工湿地的定义与组成
        1.2.2 人工湿地分类及特点
        1.2.3 人工湿地的功能与效应
        1.2.4 人工湿地的去污机制
        1.2.5 人工湿地的发展历程
    1.3 人工湿地技术研究综述
        1.3.1 人工湿地去污过程研究
        1.3.2 人工湿地环境效应研究
        1.3.3 存在的问题
    1.4 研究目的与内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
第二章 人工湿地污染物去除效果及在水体中的降解运移特征
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试验装置
        2.1.2 试验设计及方法
        2.1.3 测试项目及方法
    2.2 人工湿地的长期去污效果
        2.2.1 COD去除效果
4
+-N去除效果">        2.2.2 NH_{4
+-N去除效果
        2.2.3 TN去除效果
        2.2.4 TP去除效果
    2.3 人工湿地污染物降解运移特征
        2.3.1 有机物降解及迁移转化特征
        2.3.2 氮降解及迁移转化特征
        2.3.3 磷降解及迁移转化特征
    2.4 小结
第三章 人工湿地关键组成要素在去污过程中的作用
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验装置
        3.1.2 试验设计及方法
        3.1.3 测试项目及方法
    3.2 植物在人工湿地中的作用
        3.2.1 植物生长特性
        3.2.2 植物的物质分泌特性
        3.2.3 植物对污染物的富集特征
    3.3 基质在人工湿地中的作用
        3.3.1 基质静态吸附性能
        3.3.2 基质的污染物蓄积特征
    3.4 植物收割对去污过程的影响
    3.5 小结
第四章 人工湿地温室气体释放特征及关键影响因素
    4.1 材料与方法
        4.1.1 试验装置
        4.1.2 试验设计及方法
        4.1.3 测试项目及方法
    4.2 人工湿地温室气体释放特征
2}O释放特征">        4.2.1 N₂O释放特征
4释放特征">        4.2.2 CH₄释放特征
2释放特征">        4.2.3 CO₂释放特征
    4.3 人工湿地温室气体释放的影响因子
        4.3.1 植物对温室气体释放的影响
        4.3.2 进水水质对温室气体释放的影响
    4.4 人工湿地温室气体释放的减排措施
    4.5 小结
第五章 人工湿地中物质流向与分配过程
    5.1 人工湿地物质循环模型的建立
        5.1.1 物质循环理论方法
        5.1.2 人工湿地物质循环平衡分析
    5.2 材料与方法
        5.2.1 试验装置
        5.2.2 试验方法
        5.2.3 分析测试项目及方法
    5.3 人工湿地中物质循环与平衡分析
        5.3.1 人工湿地中碳的流向与分配
        5.3.2 人工湿地中氮的流向与分配
        5.3.3 人工湿地中磷的流向与分配
    5.4 小结
第六章 规模化人工湿地环境效应评估—以武河湿地为例
    6.1 研究区域及方法
        6.1.1 研究区域概况
        6.1.2 布点及样品采集
        6.1.3 分析项目及方法
    6.2 规模化人工湿地水质净化效果
        6.2.1 COD净化效果
4
+-N净化效果">        6.2.2 NH_{4
+-N净化效果
    6.3 规模化人工湿地温室气体释放特性
2}O释放规律">        6.3.1 N₂O释放规律
4释放规律">        6.3.2 CH₄释放规律
2释放规律">        6.3.3 CO₂释放规律
    6.4 规模化人工湿地生态修复效果
    6.5 小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新之处
    7.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]人工湿地基质对混合溶液中有机化合物的等温吸附行为[J]. 吕学研,吴时强,阮晓红,季铁梅.  环境科学与技术. 2013(01)
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[3]3种人工湿地基质吸附污水中氨氮的性能与基质筛选研究[J]. 张燕,庞南柱,蹇兴超,冯庆革.  湿地科学. 2012(01)
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[5]三种湿地植物的生长及根系溶解性有机碳分泌物研究[J]. 李海燕,陈章和.  热带亚热带植物学报. 2011(06)
[6]人工湿地基质吸附磷素性能及动力学研究[J]. 李倩囡,张建强,谢江,许文来.  水处理技术. 2011(09)
[7]不同季节潜流与表流人工湿地氨氮去除动力学对比研究[J]. 修海峰.  吉林农业. 2011(08)
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[10]碳氮比对人工湿地污水处理效果的影响[J]. 贾文林,吴娟,武爱国,谢慧君,张建.  环境工程学报. 2010(04)

博士论文
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[2]城镇污水处理厂中温室气体的释放研究[D]. 王金鹤.山东大学 2011
[3]废水生物处理系统的物质流和能量流解析及应用[D]. 巫建光.中国科学技术大学 2010
[4]人工湿地污水处理系统N2O的释放与相关微生物研究[D]. 吴娟.山东大学 2009
[5]梁子湖湿地土壤—水—植物系统碳氮磷转化研究[D]. 熊汉锋.华中农业大学 2005
[6]沼泽湿地及其不同利用方式下甲烷排放机理研究[D]. 丁维新.中国科学院研究生院（南京土壤研究所） 2003

硕士论文
[1]亚热带4种典型森林生态系统地表甲烷通量研究[D]. 杨晶晶.中南林业科技大学 2012
[2]南四湖表面流人工湿地中试研究及规模化工程示范[D]. 张金勇.山东大学 2011
[3]表面流人工湿地处理北方污染河水的长期净化效果及相关机理研究[D]. 吴海明.山东大学 2011
[4]不同耕作方式下紫色水稻土农田生态系统甲烷排放的研究[D]. 唐其文.西南大学 2011



本文编号：3105819