基于人工濕地系統(tǒng)中的微生物研究

馬璐瑤　蘭　天

（1云南大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院云南昆明6505042河北工業(yè)大學(xué)土木與交通學(xué)院天津300401）

基于人工濕地系統(tǒng)中的微生物研究

馬璐瑤1蘭天2

（1云南大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院云南昆明6505042河北工業(yè)大學(xué)土木與交通學(xué)院天津300401）

微生物是人工濕地當中不可缺少的組成部分，那么污染物的降解也是有著相當重要的意義了。下面就是對與人工濕地分布特點上與微生物的形成進行的研究。

人工濕地系統(tǒng)；微生物降解

1　引言

目前，人工濕地以運行費用低、投資少以及能耗小的特點被廣泛的應(yīng)用到了污水處理工作當中，其通過微生物、植物群落以及基質(zhì)間的相互作用對污水中的氮磷以及有機物的去除進行實現(xiàn)。在人工濕地中，微生物是非常重要的組成部分，對污水處理具有十分積極的意義，其穩(wěn)定性、種群恢復(fù)性以及多樣性都在系統(tǒng)處理中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。

2　微生物多樣性及濕地分布特點

2.1微生物多樣性解析

有效反映是指微生物的生物量可以在濕地生態(tài)系統(tǒng)中有機質(zhì)分解和積累，那么微生物的生物量研究表明，人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中細菌數(shù)量占據(jù)的比重最大。，其次為放線菌以及真菌。在人工濕地中，硝化菌、氨化菌以及反硝化菌都處于較高的水平，并因此對硝化脫氮提供了較好的基礎(chǔ)。同時，氨化菌在除氮方面屬于優(yōu)勢菌群，在人工濕地運行的過程中，其數(shù)量將呈現(xiàn)出增加的趨勢。而對于硝化細菌而言，其屬于好氧細菌，且隨著濕地運行數(shù)量的下降而下降，隨著氣溫的上升呈現(xiàn)出上升趨勢。在人工濕地中，與單一的植物系統(tǒng)相對比，多種植物系統(tǒng)在營養(yǎng)物去除以及有機物降解方面更具優(yōu)勢，這樣實驗證明微生物具有了更高的多樣性［1］。

2.2深度分布特點

根據(jù)多種實驗研究結(jié)論證明，在人工濕地中上層微生物比下層微生物要多很多，那么隨著濕地深度的增加，慢慢呈現(xiàn)出減少的趨勢。有學(xué)者研究，在上中層間，微生物數(shù)量間相近3個數(shù)量級，而在中下層間的差距在1個數(shù)量級以內(nèi)。而纖維素分解菌以及硝化細菌在0cm~5cm層面數(shù)量同20cm~25cm數(shù)量相比較高，濕地中亞硝酸菌在上層同中下層相比具有著更多的數(shù)量。此外，在植物有充足供氧的情況下，就會在該植物的根部形成良好氧區(qū)域，通過對植物供氧的利用，就可以使距離遠的同根系統(tǒng)出現(xiàn)缺氧狀態(tài)，并因此為缺氧、好氧以及厭氧微生物提供了好的微環(huán)境［2］。

3　微生物降解作用

3.1污染物去除作用

氮進行去除的時，人工濕地中主要依靠微生物硝化、反硝化以及氨化的綜合作用實現(xiàn)。對于氨化細菌而言，這個就是好氧性細菌特性，這些在污水凈化中起到了非常大的作用和效果。硝化在去除污染物中，在低氧以好氧狀態(tài)下可以充分改善，并由硝化菌以及亞硝化菌共同發(fā)揮作用，與氨氮到亞硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化。而在濕地氨去除中，反硝化是第二步，即在缺氧情況下使硝態(tài)氨能夠還原為N2以及N2O，以此有效實現(xiàn)系統(tǒng)中氮的去除［3］。同無植物系統(tǒng)相比，有植物系統(tǒng)在去除率方面具有更好的表現(xiàn)，有學(xué)者通過美人蕉、蘆葦植物以及旱傘草組合實驗方式的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)這幾種植物在組合應(yīng)用的情況下同兩種植物相比具有更高的群落多樣性，在碳源應(yīng)用能力方面也具有著較強的特征。這樣對于單一的旱草植物來說，多樣性在微生物群落這里所具有很小的功能，在碳源應(yīng)用能力方面所具有的表現(xiàn)也較差。經(jīng)過研究表明，專家對濕地的硝化強度同潛流濕地相對比較高，在其表面濕地中的水流將同大氣直接產(chǎn)生接觸，具備條件良好的好氧環(huán)境和豐富的氧源，在硝化強度方面同潛流濕地相對比來說很高，并因此在氨氮方面能夠更好的去除污染物的效果。而對于潛流濕地來說，它有著較好的厭氧系統(tǒng)環(huán)境，在反硝化強度方面同表面流濕地相比則具有著更好的表現(xiàn)，在清潔污染物方面表明濕地比較高，即系統(tǒng)能夠在同一時間進行反硝化以及硝化作用，更有利于硝氮的去除。而在復(fù)合垂直流濕地中，由于水流方式的特殊性則使得微生物群落在活性以及數(shù)量方面都高于潛流以及表面流人工濕地，且其中復(fù)合垂直流濕地具有更好的脫氮效果。該種情況之所以出現(xiàn)，是因為在人工濕地整個系統(tǒng)當中，溶解氧也是隨著深度的增加慢慢減弱的，然而系統(tǒng)的最上層具有的較高溶解氧含量，能夠更好的硝化作用，那么在系統(tǒng)的中下層，屬于缺氧區(qū)域，則反硝化處理有著更好的效果，這兩個系統(tǒng)狀態(tài)的結(jié)合，則能夠?qū)Φ貙崿F(xiàn)有效的去除。

3.2污染物去除效果相關(guān)

在系統(tǒng)中，所獲得的凈化效果同微生物數(shù)量間存在著較為顯著的相關(guān)性，即通過植物實驗培育，部分植物菌類通過實驗驗證有著特殊的作用，通過植物培育能夠讓更多的微生物再生。通過實驗分析，整個實驗過程可以證明結(jié)論：濕地植物根區(qū)細菌數(shù)量同BOD5去除率間存在著相當明顯的關(guān)系，而根據(jù)微生物數(shù)量同凱氏氮、TP間所存在的相關(guān)性則不是很明顯。有學(xué)者通過對濕地基質(zhì)硝化速率的測定，得到亞硝化細菌數(shù)量同硝化能力間具有著正相關(guān)的關(guān)系，即表明微生物是對這部分物質(zhì)進行去除的重要途徑。而TP去除率、微生物數(shù)量同出水COD變化方面所具有的相關(guān)性則不是很明顯，即表明微生物在有機物以及磷降解方面并非為主要因素。

4　結(jié)語

在人工濕地系統(tǒng)中，微生物同污染物去除效果間具有著十分密切的聯(lián)系。對于很多問題，依然需要進行進一步的研究，即在對微生物群落個進行研究的基礎(chǔ)上提升凈化效果。因此，深入研究人工濕地系統(tǒng)中微生物的群落特征，既能為人工濕地生態(tài)技術(shù)奠定了微生物學(xué)的理論基礎(chǔ)，同時對于合理調(diào)控微生物結(jié)構(gòu)，指導(dǎo)人工濕地的設(shè)計、運行和管理，提高人工濕地的凈化效果都具有重要意義。

［1］王青璐，彭明春，趙安娜，黃麗，劉韜，梁國軍，劉路明.人工濕地中影響微生物空間分布因素的探討［J］.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2009（02）：1-3.

［2］魏成，劉平.人工濕地污水凈化效率與根際微生物群落多樣性的相關(guān)性研究［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2008（06）：2401-2406.

［3］夏宏生，蔡明，向欣.人工濕地凈化作用與微生物相關(guān)性研究［J］.廣東水利水電，2008（03）：4-8.