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段昌群团队在客观认识湿地功能作用的研究方面取得新进展
作者: 来源: 发布时间 : 2024-01-14 04:21:54 点击量:

202411日,云南大学污染与恢复生态学段昌群研究团队博士研究生赵洛琪在国际知名学术刊物Journal of Environmental Management在线发表了题为 “Opposite response of constructed wetland performance in nitrogen and phosphorus removal to short and long terms of operation”的研究论文,揭示了湿地对氮、磷污染物的去除效率在短期和长期运行过程中的动态变化

 

湿地是净化水体污染物的重要途径之一。而人工湿地作为一项低成本和高效率的水体污染物去除技术,自20世纪50年代以来在全球范围内得到了广泛的应用。湿地通过微生物活动、植物吸收、基质吸附和沉降等多种途径,削减流经水体内的污染物。而目前关于湿地污染物去除的研究,绝大多数集中在人工湿地设计(湿地类型、植物和基质种类选择)、运行策略(曝气、外源物质添加、水力条件控制等)和环境因素(温度、污染负荷等)对污染物去除效率的影响上。但是,很少有研究对湿地在不同时间尺度的运行过程中污染物去除效率的变化,尤其是在长期运行过程中湿地去除污染物的稳定性与可持续性方面进行评估与报道。此外,由于受到环境条件与研究不确定性因素的制约,目前关于湿地去除污染物的稳定性与可持续性的研究难以得出一致性的结论。因此,本研究借助在全球范围内公开发表相关论文中提取的数据(5701)meta分析的手段,在短期和长期两个湿地运行的时间尺度上,评估湿地对水体氮、磷污染物去除效率的动态变化,在湿地对污染的净化作用方面提供更为科学、全面的认识。

研究结果表明,湿地对氮、磷污染物去除的整体效率,在短期运行过程中(0-365)显著上升,而在长期运行过程中(0-15)显著下降(1)。在不同的季节中,湿地的氮去除效率在春季和夏季上升,而在秋季和冬季下降;同时湿地的磷去除效率未表现出显著的季节性变化(2)在不同类型的湿地与人工湿地中,只有表面流人工湿地(SFCW, surface flow constructed wetland)的氮、磷去除效率在短期运行过程中显著增加,而长期运行过程中的氮、磷去除效率未发生显著变化(3)

 

在湿地的运行过程中,湿地属性(面积、植物和基质种类)、污水性质(氮、磷浓度、pH、水温等)、水力条件(水力负荷、水力停留时间)、环境因素(温度、降水)和管理因素(曝气、外源碳添加)是影响污染物去除效率变化的主要因素。因此,本文对以上因素在湿地短期和长期运行过程中对氮、磷污染物去除效率的影响进行了总结与归纳。研究结果表明,在高水力负荷的条件下,湿地在长期运行过程中的氮、磷去除效率显著下降(45)

 


本研究对湿地在长期运行过程中净化水体氮、磷污染物的稳定性和可持续性进行了评估,为湿地在水体污染物净化方面扮演的角色提供了更为科学和全面的认识。同时在可持续净化水体污染物的角度,为人工湿地的设计与种类选择提供参考。

云南大学为该研究的第一单位,云南大学威斯尼斯人wns579博士生赵洛琪为该研究的第一作者,段昌群教授为该研究的通讯作者。该研究得到了云南省重点研发计划(202101AS070033, 202203AC100002, 202301AS070038)等项目的共同支持。论文链接https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.120002


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