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2.2、NH4+-N、TN和TP含量沿程变化规律
组合生态系统NH4+-N、TN和TP含量沿程的变化见图4。
从图4可以看出,NH4+-N、TN和TP含量沿程均呈现下降的趋势。NH4+-N含量的下降幅度较TN和TP更为平缓,且进入潜流湿地之后,TN和TP含量有一陡然下降的趋势,且随后下降幅度均高于滤床中。这可能是NH4+-N和TN的去除主要依靠微生物的氨化、硝化和反硝化作用,TP的去除多依靠填料的吸附作用,滤床内空心菜生长迅速,根系发达,故而TN和TP含量均有所下降。但与此同时,滤床中水体不深,大气复氧和植物根系泌氧等使得滤床中水体含氧量较高,氨化作用去除NH4+-N效果明显,而反硝化作用受滞,故而TN去除效果不高。
滤床出水进入潜流湿地后,潜流湿地基质孔隙度大,湿地填料表面及孔隙中易形成生物膜,上面附着的微生物,如硝化细菌、反硝化细菌等以污水中的营养物质进行生长繁殖,去除氮磷的同时增加生物膜厚度。此外,湿地内植物将空气中的氧气转运到根部表面组织扩散,使植物根系周围依次呈现好氧、缺氧和厌氧的微环境,相当于许多串联或并联的A2/O微处理单元,更有利于生物脱氮除磷过程的进行。
与此同时,在水流流经湿地基质时,污水中的磷与基质表面的Al、Mg、Ca等元素进行物理化学作用,生成不溶性磷酸盐,再与金属离子发生配位体交换反应而附着于湿地填料上,从而实现潜流人工湿地除磷的过程。
2.3、不同植物全氮、全磷含量
植物氮磷积累量反应该植物对氮磷的直接去除能力。组合生态系统中不同植物全氮、全磷含量如表1所示。
从表1可以看出,2种植物体内全氮含量均高于全磷含量。空心菜中全氮含量分布的特征是叶>茎>根,全磷含量分布是茎>叶>根;水稻中全氮含量分布的特征是叶>穗>根>茎,全磷含量分布是叶>茎>穗>根。空心菜的全氮、全磷含量均高于水稻,可能原因是空心菜生长迅速,叶片面积大,根系较水稻发达,着水即生根,其收获的生物量大于水稻。这也同李健娜等研究中生物量是影响氮、磷积累量的主要因素一致。
2.4植物吸收对组合生态系统的贡献
一级水生植物滤床串联二级潜流人工湿地组合生态系统中污水中污染物去除总量及所种植物的生长状况以如表2和表3所示。
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