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蓝藻藻华在全世界范围内爆发带来了一系列的环境污染问题,严重影响了人们的生活与饮水安全。而人工湿地(Constructed Wetlands,CWs)作为一种环境友好、经济高效的模拟自然净化污水原理建立的人工生态系统,在处理各种生活污水、工业废水等方面已得到普遍认可,而将其应用于处理并修复蓝藻污染水体也已被证实具有巨大潜力。湿地基质、湿地植物及湿地内微生物对湿地系统去除污染物的效果产生了重要影响,其中微生物发挥了重要作用。本研究通过对四种假单胞菌的溶藻特性进行研究,确定其溶藻特性及最佳投加初始菌密度。通过实时荧光定量PCR(Realtime Quantitative PCR,qPCR)检测功能菌丰度,酶联免疫法(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)检测微囊藻毒素LR(microcystin-R,MC-LR)浓度,并结合微囊藻藻细胞密度或叶绿素a浓度(Chlorophyll-a,Chl.a),水的物理化学指标,包括溶解氧(Dissolved-Oxygen,DO)、温度、氧化还原电位(Oxidation-Reduction Potential,ORP)等,对9种湿地基质和8种湿地植物进行筛选,最后将筛选出的基质和植物优化构建人工湿地,并设立相应的加菌处理组,用于修复蓝藻污染水体。其主要研究结果如下:(1)通过比较四株不同假单胞菌的溶藻潜力,发现Pseudomonas aeruginosa UCBPP 14(PA14)具有较好的溶藻及MC-LR去除效果,且作用较为稳定。通过密度梯度试验发现,PA14初始密度为5×10~7cells/m L时,微囊藻及MC-LR去除效果最佳,因此选取PA14作为本次研究的功能菌。(2)通过基质筛选实验发现,基质能够通过影响藻液pH来影响藻密度,如木屑(最低pH)、高炉矿渣(最高pH)一直维持较高且稳定的微囊藻去除率。实验结果表明,木屑、生物质碳和高炉矿渣处理组的微囊藻及MC-LR去除率相对较高且稳定:处理5天后,MC-LR去除率均可达72%以上;处理10天后,微囊藻及MC-LR去除率均可分别达80%和95%以上。处理5天时,沸石处理组体系功能菌丰度最高,为5.07×10~8 copies,说明在短期内沸石具有相对好的功能菌富集效果。而处理10天后,所有基质处理组功能菌丰度显著下降。经综合分析,可考虑将木屑、生物质炭、高炉矿渣作为修复蓝藻污染水体的基质材料。(3)通过植物筛选实验发现,湿地植物处理组pH普遍低于纯藻液对照组,湿地植物可促进对微囊藻和MC-LR的去除。整体而言,各植物组去除微囊藻的效果逐渐上升,处理3天达到最佳,对MC-LR的去除效果先上升再下降,在处理2天时达到相对较好的去除效果。从微囊藻去除率结果分析可知,香蒲、再力花和泽泻处理组的微囊藻去除率相对较好,最终均可达98%以上。经加菌处理,可提高泽泻组同时去除微囊藻及MC-LR的能力;芦苇加菌处理组功能菌丰度显著高于其他组,为2.33×10~9 copies,但对MC-LR的去除能力不及功能菌丰度相对较低的泽泻(10~7 copies水平),表明在植培体系中,功能菌分泌的抑藻活性物质积累可能是影响体系溶藻与降解MC-LR潜力的关键。经综合考量后,选取泽泻作为本次研究的湿地植物。(4)根据前期结果及以往研究,最终以沸石为主,木屑、生物质炭为辅助材料配制混合湿地基质,同时选取泽泻及黄菖蒲作为湿地植物分别优化建立人工湿地,来模拟处理自然蓝藻污染水体。实验结果表明,微囊藻去除率范围在-118.7%～77.7%之间,呈波动状态,未加菌黄菖蒲湿地组去除微囊藻效果随处理批次增加而逐渐下降。多次出水的微囊藻去除率均值为,泽泻湿地组最高,为43.1%;经加菌处理,黄菖蒲湿地组微囊藻去除率均值为从最低的-9.6%上升至39.8%,且该最低值与其他处理组具有显著性差异(P<0.05)。以上实验结果说明泽泻湿地去除微囊藻的效果好于黄菖蒲组;经加菌处理,可提高黄菖蒲湿地去除微囊藻的效果及稳定性。各湿地组对MC-LR的去除效果可随处理批次进水而逐渐上升,最终去除率均值在96.2%～99.3%范围内。表明优化后的人工湿地具有较好的MC-LR去除效果。结合基质功能菌丰度变化可知,泽泻湿地组功能菌丰度随着不断投加功能菌次数的增多而得到提高,最终上升至1.86×10~5 copies/g,而黄菖蒲组则保持在10~4 copies/g水平,表明泽泻湿地组相对于黄菖蒲组可能具有更大的功能菌富集潜力。综上所述,本研究优化后的黄菖蒲、泽泻人工湿地以外源功能菌(PA14)作为强化手段,可显著提高黄菖蒲湿地去除微囊藻的能力及稳定性;优化后的人工湿地对MC-LR的去除效果随着进水批次逐步稳定上升;泽泻湿地相对于黄菖蒲湿地可能具有更大的功能菌富集潜力。该研究结果为建立高效稳定及外源功能菌强化的人工湿地去除蓝藻污染水体的继续深入研究提供了实践经验与科研素材。