納米銀脅迫下人工濕地生態(tài)系統(tǒng)除污性能研究.pdf

1、隨著納米銀(AgNPs)產(chǎn)品的大量生產(chǎn)和廣泛使用，AgNPs不可避免地通過各種途徑大量進(jìn)入到生態(tài)環(huán)境。AgNPs暴露對(duì)污水生物處理效果、土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、酶活性以及植物等的負(fù)面效應(yīng)早已被證實(shí)。然而，基于AgNPs在污水處理系統(tǒng)和污水廠尾水中的出現(xiàn)，人工濕地作為一種經(jīng)濟(jì)高效的新型污水生態(tài)處理技術(shù)，勢(shì)必面臨隨污水流入的AgNPs對(duì)其除污性能產(chǎn)生威脅的挑戰(zhàn)。目前，關(guān)于AgNPs暴露對(duì)人工濕地污水生態(tài)處理系統(tǒng)的潛在影響仍然未知。因此，明確Ag

2、NPs對(duì)人工濕地污水生態(tài)處理效果的影響及AgNPs去除效果和遷移歸趨，為評(píng)估納米顆粒在人工濕地中的生態(tài)效應(yīng)提供參考，為人工濕地去除攜帶納米顆粒的污水提供技術(shù)支持，為保護(hù)水生態(tài)環(huán)境安全提供保障，具有重要實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　以黃菖蒲垂直流人工濕地污水生態(tài)處理系統(tǒng)為研究對(duì)象，考察了不同濃度AgNPs(50ug/L、200ug/L)對(duì)其除污效果的影響及AgNPs去除效果和遷移歸趨。結(jié)果表明，對(duì)于COD去除，高濃度AgNPs暴露初期對(duì)

3、COD去除具有明顯的急性抑制作用，但不同濃度AgNPs長(zhǎng)期暴露對(duì)濕地COD去除無明顯影響。對(duì)于脫氮，不同濃度AgNPs暴露初期對(duì)NH4+-N、TN去除均產(chǎn)生了明顯的抑制作用，對(duì)NH4+-N的抑制作用尤為明顯，且高濃度AgNPs抑制作用更強(qiáng);之后濕地脫氮效果有所提升，但脫氮效果仍處于抑制狀態(tài)。對(duì)于除磷，不同濃度AgNPs對(duì)TP去除均產(chǎn)生了明顯的抑制作用，高濃度AgNPs的抑制作用更強(qiáng)。同時(shí)，不同濃度AgNPs在濕地中的去除率達(dá)到了94％以

4、上。另外，植物對(duì)低濃度AgNPs具有較高的富集和輸送能力，AgNPs主要積累在植物地上部位;而高濃度AgNPs對(duì)植物富集和輸送能力產(chǎn)生明顯抑制，AgNPs主要積累在地下部位。
　　以無植物、黃菖蒲、花葉蘆竹、傘莎草四組垂直流人工濕地污水生態(tài)處理系統(tǒng)為研究對(duì)象，考察了AgNPs(100ug/L)對(duì)不同植物人工濕地除污效果的影響及AgNPs去除效果和遷移歸趨。結(jié)果表明，AgNPs暴露對(duì)不同植物濕地脫氮除磷均產(chǎn)生不同程度的抑制作用。Ag

5、NPs暴露下，以各濕地NH4+-N、TN、TP去除率下降值的平均值為評(píng)價(jià)指標(biāo)，各濕地抗逆性從高到低依次為:黃菖蒲濕地＞傘莎草濕地＞花葉蘆竹濕地＞無植物濕地。植物的存在能顯著提高人工濕地生態(tài)系統(tǒng)抗逆性能力，且植物種類對(duì)濕地系統(tǒng)抗逆性大小有重要影響。AgNPs暴露前后，黃菖蒲濕地始終表現(xiàn)出最高的脫氮除磷能力。而不同植物濕地的AgNPs去除效果無明顯差異，各濕地AgNPs去除率均達(dá)到95％以上，主要在土壤層被有效去除。另外，傘莎草對(duì)AgNPs

6、富集和輸送能力明顯高于黃菖蒲，富集的AgNPs可通過植物收割被去除。
　　以黃菖蒲垂直流人工濕地污水深度處理系統(tǒng)為研究對(duì)象，考察了AgNPs對(duì)人工濕地污水深度處理效果的影響及AgNPs去除效果及遷移歸趨。結(jié)果表明，AgNPs（20ug/L）暴露下，人工濕地處理污水廠二級(jí)出水，試驗(yàn)期間出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A。AgNPs暴露對(duì)人工濕地生態(tài)系統(tǒng)污水深度處理的脫氮除磷均產(chǎn)生明顯抑制作