土壤性质对生物滞留系统脱氮效果的影响研究
发布时间：2021-01-20 05:09
生物滞留系统是一种常用的雨水低影响开发设施,具有通过植物、土壤和微生物的耦合作用来控制雨水径流和净化水质的潜能,能有效地减少城市发展对城市水文系统的影响。在去除雨水径流污染物的过程中,伴随着各种物理生物化学反应。本论文从生物滞留系统土壤、植物、微生物三方面出发,采用室内模拟柱进行实验,探究了土壤质地、压实、有机质含量和植物种类对生物滞留系统水文性能和水质净化的影响,通过15N同位素示踪技术,量化了土壤无机颗粒、土壤微生物和植物脱氮的贡献度,通过qPCR技术分析了土壤层脱氮功能基因特征。1、实验以六种土壤质地的生物滞留系统模拟柱为研究对象。结果表明:生物滞留系统水文性能受土壤质地的影响,土壤层含砂量高导水性强而持水性弱。土壤层含砂量低的系统去除TN、TP、COD的效果更好。雨水进入系统开始时硝化反应强于反硝化反应,13h左右反硝化速率最大。表层土壤去除污染物的效率高于底层土壤,均出现磷浸出现象。在脱氮过程中,土壤、微生物和植物脱氮的能力大小依次为:土壤吸附>微生物同化>植物吸收。土壤质地影响土壤吸附和微生物同化量,进而影响土壤脱氮的贡献度,土壤层含砂量低...
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
实验示Fig.2-1Experimenta
第2章实验概况及研究方法12图2-2样品采集和处理方法Fig.2-2Samplecollectionandprocessing（1）土样的采集与处理方法实验前后分别从0-10cm、10-25cm与25-40cm深度收集土壤样品并称重。搅拌均质处理后冷冻储存，以待15N同位素分析、微生物高通量测序和功能基因量化分析。（2）植物的采集与处理方法实验前后均洗净植物，称量植物重量并记录。实验结束后，使用75℃的烘箱进行干燥，至恒重后测量干重，然后研磨样品成粉末状，以待检测15N同位素。（3）水样的采集与处理方法用300mL烧杯从土壤层10cm处及土壤层底部出水口收集渗滤水。测定渗滤液体积后摇匀，过0.45μm微孔滤膜过滤后冷冻储存，以待随后分析检测。2.3.3样品分析方法土壤基础性质的测量。通过筛分法和沉降法测定土壤质地；通过比重瓶法测定土壤密度；通过环刀法测定堆积密度；通过威尔科克斯（Wilcox）法测量田间持水量；通过常水头法测量饱和导水率，采用马里奥特瓶控制水头，为了确保结果的准确性，在稳定渗透之后，至少测量3次；采用DecagonEM50测量土壤湿度（MC）和温度；土壤氧化还原电位（ORP）是通过一个尖端为1mm的铂金微型传感器与单端开放式Ag/AgCl参比电极（REF321；UnisenseA/S，丹麦）测量的；pH值是通过玻璃pH微传感器（尖端直径为1mm）与单端开放式Ag/AgCl参比电极（REF321；UnisenseA/S，丹麦）组合测量，校准后，在每个模拟柱中的同一位置测量3次。样品污染物浓度的测量。采用HACHDR6000紫外分光光度计测定土壤孔隙水中TP、TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N和COD的浓度。采用同位素质谱仪测定渗滤液、植物和土壤提取物中的15NO3--N、15NH4+-N和15N-TN同位素
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌草铺装系统微生物群落变化研究[J]. 陈韬,韩朦紫,李剑沣. 给水排水. 2018(10)
[2]三峡库区森林土壤大孔隙特征及对饱和导水率的影响[J]. 刘目兴,吴丹,吴四平,廖丽娟. 生态学报. 2016(11)
[3]河谷型城市土壤有害金属有机酸与细菌淋溶特性[J]. 李小平,刘献宇,徐长林,赵亚楠,吴婷,刘东英,杨涛,YU Hongtao. 环境科学学报. 2016(11)
[4]土壤酶学硏究进展[J]. 王理德,王方琳,郭春秀,韩福贵,魏林源,李发明. 土壤. 2016(01)
[5]快速城市化地区土地利用变化对流域水文过程影响的模拟研究——以深圳市布吉河流域为例[J]. 郑璟,方伟华,史培军,卓莉. 自然资源学报. 2009(09)
本文编号：2988441
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
实验示Fig.2-1Experimenta
第2章实验概况及研究方法12图2-2样品采集和处理方法Fig.2-2Samplecollectionandprocessing（1）土样的采集与处理方法实验前后分别从0-10cm、10-25cm与25-40cm深度收集土壤样品并称重。搅拌均质处理后冷冻储存，以待15N同位素分析、微生物高通量测序和功能基因量化分析。（2）植物的采集与处理方法实验前后均洗净植物，称量植物重量并记录。实验结束后，使用75℃的烘箱进行干燥，至恒重后测量干重，然后研磨样品成粉末状，以待检测15N同位素。（3）水样的采集与处理方法用300mL烧杯从土壤层10cm处及土壤层底部出水口收集渗滤水。测定渗滤液体积后摇匀，过0.45μm微孔滤膜过滤后冷冻储存，以待随后分析检测。2.3.3样品分析方法土壤基础性质的测量。通过筛分法和沉降法测定土壤质地；通过比重瓶法测定土壤密度；通过环刀法测定堆积密度；通过威尔科克斯（Wilcox）法测量田间持水量；通过常水头法测量饱和导水率，采用马里奥特瓶控制水头，为了确保结果的准确性，在稳定渗透之后，至少测量3次；采用DecagonEM50测量土壤湿度（MC）和温度；土壤氧化还原电位（ORP）是通过一个尖端为1mm的铂金微型传感器与单端开放式Ag/AgCl参比电极（REF321；UnisenseA/S，丹麦）测量的；pH值是通过玻璃pH微传感器（尖端直径为1mm）与单端开放式Ag/AgCl参比电极（REF321；UnisenseA/S，丹麦）组合测量，校准后，在每个模拟柱中的同一位置测量3次。样品污染物浓度的测量。采用HACHDR6000紫外分光光度计测定土壤孔隙水中TP、TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N和COD的浓度。采用同位素质谱仪测定渗滤液、植物和土壤提取物中的15NO3--N、15NH4+-N和15N-TN同位素
【参考文献】：
期刊论文
[1]嵌草铺装系统微生物群落变化研究[J]. 陈韬,韩朦紫,李剑沣. 给水排水. 2018(10)
[2]三峡库区森林土壤大孔隙特征及对饱和导水率的影响[J]. 刘目兴,吴丹,吴四平,廖丽娟. 生态学报. 2016(11)
[3]河谷型城市土壤有害金属有机酸与细菌淋溶特性[J]. 李小平,刘献宇,徐长林,赵亚楠,吴婷,刘东英,杨涛,YU Hongtao. 环境科学学报. 2016(11)
[4]土壤酶学硏究进展[J]. 王理德,王方琳,郭春秀,韩福贵,魏林源,李发明. 土壤. 2016(01)
[5]快速城市化地区土地利用变化对流域水文过程影响的模拟研究——以深圳市布吉河流域为例[J]. 郑璟,方伟华,史培军,卓莉. 自然资源学报. 2009(09)
本文编号：2988441
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