植生混凝土对滨海滩涂沉积物氮磷去除的研究

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随着高氮磷含量的污染物不断向滨海滩涂沉积物输入,引起滩涂富营养化,因此,利用生态修复方式去除滩涂沉积物氮磷成为了生态环境研究的热点。目前,已有研究利用植生混凝土去除水中氮磷的报道。为了进一步研究植生混凝土对滨海滩涂沉积物氮磷的去除,本论文考察了不同骨料材质、骨料粒径和植物种类对植生混凝土去除滨海滩涂沉积物氮磷的影响,以及氮磷去除过程中微生物群落的变化规律。主要结果如下:考察了不同骨料材质(碎石、卵石和沸石)和骨料粒径(0.5-1、1-2和2-3cm)对植生混凝土去除滨海滩涂沉积物氮磷的影响。结果表明,骨料粒径对植生混凝土去除沉积物总氮和总磷的影响无明显规律。对于不同骨料材质,碎石植生混凝土对总氮的去除率最高(12.9%),其次为沸石和卵石;沸石植生混凝土对总磷的去除率最高(9.4%),其次为碎石和卵石。骨料粒径和骨料材质对植生混凝土去除沉积物总有机碳、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和无机磷的影响无明显规律。总体而言,相较于卵石,碎石和沸石植生混凝土对氮磷尤其是对总氮和总磷的去除效果更好,但沸石植生混凝土的抗压强度低,其应用性低于碎石。考察了种植不同植物(木榄、碱蓬和白茅)的植生混凝土对沉积物氮磷的去除。结果表明,种植木榄的碎石植生混凝土对沉积物总氮、总磷和总有机碳的去除率最高,分别为11.5%、30.3%和10.3%。我们还发现,与仅种植植物的对照相比,添加了植生混凝土的处理对营养盐的去除率明显提高。考察了植生混凝土对福建五个海湾(三都澳、罗源湾、福清湾、深沪湾、围头湾)滩涂沉积物氮磷的去除效果。结果表明,滩涂沉积物富营养化程度越高,植生混凝土对沉积物中总氮、总磷、总有机碳和无机磷的去除效果越好。植生混凝土对五个地点沉积物中硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的去除无明显规律。考察了植生混凝土在去除沉积物氮磷过程中微生物群落的变化。结果表明,相较于对照组,处理组沉积物微生物群落组成随沉积物氮磷下降发生了明显变化,且处理组沉积物中和混凝土表面的微生物群落组成也有明显差异。28天后处理组混凝土表面的与反硝化相关的Sulfurovum属细菌相对丰度增长了255.9%,增长量高于处理组沉积物和对照组沉积物。我们还发现与对照组相比,28天后处理组沉积物中和混凝土表面微生物16S r RNA基因拷贝数明显增加,且处理组混凝土表面微生物16S r RNA基因拷贝数增加量大于处理组沉积物。
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