有毒污染物在小清河人工濕地的時(shí)空分布特征及土壤微生物的環(huán)境響應(yīng).pdf

1、人工濕地作為一種生態(tài)污水處理技術(shù),被廣泛應(yīng)用于城市污水處理廠深度處理工藝。濕地凈化廢水的效能、工藝的可行性,廢水排放對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響研究成為備受環(huán)境工作者關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。本文以小清河流域(壽光段)蘆葦濕地及上游污水處理廠為研究對(duì)象,監(jiān)測(cè)COD、TN、TP、氨氮、有機(jī)酚類等常規(guī)污染物,應(yīng)用電感耦合等離子光譜法和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法研究濕地環(huán)境中重金屬(Pb、Mn、As、Hg、Zn、Cr、Cd),PAHs和OCPs等有毒污染物的含量水平

2、及分布特征,利用分子生物學(xué)方法構(gòu)建土壤基因文庫(kù),著重考察污灌對(duì)污染物的分布影響和受污前后濕地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化,并識(shí)別出有毒污染物PAHs和OCPs與土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　利用內(nèi)梅羅指數(shù)和綜合營(yíng)養(yǎng)指數(shù)對(duì)濕地水體水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià),濕地?fù)]發(fā)酚、TN、TP、COD、Chl-a污染等級(jí)為Ⅴ類,BOD、NH3-N污染等級(jí)為Ⅳ類,水體重度富營(yíng)養(yǎng)。蘆葦濕地對(duì)氨氮去除率為34.4％,COD去除率為12%,對(duì)混合廢水去除效果不理想。

3、
　　水廠和濕地水環(huán)境OCPs和PAHs含量均低于國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)限值。七氯、環(huán)氧七氯、CN、DDT、艾氏劑、狄氏劑和異狄氏劑、氯丹(CC,TC,TN)、CN等物質(zhì)均低于檢出限;∑HCHs濃度范圍在0-0.24ng/l之間,由周邊環(huán)境污染遷移造成的;六氯苯濃度范圍在0.03-0.13ng/l之間,由上游企業(yè)造紙和煉鋼廢水造成;硫丹濃度范圍為0.06-2.32ng/l,硫丹硫酸鹽濃度范圍為nd-0.1

4、8ng/l,由污水處理廠排污造成。水體中只檢測(cè)到萘、苊烯、苊、芴、菲、熒蒽、芘等7種4環(huán)以下低分子量芳烴,質(zhì)量濃度范圍為99.98-386.65ng/l,占總PAHs的88.5-98.4%。
　　濕地土壤剖面中重金屬元素Pb、Zn、Mn、Cr含量接近于國(guó)家背景值,未檢測(cè)到Cd和Hg。濕地對(duì)重金屬的吸附轉(zhuǎn)化能力依次為Pb>Zn>Mn>Cr。Cr主要富集在土壤表層,難向更深層遷移,污灌對(duì)Zn含量影響不顯著,Pb易隨著污灌水體沿土壤垂直

5、方向遷移,Mn易隨水體遷移達(dá)到各層位相對(duì)平衡狀態(tài)。十年污灌區(qū)有機(jī)質(zhì)和Cr、Mn、As相關(guān)性不顯著,與Zn含量在p<0.05水平顯著相關(guān),與Pb含量在p<0.01水平顯著相關(guān);三年污灌濕地土壤有機(jī)質(zhì)和As相關(guān)性不顯著,有機(jī)質(zhì)和Zn、Cr、Mn、Pb在P<0.01水平上顯著相關(guān);無(wú)污灌濕地中土壤有機(jī)質(zhì)和As、Zn、Cr、Mn、Pb在P<0.05水平上顯著相關(guān)。十年污水灌溉降低了重金屬的污染水平,某種程度修復(fù)了土壤中重金屬的污染,三年污灌區(qū)由

6、于當(dāng)?shù)毓I(yè)排污等原因加重了重金屬的污染。
　　濕地表層土壤中HCHs和DDTs含量低于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)。DDT以DDE形式存在,由歷史殘留造成的,同樣點(diǎn)DDT殘留量高于HCH殘留量。濕地各灌區(qū)土壤中PAHs多聚集在表層0-6cm處,6-8cm深度以下PAHs含量顯著降低后趨于平緩。PAHs污染由大氣污染和石油污染,高溫燃燒各種污染源共同造成。十年灌區(qū)PAHs含量與土壤有機(jī)質(zhì)在p<0.05水平顯著相關(guān)

7、,無(wú)污灌區(qū)PAHs含量和土壤有機(jī)質(zhì)無(wú)相關(guān)性。十年污灌區(qū)Σ16PAHs含量范圍為9.84-357.85ng/g,無(wú)污灌區(qū)Σ16PAHs含量為12.83-116.26ng/g,三年污灌區(qū)Σ16PAHs含量范圍為10.32-102.52ng/g。十年污灌加深了土壤中PAHs污染,但因無(wú)污灌區(qū)位置臨近十年灌區(qū),受十年污灌區(qū)影響導(dǎo)致污染比三年污灌區(qū)嚴(yán)重。
　　無(wú)污灌濕地土壤樣品中主要微生物門(mén)類有4類,分別為Gemmatimonadetes,

8、Actinobacteria,Proteobacteria,Firmicutes及部分uncultured bacterium;十年污灌濕地土壤樣品中主要微生物門(mén)類為2類:Acidobacteria,Proteobacteria及部分uncultured bacterium。兩區(qū)域共有微生物種屬44種,占各區(qū)微生物總量的72%和58%,長(zhǎng)期污灌引起本底微生物含量下降14個(gè)百分點(diǎn)。十年污灌濕地內(nèi)對(duì)有機(jī)氯代烴,酚類等物質(zhì)具有降解能力的菌群開(kāi)