灌溉条件下大肠杆菌在非饱和带中的迁移特征研究

来源 :河南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:scyscy2001
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非饱和带是连接大气降水、地表水和地下水的纽带,被认为是影响污染物运移的关键带。污水中的微生物可以在灌溉条件下通过非饱和带进行迁移,继而污染地下水。论文选择石家庄栾城污水灌溉区为研究区,典型病原细菌-大肠杆菌为研究对象,采用野外调查、采样分析和室内土柱模拟实验等方法,对灌溉条件下非饱和带中大肠杆菌的迁移特征进行了研究。主要取得以下结论:(1)阐明了污灌区非饱和带中大肠杆菌的垂向分布特征,其数量随深度加深有逐渐减小的趋势,影响这种分布的重要因素是土壤pH、有机质含量、脲酶活性和磷酸酶活性。(2)大肠杆菌在非饱和带中的静态吸附行为可用Freundlich模型来表达,其拟合系数为0.9848,吸附参数lgkf和1/n分别为0.5346和0.8979。(3)氯离子与大肠杆菌的穿透曲线(BTC)对比分析表明大肠杆菌在土柱中发生的生物地球化学过程与惰性阴离子存在显著的差异,并且吸附和过滤作用延迟了大肠杆菌在土柱中的穿透时间。(4)明晰了大肠杆菌在土柱中的迁移过程:在不同土壤结构条件下,与原状土柱相比,填充土柱淋滤液中大肠杆菌BTC的峰值出现时间是相对最晚的(1.95 V/V0),该土柱中大肠杆菌的滞留量是相对最大的(2.62×1013 cfu);在不同孔隙条件下,添加蚯蚓土柱淋滤液中大肠杆菌BTC的峰值出现时间是相对最早的(1.05 V/V0),该土柱中大肠杆菌的滞留量是相对最小的(2.09×1013 cfu);在不同初始含水量条件下,含水量为60%土柱淋滤液中大肠杆菌BTC的峰值出现时间是相对最晚的(2.00 V/V0),该土柱中大肠杆菌的滞留量是相对最大的(2.40×1013 cfu);在不同灌溉强度条件下,流量为4 mL/min土柱淋滤液中大肠杆菌BTC的峰值出现时间是相对最早的(1.30 V/V0),该土柱中大肠杆菌的滞留量是相对最小的(2.11×1013 cfu)。表明土壤结构、孔隙类型、初始含水量和灌溉强度是影响大肠杆菌在土柱中迁移的重要因素。(5)土柱表层(0-4cm)对大肠杆菌的滞留作用最为显著,该层集聚的大肠杆菌数量占整个土柱中的比例达54.52%-86.03%。(6)厘清了非饱和带大肠杆菌迁移过程中的分布特征,穿透土柱的大肠杆菌占比为0.003%-0.014%,滞留于土柱中的大肠杆菌占比为71.40%-90.43%,此外,还有占比达9.57%-28.58%的大肠杆菌未被稀释平板法检测出来。表明大肠杆菌在土柱中迁移时,水流的携带能力较弱,而吸附和过滤作用较强;由于营养物质的缺乏等因素造成的菌死亡也是影响大肠杆菌迁移的因素之一。图15幅,表11个,参考文献89篇。
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