【摘 要】
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人工湿地是一种绿色环保型污水处理系统,其可用于污水处理厂输出尾水的深层次净化和处理。污水处理厂尾水输出量大,并且氮磷污染物浓度依旧较高,对人工湿地系统造成了污染,所以需要对人工湿地中氮磷污染物的分布特征及时空变化规律开展系统研究。本研究以利用胜科污水厂尾水为进水的中国天津临港组合人工湿地为研究对象,探究了氮磷污染物在不同功能单元和不同季节的时空变化特征,同时在原有只考虑微生物作用的转化模型基础上,
【基金项目】
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国家科技重大专项子课题（2017ZX07107-004-005）；
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人工湿地是一种绿色环保型污水处理系统,其可用于污水处理厂输出尾水的深层次净化和处理。污水处理厂尾水输出量大,并且氮磷污染物浓度依旧较高,对人工湿地系统造成了污染,所以需要对人工湿地中氮磷污染物的分布特征及时空变化规律开展系统研究。本研究以利用胜科污水厂尾水为进水的中国天津临港组合人工湿地为研究对象,探究了氮磷污染物在不同功能单元和不同季节的时空变化特征,同时在原有只考虑微生物作用的转化模型基础上,构建了兼顾植物、基质和沉积物因素、可更好描述氮磷污染物在湿地系统中迁移转化过程的新模型。借助新模型,揭示了该湿地氮磷污染物的迁移转化规律,并分别采用单因子污染指数法和内梅罗污染指数法对该人工湿地水体污染状况进行了评估。研究结果如下:（1）湿地水体TN浓度为0.657-5.576 mg/L,其中NO3--N（0.095-3.920 mg/L）浓度相对较高,占TN的49.2%;沿水流方向,TN、NO3--N和NO2--N的分布趋势基本一致,从入水口至景观湖呈逐渐降低趋势;NH4+-N的浓度范围为0.054-0.885 mg/L,其在湿地中分布相对复杂。p H和EC分别对NH4+-N和NO3--N的分布特征具有较大的影响作用。NO2--N浓度范围为0.001-0.054 mg/L,整体处于较低浓度水平。（2）氮磷污染物时空分布结果表明,湿地水体中TN和NO3--N的时空分布趋势一致。人工湿地中最主要的氮形态为NO3--N,占TN的59.4%。雨水径流使6月份的NH4+-N和NO2--N浓度明显升高。1-6月临港人工湿地各区域的NO2--N（0.001-0.002mg/L）和TP（0.044-0.072 mg/L）均处于较低的浓度水平。（3）本研究以传统的只考虑微生物作用的转化模型为基础,创建了耦合植物吸收、基质吸附和沉积物因素的氮磷污染物迁移转化模型,通过比较平均相对偏差发现,1-4月份NH4+-N的RD值小于20%,NO3--N在1、2、3和5月的RD值小于20%,TP在1-6月份的RD值均小于20%,因此该模型拟合结果较好,可以准确预测描述临港人工湿地氮磷污染物的迁移转化规律。同时,氮磷污染物迁移转化模型模拟结果表明,氮磷污染物浓度变化趋势受时间影响较为明显,这与实测结果一致。（4）根据单因子污染指数法,湿地水体TN超标（Pi＞1）,调节塘TN污染最为严重,调节塘区域可作为TN优控区。主成分分析表明,TN、NO3--N和DO是影响临港人工湿地水质的重要因素。利用模拟的氮磷污染物值计算的内梅罗污染指数（PI）方法表明,该人工湿地水体总体上处于中度污染状态,潜流湿地是临港人工湿地系统去除氮磷污染物的主要功能单元。
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