999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

人工濕地中生物修復污水的應用與研究進展

2019-01-19 06:17:39劉冉蘭汝佳趙海燕
江蘇農業科學 2019年22期
關鍵詞:研究進展

劉冉 蘭汝佳 趙海燕

摘要:隨著城市化進程及工農業的發展,水土環境污染問題不斷加劇。人工濕地的構建是一種高效、可持續的面源污染協同修復途徑,人工濕地主要利用植物和微生物聯合機制對水污染的環境進行修復,成本低、能耗少、管理運營方便且環境友好,是一種大有潛力的污水修復技術。本文闡述了人工濕地中各個組成的作用和機制,并對未來人工濕地中生物修復需要開展的研究作了分析和展望。

關鍵詞:人工濕地;面源污染;富營養化;生物修復;研究進展

中圖分類號: X71;X171.4 ?文獻標志碼: A ?文章編號:1002-1302(2019)22-0030-07

近20余年來,隨著城市化進程深入和工農業的迅猛發展,我國水土環境污染問題不斷加劇,并威脅以農-林-水為要素的復合生態系統的生態安全,在長三角地區尤為突出[1]。歸納起來,主要問題表現為以下3個方面:(1)水土環境中重金屬、有機污染嚴重,土壤質量下降,影響農業生產;(2)農業面源污染形勢嚴峻,對區域水土環境產生威脅;(3)水土環境惡化及不合理開發導致生物棲息地喪失,生物多樣性下降。

面源污染形勢日益嚴峻,對區域水土環境產生威脅。我國農業源的化學需氧量(chemical oxygen demand,COD)、全氮(total nitrogen,TN)和全磷(total phosphorus,TP)排放量已經超過生活源和工業源,成為我國主要污染源[2]。目前,我國農業污染面臨局部改善、整體加劇、環境約束加深的態勢,如何保證在農業可持續發展和糧食穩產高產的條件下防治農業面源污染,是我國當前面臨的不得不解決的難題。農業生產中農藥、化肥、地膜等的不合理或過量使用,是面源污染的主要來源之一[3];畜禽養殖業中畜禽糞便若不經任何無害化處理就直接排放,不僅污染養殖場周圍環境,導致大氣污染,更是我國江河湖泊等水體富營養化的主要污染源[4]。水產養殖密度的不斷加大,導致養殖環境惡化加劇,養殖病害增多,使得大面積死魚等現象頻頻發生;抗生素的濫用影響水產品品質及水體質量,導致養殖水體污染加劇,TN、TP等營養素增多,影響養殖業的同時又會污染周邊水域,這些問題嚴重限制了養殖業的可持續發展[5-6]。生活垃圾及工業三廢(廢水、廢氣、廢渣)的排放也加劇了面源污染,并進入食物鏈,危害人類身體健康、生活質量和生命安全。在自然降水或農田灌溉中,污染物容易進入附近水體,導致農業面源污染問題日益嚴峻和突出。

面源污染中主要污染物是N、P等,實現N、P的循環利用,不僅可以減少環境污染,也可補充農作物生產所需養分,實現污染生態治理與養分高效利用的雙贏,對我國這樣一個資源短缺國家的發展是非常重要的。因此,從發展趨勢來看,在單項技術突破的基礎上,對面源污染實行系統控制,實施污染源頭減量(reduce)-前置阻斷(retain)-循環利用(reuse)-生態修復(restore)的4R技術體系,可實現對全類型、全過程、全流域(區域)的控制,是我國農業面源污染治理的重要發展方向。為此,人工濕地應運而生。

1 人工濕地及其應用概述

1.1 人工濕地概況

人工濕地(constructed wetlands)是模擬自然濕地機制的人工生態工程化的地面,可利用物理、化學和生物的協同作用對污水開展凈化,效果穩定,且具有投資小、能耗低、節水、供肥、運行管理方便等優點。人工濕地對天然濕地在功能方面進行了強化,并對天然濕地進行了一些補充及恢復建設,可以明顯增強污水凈化能力[7-9],其主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用對污水等進行處理;其作用機制主要包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、養分吸收及各類動物的作用,以此來去除流經污水中的懸浮物、有機物、病原體、營養素和重金屬等。按結構特點可分為表面流人工濕地(surface flow constructed wetland,FWS)、潛流人工濕地(subsurface-flow constructed wetland,SSF)和混合流人工濕地(hybrid flow constructed wetland,HFS)[7],其中SSF又包括水平潛流人工濕地(horizontal subsurface flow wetland,HSSF)(圖1)[8]和垂直潛流人工濕地(vertical-flow constructed wetland,VSSF)[9]。在處理各種污水的過程中多種類型的濕地可以單獨使用,也可以結合使用,合理結合不同類型的濕地構建循環水系統可以使系統具有更好的穩定性和凈水效果。

1.2 人工濕地處理污水現狀與研究

人工濕地系統的研究與應用在很多發達國家起步較早,已取得顯著成效,但在發展中國家應用很少,技術發展也很緩慢。在很多發展中國家,污水廢水處理的基礎設施十分落后甚至沒有建設,這造成大量廢水被直接排入江河湖海,浪費了大量可循環使用的水資源,同時對河流湖泊和海洋都造成了極大的污染。人工濕地廢水處理系統是一種污水凈化再循環使用的工程設施,包括生物、化學、物理等多個處理模塊[7-9]。近年來,隨著人們對生態環境的重視,人工濕地廢水處理系統以其低成本、可持續、再循環的優勢,作為新興的戰略措施正在發展中國家興起[10]。

人工濕地已被成功用于減輕環境污染,如去除廢水中種類繁多的污染物,包括有機物、懸浮物、病原體、重金屬和養分等,其去除效率高、成本低、操作簡單,能夠對養分和水分進行再利用,成為越來越受歡迎的污水處理技術[11]。Gill等依托高速公路構建人工濕地,9年中對污水中鎘(Cd)、銅(Cu)、鉛(Pb)和鋅(Zn)的去除率分別達到5%、60%、31%和86%[12]。Yang等利用人工濕地系統凈化農業徑流,減少富營養化農業徑流流入河流湖泊對其造成的污染[13];Bezbaruah等利用人工濕地對污水進行脫硫脫氮,比利用生物硝化反硝化進行脫硫脫氮更節約成本[14];Chen等利用人工濕地工程處理工業廢水,對COD、懸浮物(suspended solids,SS)、總磷、銨態氮(NH4+-N)去除率分別可以達到61%、81%、56%、35%[15];而Zhai等利用混合人工濕地對COD、SS、TP和NH4+的去除率可以分別達到84%、95%、72%和68%[16];Nahlik等研究了5個熱帶地區由水生植物構建的濕地,比較其處理污水中有機物和營養素的效力,分別對乳牛場、乳品加工場、造紙廠、垃圾填埋地的污水進行處理,結果發現,5個濕地系統中有4個能夠在排入河流之前有效降低廢水中的營養素水平[17]。

2 人工濕地處理污水的生物機制

污水的生物修復技術多種多樣,河川湖泊池塘本身就具有一定的自凈作用,一些N、P營養鹽在水生生物世代更替中會隨著死亡個體形成有機碎屑沉降在底泥中,另外一些被轉化為水生動物的有機組成部分,在營養鹽沉積作用中顯示出一定的自凈效果。植物修復指利用植物轉移、容納或轉化污染物,消除或降低污染強度,達到修復環境的目的[18]。水環境植物修復中的植物包括沉水植物、挺水植物等,植物在生長過程中通過一系列生理生態過程,如植株增高、根系伸長、生物量積累等對污水、廢水中的營養物質進行積累富集,植物根系也會吸收、沉淀水中的污染物,從而達到修復目的。另一種有效的生物修復手段則是微生物修復,微生物修復是目前污染環境生物修復的主要形式,微生物或提取物對環境污染物具有吸收、轉化、降解等功能,可以對養殖污水中的營養素和重金屬等污染物質進行轉化或降解,且可以抑制有害微生物的生長或繁殖,從而降低養殖塘中魚類的病害發生概率[5]。另外還可依賴養殖魚類自身的生長能力進行水質改良,如通過放養一定密度的鰱魚、鳙魚等濾食性食藻魚類,減少水體中的浮游植物,或者使水體浮游植物向小型化發展等[19]。

2.1 人工濕地中植物的作用

濕地植物泛指生長在過度潮濕環境中的植物,其生長易受到介質、氣候等條件的影響,吸收污染物的能力也隨生長與生理活動狀態的變化而變化,因而在不同條件下其污水凈化效果也不一樣。人工濕地選擇的植物必須要適應當地的土壤和氣候條件。因各種濕地植物對不同污染物的去除效果各有差異,所以多種植物組合使用,將更有利于各種污染物的全面清除,從而提高濕地系統的污水凈化能力。目前人工濕地植物研究的重點已從鳳眼蓮(即水葫蘆)轉移到蘆葦和香蒲上,蘆葦和香蒲既是我國北方與南方的常見物種,也是國際公認的最佳濕地植物,在人工濕地中得到越來越廣泛的應用[20-21]。陳永華等在綜合應用原有各種濕地植物篩選與評價指標的基礎上,增加植物逆境酶和基質酶評價指標進行聚類分析和綜合評價,把17種植物分為3類,第1類為具有較強凈化能力的植物,即蘆葦、千屈菜、美人蕉、風車草、水蔥、再力花和花葉美人蕉等;第2類為具有中等凈化能力的植物,即菖蒲、蘆竹、香蒲和梭魚草等;第3類為具有較弱凈化能力的植物,即鳶尾、野芋、燈心草、蔥蘭、澤瀉和花菖蒲等[22]。

植物是人工濕地的基本組成部分,可利用大型植物或根莖類植物等去除污染物,如富集、轉移、穩定或轉化在土壤、沉積物和水中的污染物,去除方式包括其根系對污染物的吸收、過濾、蒸發(植物揮發)和微生物降解[23],從而達到徹底去除污染物的目的[24-26]。植物修復是一種綠色環保、低成本、節能節約的污水處理技術。植物修復有多種類型,對不同的污染物有不同的作用機制,如植物提取,即植物從土壤、水和沉積物中吸收和積累富集氮、磷、金屬、有毒元素等;植物降解,即利用植物降解轉化土壤、水和沉積物中的有機污染物;植物穩定化,即利用超累積植物或耐重金屬植物降低重金屬的活性,通過植物吸附和植物根際作用降低重金屬生物有效性,從而阻止重金屬進入水體和食物鏈[27]。

植物修復技術的優點是可以原位處理污染土壤、沉積物、地下水、地表水和外部大氣,在人工濕地中利用植物處理污水具有明顯的效果,歐洲一些國家應用該系統處理包括工業廢水在內的多種類型污水,都有顯著的效果[28]。例如在人工濕地系統中利用大藻屬和浮萍屬等漂浮型大型植物對乳品廠廢水中的懸浮物進行處理,總懸浮物去除的平均總體效率為86%,浮萍系統還可以在TN含量為73%~97%或TP含量為63%~99%的廢水中去除50%~60%的TN和TP[29]。Krishna等的研究顯示,廢水處理系統在最佳的調控和環境條件下,COD、生化需氧量(BOD5)、銨態氮、TN、總懸浮固體(TSS)的移除效率分別高達84%、88%、68%、58%、87%[30]。Upadhyay等在砂礫基質上種植寬葉香蒲(Typha latifolia)和水蓼(Polygonum hydropiper),構建人工濕地,結果發現,寬葉香蒲的BOD5、溶解性總固體(TDS)、TSS、PO4-P、TN去除率分別達到88%、60%、70%、72%、65%,而水蓼對這些物質的去除率分別達到79%、50%、53%、60%、53%,2種植物的種植均可有效降低廢水pH值和電導率(Cond)(圖2);另外,寬葉香蒲和水蓼都可以吸附金屬元素,尤其是它們的根系,寬葉香蒲根富集的Zn、Cu、Pb、Cr含量分別高達40.44、39.24、3778、19.95 μg/g,而水蓼根對它們的富集含量分別為1785、33.43、36.19、9.67 μg/g;而且,植株的重金屬轉運系數比較高,因此,人工濕地在有效去除污染物的同時,還兼顧了環境友好和低成本運作[8]。Sharain-Liew等利用狹葉香蒲(Typha angustifolia)這種熱帶地區的水生植物,從合成廢水中移除Pb2+,最大吸附量達到8 h之內吸附86%的Pb2+,葉片中的Pb濃度達到25 mg/L[31]。

人工濕地中的植物還可以修復污水中的重金屬和石油等污染物,植物可以直接從根系釋放一些酶, 例如硝基還原酶、過氧化物酶和漆酶(對苯二酚氧化酶)等,分解轉化污水中有機污染物等[32]。Oosten等的研究表明,許多鹽生植物能夠耐受并積累吸收高濃度的有毒重金屬離子[33],由于鹽生植物可以在多種不利環境中生存,因此利用它對重金屬進行植物固定和萃取、提取方面有極大的潛力[34],這給一些鹽度較高地區構建人工濕地提供了依據;Laffont-Schwob等利用輪藻修復污水中的重金屬,對Cu、Zn、Cd和Pb等都有一定的去除作用[35];Khellaf等的研究顯示,浮萍可以從污水中成功移除61%~71%的Zn,可以在處理開始的2 d內迅速去除水中高達60%的Zn2+和Cu2+,但在接下來的8 d中去除速率下降10%~20%[36];由于重金屬的生物毒性,浮萍植物對重金屬的去除修復有其局限性,Hou等指出,浮萍對Cd2+和Cu2+的耐受限度分別是0.5 mg/L和10 mg/L,可見對該修復植物來說,Cd2+比Cu2+有更高的毒性,從而影響其修復效果[37]。Boonsaner等的研究則證明了美人蕉等濕地植物對石油烴類的富集效果,美人蕉在21 d內移除了根區土壤中80%的苯類物質(包括苯、甲苯、乙苯和二甲苯)[38];熱帶觀賞灌木暹羅草在該方面也顯示了極高的去除能力,促進了原油和重金屬污染土壤中污染物的分離,從被石油和重金屬污染的土壤中去除了高達80%的原油污染[39]。

植物在濕地系統中為微生物的生存和繁殖提供基礎環境,且能夠促進土壤微生物的活動。研究顯示,植物根細胞可以分泌凝膠狀的黏膠,它是一種通過根系滲透到土壤中的潤滑劑,可以幫助根際微生物溶解不溶性營養物質和回收有機營養元素[40-41],植物的光合作用產物可以通過植物根系體液滲出,如土壤糖類、有機酸和芳香化合物,富含供應微生物生長的碳和能源[42],這些滲出液可以刺激微生物趨化現象和反應能動性,進而增強微生物降解有機污染物的能力[43-44]。此外,濕地植物還有減少水分損耗等的作用,有研究顯示,有浮萍覆蓋的區域相比其他開放的廢水處理系統能夠少蒸發20%的水分,從而減少該系統在一些干旱區域的水分耗損[45-46]。

總之,在人工濕地中,植物可以直接吸收污水中的營養物質和元素,吸附、富集有毒有害物質,其根系還會形成適宜微生物生長繁殖的根際區域,為一些能夠利用、轉化污水中污染物和有毒有害物質的微生物提供良好的生存環境,另外還可以通過根系供氧等調節水質。此外,一些濕地植物具有一定的觀賞性,綠色植物的存在也可以增加養殖大生態系統中的氧氣含量和環境適宜性。

2.2 人工濕地中根際微生物的作用

在生物修復中,單一的生物類型很難應付污水中種類繁多的污染物,植物修復能夠達到可觀的修復效果,在很大程度上是由于植物根系的微生物作用,一些固氮細菌可以合成和釋放抗生素和植物生長物質[47-48],在修復過程中,微生物是不容忽視的重要部分。人工濕地系統中的微生物包括好氧和厭氧微生物,它們可以轉化水中污染物,甚至可以使有機物完全礦化。Teamkao等用化學沉淀的方法凈化文具廠的廢水,結果發現,依然存在著大量的二甘醇和COD,進一步用微生物修復和植物修復2種方法處理發現,微生物修復在清除二甘醇時具有比植物修復更強的功效,但是在清除COD時不如植物修復;研究還發現,構建“土壤-植物”這樣的人工濕地在 8 d 內可以全部清除二甘醇,在14 d內可以把COD降低到 110 mg/L,如果在濕地中添加微生物,全部去除二甘醇只要 5 d,在處理11 d時就可以把COD降低到110 mg/L[49]。利用微生物技術對污水中多種污染物進行清理是一種已經被廣泛使用并且效益顯著、可持續發展的戰略[50]。在生物廢水處理系統中,大部分微生物以微生物聚集的形式存在,如污泥絮體、生物膜和顆粒狀等[51]。在濕地污泥中,利用多種光能自養菌和異養微生物組成微生物聚合體,經過同化、吸附和生物降解,可從復雜廢水中去除多種污染物[52]。

一些微生物可以廣泛利用多種形式的氮化合物,包括無機化合物NH4+-N和硝態氮(NO3--N)以及氨基酸、多肽等有機物,可通過生物降解對污染物中的有機物進行轉化[53]。還有一些功能微生物可產生胞外聚合物,它是微生物分泌的一種復雜的高分子聚合物,可以吸附廢水中的有機物,具有細胞溶菌作用,且具有吸附、可生物降解等性能[51]。Ko等利用可產脂肪酶的細菌、真菌或放線菌來分解轉化污水中的脂肪等污染物[54]。Chandra等以蘆葦為主要濕地植物,利用其根際細菌群落對酒廠廢水進行凈化修復,結果顯示,其BOD和COD的數值分別減少了95%和96%[55]。采用化學沉淀、離子交換、特殊材質的膜處理等傳統方法清理水體中重金屬,成本昂貴、操作復雜,且當重金屬在水中的濃度低于100 mg/L時,這些傳統方法是無效的,但一些微生物卻可以對污水中的重金屬污染起到很好的修復效果[56]。一些研究利用植物或微生物對重金屬進行吸收或分解轉化[57-58],微生物和植物有吸附金屬的潛力,或者根據不同金屬來合成特定蛋白,從而對污染物進行吸附[59-60]。Fosso-Kankeu等利用植物和微生物吸附土壤中的重金屬,對富集了Pb、Cr等重金屬的農業副產品進行加工利用,對重金屬進行永久性分離,其中起重要作用的是金屬結合蛋白[61]。Beveridge等的研究則將微生物的吸附能力歸因于其細胞壁上高含量的潛在化學吸附劑磷壁酸[62]。Tunali等的研究證明,芽孢桿菌屬和假單胞菌屬的細菌對鈷離子(Co2+)、鎳離子(Ni2+)、Zn2+、Pb2+等金屬表現出很高的吸附能力[63]。一些微生物可以修復污水中的石油類污染物,Boulton等早就發現,微生物可以調控加氧酶系統氧化脂肪族和芳香烴類污染物,產生相應的醇類,達到石油污染物的無害化處理[64];而Kamath等利用異養微生物將有機污染物代謝為CO2和水,利用植物的解毒機制將化學物質轉化為無植物毒性的代謝物[65]。Al-Baldawi等構建“植物[碩大藨草(Scirpus grossus)]-基質(砂礫)”人工潛流濕地,在濕地不添加根際細菌和添加根際細菌2種條件下,水體中石油烴污染物(TPH)分別被去除72%和84%,在砂礫中TPH分別被去除59%和77%,結果(圖3)顯示,根際細菌可以通過明顯緩解碩大藨草的石油脅迫,促進植株生長,提高環境中污染物的去除效果[66]。

2.3 人工濕地系統中動物的作用

人工濕地污水處理系統并不是依靠單一機制作用的,而是多種機制協同作用。除了植物微生物之外,還包括水生動物。如在大菱鲆養殖體系中,投放濾食性水生動物海綿(Hymeniacidon perlevis)可使得水體得到凈化[67]。濾食性動物和腐食性動物近年來越來越得到人們的重視,這些動物利用它們的攝食習性可以有效降低養殖對水體環境造成的負面影響。張喜勤等進行的池內和現場試驗表明, 草食性水溞能去除富營養化湖水中的TN、TP、COD、BOD等污染物,從而使水質得到凈化[68]。因此,選擇一種較好的水體修復浮游動物,可為養殖環境修復開辟一條新途徑。項黎新等報道,三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)對污染水的Cr、Pb和Cd具有很大的凈化作用,經12 d凈化處理,3種污染水體的Cr、Pb、Cd含量分別下降83%、78%、72%[69]。徐永健等的研究表明,在養殖水體中投放底棲動物雙齒圍沙蠶,對系統底部氮、磷污染物的去除效果顯著,相比于單養魚處理沉積物中TN、TP含量分別降低了9.59%~10.47%、7.11%~8.18%;此外,沙蠶不同的放養密度對于系統沉積物的修復效果及養殖效益具有顯著影響,22.5 kg/hm2的放養密度既可有效修復系統的沉積物環境,又能促進養殖效益的提升,使魚體產量上升156%[70]。

3 結束語

濕地被譽為“地球之腎”是實至名歸的,因其在蓄水、調節河川徑流、補給地下水和維持區域水平衡中發揮著重要作用,而且其生態系統中生物多樣性高,動植物資源豐富,能有效控制沉積物、有毒物和營養素等污染物,是人與自然和諧共存不可或缺的部分。在水資源緊缺、污染和浪費嚴重的今天,人工濕地污水處理系統以其環保、節能、可持續、低成本等優勢,若加以合理規劃和推廣,將可以成為今后主要的污水處理凈化系統,它自成體系,操作和管理簡單,不需要大量人力,建設起來后能可持續運行,而且對于區域內空氣、水體都有很好的凈化修復作用,隨著研究的增多和技術的完善推廣,人工濕地將成為今后涵養水源、防治旱澇、修復污染的重要設施,成為綠色環保可持續發展的一大助力。為了更好地發揮人工濕地的凈化與生態功能,未來人工濕地中生物修復須要考慮從以下幾方面開展研究。

(1)人工濕地的作用與植物和基質的選擇有著緊密的關系。合理選擇濕地植物及基質依舊是人工濕地設計的關鍵,因此,應對這方面進行更加深入的研究。如通過研究不同植物種群配置對人工濕地凈化能力的影響以及濕地中植物與微生物、基質的協作作用,構建一個完整合適的人工濕地植物生態系統,發揮喬灌木結合及暖、冷季植物套種的優勢。另外,還應對植物根際的化學和生物學特性進行研究,探索人工濕地植物根系對污水的適應性,分析其與氮磷、重金屬等污染物的關系。合理配置植物以優化微生物群落結構和功能。此外,在機理研究方面,建議采用先進的分子生物學和基因技術等手段確定微生物的空間位置和群落組成,評價微生物對不同影響因素的響應,進一步探索植物-微生物聯合脫氮除磷的機制。

(2)研究濕地植物的生態效益、生態安全性和收割后的資源化利用。對現有的人工濕地污染物去除效果、生態價值等進行分析后,探討出一套完整、系統、科學的評價體系,對現有的人工濕地植物進行客觀、科學的生態評價,使得人工濕地的環境、經濟、景觀等生態服務功能得到合理使用。另外,濕地植物均具有一定的生態適應性,通常具有很高的整體應用價值,但有些因素會限制它們的應用范圍,例如鳳眼蓮在一些地區可能會造成生物入侵,紫萍、浮萍等生長不易控制,亦會形成生物入侵。濕地植物收割后的資源化利用也頗為重要。例如將濕地植物收割后加工成生物炭,既可以作為濕地填料提高對污水的凈化效果,也可以作為土壤改良劑施入農田;或者將濕地植物替換成具有經濟效益的水生植物(如水稻、觀賞植物等),通過收割,既可以去除濕地系統中積累的營養物質,又可以獲得經濟效益。

(3)研究濕地植物的繁殖生長行為,加強植物在污水中的抗逆性研究,尤其要結合越冬期的寒冷、春季的復蘇、夏季的高溫等環境因素,以便于選擇植物能夠更好地適應人工濕地環境,并維持濕地的高效率去污能力。

(4)加強人工濕地生物修復養殖廢水中抗生素效果及其動態的研究。以前的研究主要側重于富營養化和重金屬的去除等方面,對抗生素生物修復研究觸及很少。而抗生素和重金屬等均廣泛存在于畜禽養殖業的廢水中。這些抗生素進入水體不僅對水生動植物的生長發育造成影響,還會誘導環境微生物產生抗生素抗性基因,對公共衛生安全造成潛在威脅。仍須要進一步篩選富集能力強的濕地植物,深入研究濕地植物固定、吸收和轉運抗生素、重金屬的機制,并采用基因工程和分子生物學技術,增強濕地植物去除抗生素和重金屬的功能。

(5)除了陸上不確定的污廢水排放入海之外,船舶污水、石油開采廢水和海水養殖廢水是主要的海水污染源。這些典型污染源廢水的處理還處于研究階段,至今沒有固定的普遍適應任何水質的技術。通過構建耐鹽植物聯合根際微生物,建立近海灘涂人工濕地,處理含鹽污水,為海洋環境可持續發展提供新的思路與方向。

參考文獻:

[1]Wu Y H,Liu J Z,Shen R F,et al. Mitigation of nonpoint source pollution in rural areas:from control to synergies of multi ecosystem services[J]. Science of the Total Environment,2017,607:1376-1380.

[2]劉國鋒,徐 跑,吳 霆,等. 中國水產養殖環境氮磷污染現狀及未來發展思路[J]. 江蘇農業學報,2018,34(1):225-233.

[3]王瓊瑤,李 森,周 玲,等. 豬糞-秸稈還田對土壤、作物重金屬銅鋅積累及環境容量影響研究[J]. 農業環境科學學報,2016,35(9):1764-1772.

[4]Wu M,Tang X Q,Li Q Y,et al. Review of ecological engineering solutions for rural non-point source water pollution control in Hubei province,China[J]. Water Air and Soil Pollution,2013,224(5):1561.

[5]Sun H C,Liu S,Hu X J,et al. Occurrence and temporal variation of antibiotic resistance genes (args) in shrimp aquaculture:args dissemination from farming source to reared organisms[J]. Science of the Total Environment,2017,607:357-366.

[6]Lin G R,Sun F L,Wang C Z,et al. Assessment of the effect of Enteromorpha prolifera on bacterial community structures in aquaculture environment[J]. PLoS One,2017,12(7):e0179792.

[7]劉 冉,甘淳丹,趙海燕,等. 四種大型濕地植物對水產養殖廢水中礦質元素和重金屬富集特征的影響[J]. 南京農業大學學報,2017,40(5):859-866.

[8]Upadhyay A K,Singh N K,Bankoti N S,et al. Designing and construction of simulated constructed wetland for treatment of sewage containing metals[J]. Environmental Technology,2017,38(21):2691-2699.

[9]Rehman F,Pervez A,Khattak B N,et al. Constructed wetlands:perspectives of the oxygen released in the rhizosphere of macrophytes[J]. Clean-Soil Air Water,2017,45(1):1600054.

[10]McAndrew B,Ahn C. Developing an ecosystem model of a floating wetland for water quality improvement on a stormwater pond[J]. Journal of Environmental Management,2017,202:198-207.

[11]Gikas P,Ranieri E,Tchobanoglous G. Removal of iron,chromium and lead from waste water by horizontal subsurface flow constructed wetlands[J]. Journal of Chemical Technology and Biotechnology,2013,88(10):1906-1912.

[12]Gill L W,Ring P,Casey B,et al. Long term heavy metal removal by a constructed wetland treating rainfall runoff from a motorway[J]. Science of the Total Environment,2017,601:32-44.

[13]Yang Z F,Zheng S K,Chen J J,et al. Purification of nitrate-rich agricultural runoff by a hydroponic system[J]. Bioresource Technology,2008,99:8049-8053.

[14]Bezbaruah A N,Zhang T C. Performance of a constructed wetland with a sulfur/limestone denitrification section for wastewater nitrogen removal[J]. Environmental Science and Technology,2003,37:1690-1697.

[15]Chen T Y,Kao C M,Yeh T Y,et al. Application of a constructed wetland for industrial wastewater treatment:a pilot-scale study[J]. Chemosphere,2006,64:497-502.

[16]Zhai J,Xiao H W,Kujawa-Roeleveld K,et al. Experimental study of a novel hybrid constructed wetland for water reuse and its application in Southern China[J]. Water Science and Technology,2011,64(11):2177-2184.

[17]Nahlik A M,Mitsch W J. Tropical treatment wetlands dominated by free-floating macrophytes for water quality improvement in Costa Rica[J]. Ecological Engineering,2006,28(3):246-257.

[18]Ojoawo S O,Udayakumar G,Naik P. Phytoremediation of phosphorus and nitrogen with canna×generalis reeds in domestic wastewater through nmamit constructed wetland[J]. Aquatic Procedia,2015(4):349-356.

[19]Ninawe A S,Selvin J. Probiotics in shrimp aquaculture:avenues and challenges[J]. Critical Reviews in Microbiology,2009,35(1):43-66.

[20]Byun C,Nam J M,Kim J G. Effects of flooding regime on wetland plant growth and species dominance in a mesocosm experiment[J]. Plant Ecology,2017,218(5):517-527.

[21]Pan X,Ping Y M,Cui L J,et al. Plant litter submergence affects the water quality of a constructed wetland[J]. PLoS One,2017,12(1):e0171019.

[22]陳永華,吳曉芙,蔣麗鵑,等. 處理生活污水濕地植物的篩選與凈化潛力評價[J]. 環境科學學報,2008,28(8):1549-1554.

[23]Seeger E M,Maier U,Grathwohl P,et al. Performance evaluation of different horizontal subsurface flow wetland types by characterization of flow behavior,mass removal and depth-dependent contaminant load[J]. Water Research,2013,47(2):769-780.

[24]Barznji D M. Phytoremediation as an alternative method to remove lead and cadmium from wastewater using some aquatic plants[J]. European International Journal of Science and Technology,2014,3(4):4.

[25]Alade G A,Ojoawo S O. Purification of domestic sewage by water hyacinth(Eichhornia crassipes)[J]. International Journal of Environmental Technology and Management,2009,10(3):286-294.

[26]Alade G A,Ojoawo S O,Alade G A. Water hyacinth(Eichhornia crassipes)culture in sewage:nutrient removal and potential applications of bye-products[J]. Transnational Journal Science and Technology,2012,2(7):104-111.

[27]Doni S,Macci C,Peruzzi E,et al. Heavy metal distribution in a sediment phytoremediation system at pilot scale[J]. Ecological Engineering,2015,81(1):146-157.

[28]Jácome J A,Molina J,Suárez J,et al. Performance of constructed wetland applied for domestic wastewater treatment:case study at boimorto (Galicia,Spain)[J]. Ecological Engineering,2016,95:324-329.

[29]Ghaly A E,Kamal M,Mahmoud N S. Phytoremediation of aquaculture wastewater for water recycling and production of fish feed[J]. Environment International,2005,31(1):1-13.

[30]Krishna K C B,Polprasert C. An integrated kinetic model for organic and nutrient removal by duckweedbased waste-water treatment (Dubwat) system[J]. Ecological Engineering,2008,34:243-250.

[31]Sharain-Liew Y L,Joseph C G,How S E. Biosorption of lead contaminated wastewater using cattails (Typha angustifolia) leaves:kinetic studies[J]. Journal of the Serbian Chemical Society,2011,76(7):1037-1047.

[32]Chen F,Huber C,Schrder P. Fate of the sunscreen compound oxybenzone in Cyperus alternifolius based hydroponic culture:uptake,biotransformation and phytotoxicity[J]. Chemosphere,2017,182:638-646.

[33]Oosten M J V,Maggio A. Functional biology of halophytes in the phytoremediation of heavy metal contaminated soils[J]. Environmental and Experimental Botany,2015,111:135-146.

[34]張 娜,楊 雙,童 非,等. 鉛污染對不同生境蘆葦體內抗氧化酶系統的影響[J]. 江蘇農業學報,2018,34(2):333-339.

[35]Laffont-Schwob I,Triboit F,Prudent P,et al. Trace Metal extraction and biomass production by spontaneous vegetation in temporary mediterranean stormwater highway retention ponds:freshwater macroalgae (Chara spp.) vs. Cattails (Typha spp.)[J]. Ecological Engineering,2015,81:173-181.

[36]Khellaf N,Zerdaoui M. Phytoaccumulation of zinc by the aquatic plant,Lemna gibba L[J]. Bioresource Technology,2009,100(23):6137-6140.

[37]Hou W H,Chen X,Song G L,et al. Effects of copper and cadmium on heavy metal polluted waterbody restoration by duckweed (Lemna minor)[J]. Plant Physiology and Biochemistry,2007,45(10):62-69.

[38]Boonsaner M,Borrirukwisitsak S,Boonsaner A. Phytoremediation of BTEX contaminated soil by Canna generalis[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety,2011,74(6):1700-1707.

[39]Atagana H I. Bioremediation of co-contamination of crude oil and heavy metals in soil by phytoremediation using Chromo-laena odorata (L.) King & H.E.Robinson[J]. Water Air and Soil Pollution,2011,215(1/2/3/4):261-271.

[40]Jones R K,Sun W H,Tang C S,et al. Phytoremediation of petroleum hydrocarbons in tropical coastal soils-Ⅱ. Microbial response to plant roots and contaminant[J]. Environmental Science and Pollution Research,2004,11(5):340-346.

[41]Kirk J L,Klironomos J N,Lee H,et al. The effects of perennial ryegrass and alfalfa on microbial abundance and diversity in petroleum contaminated soil[J]. Environmental Pollution,2005,133(3):455-465.

[42]Khan S,Afzal M,Iqbal S,et al. Plant-bacteria partnerships for the remediation of hydrocarbon contaminated soils[J]. Chemosphere,2013,90(4):1317-1332.

[43]Leigh M B,Fletcher J S,Fu X,et al. Root turnover:an important source of microbial substrates in rhizosphere remediation of recalcitrant contaminants[J]. Environmental Science and Technology,2002,36(7):1579-1583.

[44]Gerhardt K E,Huang X D,Glick B R,et al. Phytoremediation and rhizoremediation of organic soil contaminants:potential and challenges[J]. Plant Science,2009,176(1):20-30.

[45]Oron G,Porath D,Wildschut L R. Wastewater treatment and renovation by different duckweed species[J]. Journal of Environmental Engineering,1986,112(2):247-263.

[46]Borrelli J. Mean crop consumptive use and free-water evaporation for texas[D]. Texas:Texas Tech University,1998.

[47]Li F M,Shi M,Zheng X,et al. A novel method of rural sewage disinfection via root extracts of hydrophytes[J]. Ecological Engineering,2014,64(1):344-349.

[48]Beneduzi A,Peres D,Da C P,et al. Genetic and phenotypic diversity of plant-growth-promoting bacilli isolated from wheat fields in southern Brazil[J]. Research in Microbiology,2008,159(4):244-250.

[49]Teamkao P,Techkarnjanaruk S,Kullavanijaya P,et al. Comparison of bioremediation and phytoremediation in treatment of diethylene glycol from stationery industry[J]. Desalination and Water Treatment,2017,60:114-121.

[50]Wu Y H,Hu Z Y,Yang L Z,et al. The removal of nutrients from non-point source wastewater by a hybrid bioreactor[J]. Bioresource Technology,2011,102(3):2419-2426.

[51]Sheng G P,Yu H Q,Li X Y. Extracellular polymeric substances (EPS) of microbial aggregates in biological wastewater treatment systems:a review[J]. Biotechnology Advances,2010,28:882-894.

[52]Wu Y H,Li T L,Yang L Z. Mechanisms of removing pollutants from aqueous solutions by microorganisms and their aggregates:a review[J]. Bioresource Technology,2012,107(2):10-18.

[53]Suvilampi J,Lehtomi A,Rintala J. Comparison of laboratory-scale thermophilic biofilm and activated sludge processes integrated with a mesophilic activated sludge process[J]. Bioresource Technology,2003,88(3):207-214.

[54]Ko W H,Wang I T,Ann P J. A simple method for detection of lipolytic microorganisms in soils[J]. Soil Biology and Biochemistry,2005,37(3):597-599.

[55]Chandra R,Bharagava R N,Kapley A,et al. Characterization of Phragmites cummunis rhizosphere bacterial communities and metabolic products during the two stage sequential treatment of post methanated distillery effluent by bacteria and wetland plants[J]. Bioresource Technology,2012,103(1):78-86.

[56]Aejung C,Wang S K,Minhee L. Biosorption of cadmium,copper,and lead ions from aqueous solutions by Ralstonia sp. and Bacillus sp. isolated from diesel and heavy metal contaminated soil[J]. Geosciences Journal,2009,13(14):331-341.

[57]Ghosh M,Singh S P. A review on phytoremediation of heavy metals and utilization of its byproducts[J]. Applied Ecology and Environmental Research,2005,3(1):1-18.

[58]Fossokankeu E,Mulababafubiandi A F,Mamba B B,et al. Prediction of metal-adsorption behaviour in the remediation of water contamination using indigenous microorganisms[J]. Journal

Environmental Management,2011,92(10):2786-2793.

[59]Mejáre M,Bülow L. Metal-binding proteins and peptides in bioremediation and phytoremediation of heavy metals[J]. Trends in Biotechnology,2001,19(2):67-73.

[60]Sriprang R,Murooka Y. Accumulation and detoxification of metals by plants and microbes[M]//Environmental Bioremediation Technologies. Berlin Heidelberg:Springer,2007:77-100.

[61]Fosso-Kankeu E,Mulaba-Bafubiandi A F. Implication of plants and microbial metalloproteins in the bioremediation of polluted waters:a review[J]. Physics and Chemistry of the Earth,2014(2):242-252.

[62]Beveridge T J. Role of cellular design in bacterial metal accumulation and mineralization[J]. Annual Review of Microbiology,1989,43(1):147-171.

[63]Tunali S,Cabuk A,Akar T. Removal of lead and copper ions from aqueous solutions by bacterial strain isolated from soil[J]. Chemical Engineering Journal,2006,115(3):203-211.

[64]Boulton C A,Ratledge C. The physiology of hydrocarbon-utilization microorganisms[M]. Ellis Horwood,Chicheste:Fermentation and Enzyme Technologyr,1984:11-77.

[65]Kamath R,Rentz J A,Schnoor J L,et al. Phytoremediation of hydrocarbon-contaminated soils:principles and applications[M]. Elsevier,Amsterdam:Surface Science and Catalysis,2004:447-478.

[66]Al-Baldawi I A,Abdullah S,Anuar N,et al. Bioaugmentation for the enhancement of hydrocarbon phytoremediation by rhizobacteria consortium in pilot horizontal subsurface flow constructed wetlands[J]. International Journal of Environmental Science and Technology,2017,14(1):75-84.

[67]Zhang X C,Zhang W,Xue L,et al. Bioremediation of bacteria pollution using the marine sponge Hymeniacidon perlevis in the intensive mariculture water system of turbot S cophthalmus maximus[J]. Biotechnology and Bioengineering,2010,105(1):59-68.

[68]張喜勤,徐銳賢,許金玉,等. 水溞凈化富營養化湖水試驗研究[J]. 水資源保護,1998(4):32-36.

[69]項黎新,邵健忠. 三角帆蚌對水體Cr、Pb和Cd的凈化與吸收[J]. 浙江大學學報(理學版),2002,29(5):569-572.

[70]徐永健,盧光明,葛奇偉. 雙齒圍沙蠶對圍塘養殖沉積物氮磷含量的影響[J]. 水產學報,2011,35(1):88-95.

猜你喜歡
研究進展
豬δ冠狀病毒的研究進展
MiRNA-145在消化系統惡性腫瘤中的研究進展
冠狀動脈介入治療慢性完全閉塞的研究進展
離子束拋光研究進展
獨腳金的研究進展
中成藥(2017年9期)2017-12-19 13:34:44
自噬與衰老的研究進展
EVA的阻燃研究進展
中國塑料(2016年4期)2016-06-27 06:33:22
肝衰竭的研究進展
氫在治療燒傷中的研究進展
西南軍醫(2015年2期)2015-01-22 09:09:38
Marchiafava-Bignami病研究進展
西南軍醫(2015年1期)2015-01-22 09:08:36
主站蜘蛛池模板: 国产第一页亚洲| 一本久道热中字伊人| 欧美国产日韩一区二区三区精品影视| 久久九九热视频| 蜜芽一区二区国产精品| 国产美女91视频| 无码精品一区二区久久久| 九色视频线上播放| 九色综合视频网| 国产三级韩国三级理| 亚洲精品成人7777在线观看| 在线免费不卡视频| 青青操国产视频| 国产成人夜色91| 久久女人网| 久久男人资源站| 在线视频一区二区三区不卡| 国产成人欧美| 好吊日免费视频| 99视频精品在线观看| 亚洲精品国产首次亮相| 亚洲天堂区| 国产丰满大乳无码免费播放| 操美女免费网站| 精品视频一区二区观看| 成年看免费观看视频拍拍| 久久久精品无码一二三区| 免费看av在线网站网址| 国产一级在线播放| 亚洲一级毛片在线播放| 国产亚洲高清视频| 亚洲第一成网站| 久久人人爽人人爽人人片aV东京热| 久久中文电影| 欧美精品不卡| 香蕉视频在线观看www| 免费黄色国产视频| 日韩欧美中文在线| 2022国产91精品久久久久久| 欧美日本在线一区二区三区| 有专无码视频| 伊人网址在线| 亚洲综合18p| 久久动漫精品| 2021国产v亚洲v天堂无码| 2020国产在线视精品在| 污网站在线观看视频| 亚洲国产成人精品无码区性色| 一本久道久综合久久鬼色| 国产伦精品一区二区三区视频优播| 国产欧美视频综合二区| 亚洲欧美另类日本| 国产91熟女高潮一区二区| 精品国产99久久| 美女一级毛片无遮挡内谢| 国产精品香蕉| 亚洲国产成人久久77| 91精品国产无线乱码在线| 91在线中文| 永久成人无码激情视频免费| 国产三级精品三级在线观看| 日韩精品专区免费无码aⅴ| 久久久久国产精品嫩草影院| 国产一区二区三区夜色| 免费a在线观看播放| 国产欧美高清| 真人高潮娇喘嗯啊在线观看| 亚洲欧美成人综合| 国产最爽的乱婬视频国语对白| 国产亚洲男人的天堂在线观看 | 国产H片无码不卡在线视频| 99在线视频免费观看| 国产精品午夜电影| 熟女日韩精品2区| 亚洲成网777777国产精品| 久久精品无码国产一区二区三区 | 成人a免费α片在线视频网站| 国产精品人人做人人爽人人添| 国产精品福利导航| 国产丝袜91| 全色黄大色大片免费久久老太| 人人91人人澡人人妻人人爽|