环境科学  2019, Vol. 40 Issue (6): 2764-2772   PDF    
引用本文
朱伊梦, 姜翠玲, 朱立琴, 杜观超, 高旭, 陈红卫, 李峰东, 张海阔, 张雪, 秦文凯, 李一平. 表面流人工湿地长期运行后的底泥营养盐累积特征与释放规律[J]. 环境科学, 2019, 40(6): 2764-2772.
ZHU Yi-meng, JIANG Cui-ling, ZHU Li-qin, DU Guan-chao, GAO Xu, CHEN Hong-wei, LI Feng-dong, ZHANG Hai-kuo, ZHANG Xue, QIN Wen-kai, LI Yi-ping. Accumulation Characteristics and Release Regularity of Nutrients in Sediments of a Surface-flow Constructed Wetland After Long-term Operation[J]. Environmental Science, 2019, 40(6): 2764-2772.
表面流人工湿地长期运行后的底泥营养盐累积特征与释放规律
朱伊梦1, 姜翠玲1, 朱立琴2, 杜观超3, 高旭3, 陈红卫4, 李峰东3, 张海阔1, 张雪1, 秦文凯5, 李一平5     
1. 河海大学水文水资源学院, 南京 210098;
2. 河海大学马克思主义学院, 南京 210098;
3. 盐城市盐龙湖饮用水源管理处, 盐城 224014;
4. 盐城市节约用水办公室, 盐城 224001;
5. 河海大学环境学院, 南京 210098
收稿日期: 2018-09-18; 修订日期: 2018-12-12
基金项目: 国家自然科学基金项目（51609060，51879082）；江苏省自然科学基金项目（BK20150810）；中央高校基本科研业务费专项（2017B14614）
作者简介: 朱伊梦(1995~), 女, 硕士研究生, 主要研究方向是生态水文与水环境保护, E-mail:huafanyeluo@qq.com
通信作者: 朱立琴, E-mail:lqzhu@hhu.edu.cn
摘要: 底泥在表面流人工湿地污染物迁移转化中起到非常重要的载体作用，探究其营养盐的累积特征与释放规律对了解长期运行的表流湿地净化功能具有重要意义.以运行了5 a的盐龙湖表面流人工湿地底泥为研究对象，对不同位置底泥的总有机碳（TOC）、总氮（TN）和总磷（TP）含量进行分析并开展柱状芯样静态释放实验.结果表明，盐龙湖表流湿地运行5 a后，底泥整体属于中度污染范畴，营养盐累积水平主要受进水条件、水深和植物作用等影响.①顺着水流方向，表流湿地底泥营养盐含量表现升高趋势；②随着上覆水水深增大，底泥营养盐含量升高，碳受影响程度较深；③表流湿地植物的生长情况越好，底泥中累积的营养盐含量也越高.底泥营养盐释放趋势呈现为先升后降，在20 d后基本达到平衡.释放速率主要受湿地底泥营养盐累积水平影响，其规律与轻度营养型水库底泥较为相似.表流湿地底泥中包含的植物残体会使营养盐释放更强烈，研究结果可为长期运行的表面流人工湿地提升净化能力提供科学依据.
关键词: 表面流人工湿地      长期      底泥      营养盐      累积      释放     
Accumulation Characteristics and Release Regularity of Nutrients in Sediments of a Surface-flow Constructed Wetland After Long-term Operation
ZHU Yi-meng1 , JIANG Cui-ling1 , ZHU Li-qin2 , DU Guan-chao3 , GAO Xu3 , CHEN Hong-wei4 , LI Feng-dong3 , ZHANG Hai-kuo1 , ZHANG Xue1 , QIN Wen-kai5 , LI Yi-ping5     
1. School of Hydrology and Water Resources, Hohai University, Nanjing 210098, China;
2. School of Marxism, Hohai University, Nanjing 210098, China;
3. Yanlong Lake Drinking Water Sources Administrative Office, Yancheng 224014, China;
4. Water Conservation Office, Yancheng 224001, China;
5. School of Environment, Hohai University, Nanjing 210098, China
Abstract: Sediments serve as an important carrier during the migration and transformation of pollutants in surface-flow constructed wetlands. Exploring the accumulation characteristics and release patterns of nutrients is of great significance for assessing the purification functions of constructed wetlands after long-term operation. The contents of total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) in sediments at various locations of the 5-year-old Yanlong Lake surface-flow constructed wetland were analyzed and static release experiments with cylindrical core samples were carried out. The results showed that after five years, sediments at this site have become moderately polluted and the nutrient accumulation level is mainly being affected by the influent flow, water depth, and plant effects. Additionally, ① nutrients in sediments were found to increase along the flow direction; ② they also increase as the depth of overlying water increases and are relatively affected by the carbon; ③ healthier growth of the wetland plants could lead to more nutrients being accumulated in sediments. The release trend of nutrients fell after a rise and basically reached equilibrium after 20 days, and the release rate was mainly affected by the accumulation level of nutrients, which is similar to the trend in light nutrient containing reservoirs. Plant residues contained in the sediments were associated with the stronger release of nutrients. These results can provide a scientific basis for solutions aimed at maintaining the purification capacity of long-running surface-flow constructed wetlands.
Key words: surface-flow constructed wetland      long-term      sediment      nutrient      accumulation      release     

表面流人工湿地因其经济、美观、便于管理等优点, 成为广泛应用的一种污水处理技术[1].然而随着运行年限的增长, 人工湿地出现污染物去除效果减弱的问题, 有研究表明其关键期在5~10 a[2, 3].表面流人工湿地结构与自然湿地类似, 在其处理污水过程中, 底泥起到非常重要的载体作用, 在长期运行后易成为营养盐的重要蓄积库, 一定条件下可能向上覆水体释放, 导致表流湿地对污水的净化效果减弱[4~6].目前的研究大多将湿地作为黑箱模型通过对比进出水水质研究其净化效果, 缺乏深层次尤其是内源的角度探究影响净化效果导致净化功能衰退的原因[7].而关于内源的研究, 对象大多集中在河流、湖泊(水库), 探究其底泥中污染物的分布规律、来源及释放程度等[8~10].表流湿地的水力条件、植被条件等与自然水域存在较大差异, 各表流湿地的设计工况也有差别, 对底泥的累积造成了很大影响.我国的人口密度大、污水处理需求量大, 人工湿地长期处于高负荷运行状态[11, 12], 底泥营养盐累积问题可能更严峻.因此, 探明在各影响因素下表流湿地经长期运行后底泥营养盐的累积特征与释放规律, 对于揭示表流湿地底泥状况, 指导表流湿地维持长期高效运行, 提高其可持续发展能力具有重要意义.

本文以盐龙湖表流湿地底泥为研究对象, 监测其在运行5 a后的总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)的含量及分布, 对不同影响因素下的累积特征进行分析, 对其污染状况进行评价, 并采用柱状芯样静态释放实验方法, 对营养盐的释放规律进行了探究, 通过了解盐龙湖表流湿地在长期运行后的底泥营养盐累积情况及释放状况, 以期为提升长期运行后的表流湿地的净化能力提供科学依据.

1 材料与方法 1.1 研究区概况

盐龙湖工程位于江苏省盐城市龙冈镇境内蟒蛇河南岸, 于2012年6月建成通水, 至2017年底已稳定运行5 a, 是目前我国规模最大的饮用水源地原水生态净化工程.本文的研究对象为该工程的表面流人工湿地单元, 蟒蛇河原水经预处理后进入该单元, 多年平均进水的COD、TN和TP浓度分别为6.1、1.7和0.2mg·L-1.表流湿地占地规模为4.2×105 m2, 平均进水流量为30万m3·d-1, 平均水力负荷约为0.73 m·d-1, 分为A、B和C这3个区块, 在常水位条件下, 水深分别为30、40和50 cm. A和B区种植的植物中优势种群有芦苇和茭草, 覆盖率约占总植被的35%和50%, 密度约80株·m-2, C区的优势种群只有茭草且生长情况明显优于A和B区, 覆盖率高于90%, 密度达到110株·m-2以上, 根茎粗壮且出现较严重的倒伏情况.

1.2 底泥样品采集与分析

底泥样品采集时间在2017年12月, 此时盐龙湖表流湿地正在对挺水植物进行地面人工收割.在表流湿地A、B和C区顺着水流方向(进水处、中部、出水处)选取不同植物类型(茭草、芦苇), 共设置15个样点, 分布如图 1所示.采用柱状采泥器采集底泥样品, 取柱状泥样的0~30 cm, 装入密封袋, 每个采样点采集3个平行泥样, 运回实验室进行化验分析. TN采用半微量开氏法测定, TP采用NaOH熔融-钼锑抗比色法测定, TOC采用总有机碳分析仪(TOC-VCSH型)测定.

图 1 采样位置示意 Fig. 1 Schematic diagram of the sampling position

1.3 静态释放实验

盐龙湖表流湿地设计流速及实际运行流速范围在0.38~1.67cm·s-1, 不足以引起底泥的再悬浮, 多数动态释放实验是由于扰动产生波, 波的能量产生的力引起了再悬浮现象而造成释放程度差异[13~15], 因此采用静态释放模拟简单方便, 也能较好接近实际情况.而柱状芯样可基本不破坏底泥性状, 保留底泥垂向分层特性.因此, 本研究采用柱状芯样静态释放实验以探究底泥释放规律.

在A、B和C区选取不同植物类型(茭草、芦苇), 共设置5个样点, 用装有Φ 9 cm×100 cm有机玻璃管的柱状采泥器采集泥样, 厚度在25~30 cm, 两端用橡皮塞塞紧, 垂直放置, 小心带回实验室进行柱状芯样静态释放实验(图 2).实验在荫蔽通风处进行, 尽量保持与外界环境条件一致.本实验开始时, 5个柱样按对应上覆水深用虹吸法注入相应水量的表流湿地进水处原水, 于第0、1、2、3、5、7、10、12、15、19、23、27和30 d在水面下约5 cm处用虹吸法采集上覆水样200 mL, 取完样后补充原水至原刻度.水样采集后及时进行分析, COD采用高锰酸钾氧化滴定法测定, TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定, TP采用钼酸铵分光光度法测定.实验时间为2017年12月23日至2018年1月22日.

图 2 柱状芯样静态释放实验 Fig. 2 Column core sample static release experiment

底泥释放速率的计算公式如下所示[16]：

式中, R为底泥释放速率, mg·(m2·d)-1; cn、cn-1分别为第n次、n-1次采样时上覆水中营养盐浓度, mg·L-1; ca为补给水中营养盐浓度, mg·L-1; V为反应器中上覆水体积, L; Vs为每次采样体积, L; A为反应器中上覆水-底泥接触面积, m2; t为底泥释放时间, d.

1.4 底泥营养盐污染状况评价方法

本研究采用有机指数及有机氮评价法对底泥的污染状况进行评价, 同时采用污染指数法对底泥中磷的污染状况进行评价.

有机指数(Org-index)通常用作评价水体底质环境状况的指标, 可用作衡量底泥受有机物污染程度, 有机氮(Org-N)常用来衡量底泥受氮污染程度.计算公式如下, 评价标准见表 1.

表 1 底泥有机指数及有机氮评价标准[17] Table 1 Organic index and organic nitrogen evaluation criteria for sediments

污染指数(Pi)的计算公式如下：

式中, Ci为第i种营养盐实测含量, C0i为第i种营养盐评价标准.参照加拿大安大略省环境和能源部1992年发布的沉积物的环境质量评价标准[18]确定TP的C0i取600 mg·kg-1, 这是其中指出的引起最低级别生态风险效应的总磷含量.并确定分级标准为Ⅰ：Pi < 0.5为清洁; Ⅱ：0.5≤Pi < 1.0为轻度污染; Ⅲ：1.0≤Pi < 1.5为中度污染; Ⅳ：Pi≥1.5为重度污染[17].

所有数据采用Microsoft Excel 2010及IBM SPSS 19进行处理, 采用Origin 2016绘图.

2 结果与分析 2.1 长期运行后表面流人工湿地底泥营养盐累积特征 2.1.1 同一区域顺水流方向的底泥营养盐分布特征

同一区域顺着水流方向, 底泥营养盐含量表现出增加的趋势, 各区底泥中营养盐含量的最大值总是在中部和出水处取得(见图 3).从平均值来看(见表 2), TOC含量在出水处最高, 分别比进水处和中部高58.88%和89.64%; TN含量在出水处最高, 分别比进水处和中部高37.00%和1.07%, 中部与出水处差距较小; TP含量在中部最高, 分别比进水和出水处高24.68%和8.71%.

表 2 顺水流方向底泥TOC、TN和TP的含量/mg·kg-1 Table 2 Contents of TOC, TN, and TP in the downstream flow direction/mg·kg-1

图 3 底泥中TOC、TN和TP含量 Fig. 3 TOC, TN, and TP contents of sediments

2.1.2 不同水深区域的底泥营养盐分布特征

不同水深区域的底泥营养盐分布规律呈现出随着上覆水深增大, 底泥营养盐含量升高. A和B两个区之间除水深外其它条件相似, B区底泥的TOC、TN和TP含量分别比A区高41.24%、10.40%和0.85%(见表 3), 其中TOC在两个区之间存在显著差异(P＜0.05).

表 3 不同水深区域底泥TOC、TN和TP的含量/mg·kg-1 Table 3 Contents of TOC, TN, and TP in sediments from different water depth areas/mg·kg-1

2.1.3 不同植物区域的底泥营养盐分布特征

不同植物区域的底泥营养盐含量差异主要体现在不同的植物长势之间.植物在3个区块的长势存在差异, 其中C区植物的生长最旺盛, 对3个区块的茭草区底泥营养盐含量进行对比, C区茭草的TOC、TN和TP含量皆明显高于其它区, 分别比A区茭草高140.36%、22.69%和49.34%, 比B区茭草高205.73%、27.39%和24.79%, 其中TOC均存在极显著差异(P＜0.01), 而A和B区不同植物种类之间的底泥营养盐含量差异没有明显规律(见图 3).

2.1.4 底泥营养盐污染状况评价

各采样位置底泥营养盐污染状况评价结果如表 4所示.从中可见, 各采样位置底泥有机指数为0.02~0.25, 平均为0.06, 底质环境为轻度有机污染, 只有C区出水处达到了中度污染.底泥有机氮为0.06%~0.12%, 平均为0.09%, 氮污染属中度污染, 仅A和B区进水处表现轻度污染.底泥总磷的污染指数为0.21~0.52, 平均为0.39, 属清洁状态, 只有C区出水处出现轻度污染.盐龙湖表流湿地的C区底泥污染程度较严重, 特别是其出口处.

表 4 底泥污染程度评价结果 Table 4 Evaluation results for the sediment pollution degree

2.2 长期运行后表面流人工湿地底泥营养盐释放规律

图 4是柱状芯样静态释放实验不同采样位置COD、TN和TP的释放浓度趋势. 5个柱样COD的释放浓度处于波动下降的状态, 在第20 d后, 释放过程趋于平稳. C茭草的上覆水COD浓度整体高于其他4个柱样, 与其它4个柱样均存在极显著差异(P＜0.01), 其最大值在第7 d取得, 为52.24mg·L-1, A茭草、A芦苇、B茭草和B芦苇则在第1~2 d达到最大值, 约为5.69~6.31mg·L-1. 5个柱样TN的释放浓度都表现出前10 d上覆水TN浓度波动幅度很大, 10 d之后上覆水-底泥体系逐渐达到平衡. C茭草的上覆水TN浓度与其它4个差距较大, 与其它4个柱样均存在极显著差异(P＜0.01), 其上覆水浓度在第2 d就达到9.82mg·L-1, 一直到第7d都维持在一个较高的水平, 最高值为9.90mg·L-1, 其它柱样的上覆水浓度最高值也在第7 d取得, 约为3.34~3.90mg·L-1. 5个柱样TP的释放浓度变化趋势与TN类似, 0~10 d为波动阶段, 10 d之后逐渐稳定.浓度最大值都在第7 d取得, 约为0.20~0.25mg·L-1, 其中A茭草最高.

图 4 COD、TN和TP的释放浓度趋势 Fig. 4 Trends in release concentrations of COD, TN, and TP

底泥COD、TN和TP的平衡释放速率如表 5所示. 5个柱样COD的平衡释放速率范围为-57.05~66.68mg·(m2·d)-1, 除了C茭草为释放状态且释放速率较高, 其它4个柱样都为吸附状态. TN的平衡释放速率约为-9.03~15.53mg·(m2·d)-1, 其中A茭草和C茭草为释放状态且C茭草的释放速率最高, 其余3个柱样为吸附状态. TP的平衡释放速率范围为-3.30~0.11mg·(m2·d)-1, 除了C茭草为释放状态外, 其它4个柱样都为吸附状态.

表 5 底泥COD、TN和TP的平衡释放速率/mg·(m2·d)-1 Table 5 Equilibrium release rates of COD, TN, and TP in sediments/mg·(m2·d)-1

3 讨论 3.1 表面流人工湿地底泥营养盐长期累积特征及影响因素

顺着水流方向, 表流湿地底泥营养盐含量表现升高趋势.联系底泥的颗粒粒径(见图 5), 底泥中细颗粒的占比顺着水流方向逐渐增大, 粗颗粒的占比逐渐减小, 分析营养盐含量与粒径之间的相关性(见表 6), 发现底泥中TOC、TN和TP含量与粒径小于4 μm的细颗粒都呈正相关关系, 而与粒径大于64 μm的颗粒基本呈负相关关系.细颗粒所占比例较高的沉积物, 污染程度也较高, 底泥中较细的黏粒部分对污染物有较强的吸附能力, 这与李青芹等[19]的研究结果一致. Di Luca等[20]在分析位于阿根廷的两处人工湿地底泥中总磷含量时发现, 其出水处的总磷累积高于进水处.这与盐龙湖的结果存在差别, 分析其原因主要是水力负荷的不同造成的, 这两处阿根廷人工湿地水力负荷约0.05~0.07m·d-1, 远小于盐龙湖, 因此污水能在湿地中停留较长时间得到充分净化, 使得在出口处底泥的磷累积较少.盐龙湖A和B区也出现了相同的特征, 侧面反映出其在长期运行后仍有较良好的除污能力.

图 5 底泥的粒径分布 Fig. 5 Particle size distribution of sediments

表 6 底泥各营养盐含量与粒径的相关系数 Table 6 Correlation coefficients between the nutrient salt content and grain size of sediment

对于不同水深区域, 底泥营养盐含量随着水深增大而升高, 且碳受影响程度更深.一般来说, 表流湿地主要依靠水面传递复氧, 各区块的溶解氧是随水深的增加而降低的.底泥中氧含量高, 有利于有机碳的矿化作用, 因此在水深较浅的区域, 有机碳的降解情况更好, 所以随着水深减小TOC含量明显减小.

对于不同种类的植物, 就芦苇和茭草而言, 两种不同的植物种类对表流湿地底泥的营养盐累积的影响较小.而对于不同长势的植物, 生长最旺盛的C区底泥的营养盐含量明显高于A和B区, C区种植植物中茭草占据主要优势, 密度大, 根茎粗壮, 收割后的植物残体遗留的营养物质含量更多, 同时该区还出现了严重的植物倒伏情况, 多年累积下底泥营养盐含量较高.关秀婷[21]的研究中, 石佛寺人工湿地运行4 a后底泥污染较盐龙湖略轻, 主要是由于其种植植物种类多, 优势种群有芦苇、蒲草和荷花等, 密度适宜.张金勇等[22]的研究发现水深50 cm时湿地植物生理活动最为旺盛.这与盐龙湖表流湿地C区植物生长旺盛的情况相符, 但其过度生长后残体腐解对底泥的污染甚至超过其吸收净化产生的正效应.另一方面, 本次调查正处于植物的死亡枯萎期也是C区底泥污染最严重的重要原因, 底泥中营养盐受到植物腐解因素的影响很大, 其含量呈增长趋势[23], 因此C区过度生长的植物加重底泥污染的情况凸显出来.盐龙湖表流湿地底泥的氮污染及有机污染相对磷污染更严重也可说明植物残体是底泥中营养盐累积的重要来源, 碳和氮都是生物体的有机组成元素, 在底泥中的累积具有同源性.

与其它研究区对比分析后发现, 表流湿地底泥营养盐的累积水平受进水水质的影响也较大. Vergeles等[24]对乌克兰一处人工湿地运行8 a后的沉积物分析得TOC、TN和TP含量分别为21 900、4 100和1 500 mg·kg-1, 分别比盐龙湖高533.76%、355.15%和234.35%, 该湿地处理的是生活污水, 多年平均进水的COD、TN和TP浓度分别为209.2、2.7和6.4mg·L-1, 而盐龙湖表流湿地的分别为6.1、1.7和0.2 mg·L-1, 进水水质较好是盐龙湖底泥污染程度相对较轻的重要原因.

3.2 表面流人工湿地底泥营养盐释放机制

在前人关于河湖底泥释放的研究中, 静态释放实验的上覆水浓度大多表现为快速升高之后稳定[25, 26], 而盐龙湖表流湿地底泥释放过程中, A和B区底泥释放趋势基本表现为波动上升再下降之后趋于平稳, 较其它研究区的情况略有不同, 主要因为湿地上覆水水质较好且底泥污染程度相对较轻.在自然条件下, 底泥营养盐的吸附与释放同时发生, 当上覆水营养盐浓度低于底泥营养盐释放临界浓度值时, 底泥中的营养盐释放表现更强, 反之则吸附表现更强.而底泥营养盐释放临界浓度值与底泥营养盐含量呈正相关关系, 底泥营养盐含量越高, 临界浓度值越大[27].本实验中上覆水中COD、TN和TP浓度分别为5.52、1.90和0.08mg·L-1, 除了TN为地表水Ⅳ类标准外, 其它都达到了Ⅱ类标准, 而底泥间隙水浓度较高, 营养盐向上覆水中扩散, 上覆水营养盐浓度升高.又由于盐龙湖的底泥情况较好, 底泥营养盐释放临界浓度值较低, 上覆水浓度升高后, 底泥的吸附表现逐渐明显, 吸附与释放交替发生, 上覆水浓度波动是该过程的综合表现.随着时间推移, 底泥的吸附能力大于释放能力, 上覆水营养盐浓度逐渐降低之后趋于稳定.

盐龙湖表流湿地底泥的释放速率与其它研究区相比(见表 7), COD的释放速率在3个区块间差异大, C区底泥COD的释放速率较高. TN和TP的释放速率都与轻度营养型的尹府水库的情况相近, 处于一个较低的水平, 仅高于博斯腾湖.总体来说盐龙湖表流湿地底泥经过5年累积后的释放情况具有空间差异性, 其中A和B区释放程度较低, 而C区底泥释放程度较高.底泥TOC、TN和TP含量与其COD、TN和TP的平衡释放速率之间的相关系数分别为0.833、0.724和0.708, 表现出强相关关系, 湿地底泥吸附释放情况与其本底值密切相关.

表 7 其他研究区底泥营养盐的释放速率情况/mg·(m2·d)-1 Table 7 Release rate of nutrients in sediments of other study areas/mg·(m2·d)-1

但综合底泥污染状况和释放规律来看, 盐龙湖C区底泥的有机污染及氮污染为轻度至中度, 其COD和TN释放浓度、释放速率却过高. C区底泥中TOC的含量为A和B区的2~3倍, 而其释放实验中上覆水COD的浓度却是A和B区的8倍左右, C区的TN也出现了同样的释放浓度极高的情况.原因主要是C区的茭草生长过于旺盛, 其须根粗壮, 且茎基部的节上有大量不定根, 在采集底泥柱状芯样时无法避免地携带了较多植物残体, 这对上覆水水质会产生较大影响.亓鹏玉等[28]研究了挺水植物腐解对水体水质的影响, 发现含有植物残体的底泥TN释放浓度在66 d实验期内皆高于对照, 而TP的释放浓度在第30d时就基本与对照的情况一致.林志军[29]也发现挺水植物腐解会使水体中COD浓度在较长时间保持在一个很高的水平.本实验开始时距植物的收割已有约25 d, 生物体内的碳和氮较磷分解所需时间更长, 因此出现释放实验中C区上覆水COD和TN浓度极高的情况.在静态释放实验进行80 d后, 又进行了补测, 发现A和B区上覆水营养盐浓度以及C区TP浓度的与实验期末时较接近, 而C区上覆水的COD和TN浓度出现了一定程度的下降, 分别为8.08 mg·L-1和5.23mg·L-1, 碳的释放基本保持了与底泥含量一致的倍比关系, 而氮还受到硝化反硝化的条件限制.表流湿地的底泥营养盐释放与其它河湖相比最大的特点在于种植的植物, 底泥中包含的植物残体会导致营养盐释放更强烈, 特别是作为生物体有机组成元素的碳和氮.

4 结论

(1) 盐龙湖表流湿地底泥整体属于中度污染范畴, 其中总磷属清洁状态, 有机污染属轻度污染, 氮污染属中度污染.表流湿地底泥营养盐累积水平主要受进水条件、水深和植物作用等影响.顺着水流方向, 表流湿地底泥营养盐含量表现升高趋势; 随着表流湿地上覆水水深增大, 底泥营养盐含量升高, 其中碳受影响程度更深; 表流湿地植物的生长情况过好, 在长期运行后底泥中累积的营养盐含量越高, 在植物的死亡枯萎期该现象更明显.

(2) 盐龙湖表流湿地底泥释放趋势基本表现为先升后降, 在20 d后基本达到平稳, 其趋势变化是底泥吸附与释放的综合表现, 主要受底泥营养盐的累积水平和上覆水水质的影响.底泥的平衡释放速率具有空间差异性, 主要受湿地底泥本底值影响.表流湿地底泥中存在的植物残体, 会加剧营养盐的释放程度.

(3) 盐龙湖湿地处理的是微污染河道水, 所以在运行5 a后的底泥状况较其它处理污废水的研究区更好, 而过度生长的植物加重了底泥的负担.湿地植物种植需适宜, 密度不应高于90株·m-2, 湿地水深约30 cm时有利于底泥维持较好的状态.

参考文献
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