Page 31 - 《渔业研究》2025年第3期

288 渔 业 研 究 第 47 卷

0.45 0.45 11.00 氮氢单胞菌属 Azohydromonas
3.40 0.23 11.89 LWQ8
7.35 1.07 18.78 芽孢杆菌属 Bacillus
0.13 0.42 1.03 Ideonella
30
0.40 0.49 1.30 Aquicella
1 20 0.09 2.73 WWH38 20
1.29 0.03 0.16 SM1A02
1.31 0.14 0.13 Sphingorhabdus
1.41 0.28 0.60 费氏杆菌属 Ferruginibacter 10
0.96 1 05 0.10 海氏菌属 Hirschia
0.01
2.19 0.67 0.08 Flavobacterium
3.76 0.33 0.65 新衣原体属 Neochlamydia
4.04 0.43 0.01 Luteolibacter
0.46 2.04 0.29 SWB02
0.04 2.21 0.11 OLB12
0.04 1.82 0.62 Candidatus_Kaiserbacteria
0.71 1.99 0.89 黄杆菌属 Flavihumibacter
2.01 2.67 0.88 新鞘脂菌属 Novosphingobium
0.28 3.57 0.23 Kapabacteriales
0.15 4.19 0.38 Lacunisphaera
3.22 0.99 3.16 Saccharimonadales
5.56 0.76 3.94 硝化螺旋菌属 Nitrospira
24.80 39.49 16.27 未鉴定属 Unidentified
J3 J1 J2
图 11 不同样品优势属聚类热图
Fig. 11 Heatmap of dominant genera clustering of different samples
3 讨论 菌）将亚硝酸盐和硝酸盐还原成 N ，最终排出
2
系统达到脱氮的过程。在正式实验中，本研究 J3

3.1 不同工况人工湿地脱氮除磷的差异
系统运行 4 d 后，TP、TN、 NH -N 的去除率分别
+
在人工湿地系统中，脱氮和除磷主要涉及 3 个 4
为 63.92%、41.79%、91.28%；J2 系统运行 4 d 后，
方面：基质吸附沉积、植物吸收、微生物脱氮除
+
TP、TN、 NH -N 的去除率分别为 67.21%、21.69%、
磷。1）除磷的主要途径是依靠基质的吸附和沉 4
+
90.95%。与 J2 系统相比，J3 系统对 TP、 NH -N
[5]
淀 ，在本研究 4 个轮次的水平潜流预实验中，第 4
的去除率无显著差异，而对 TN 的去除率则提高了
1 轮次和第 2 轮次在运行 24 h 后，其湿地内 TP 浓
92.67%（P<0.05） ，并且 J3 系统运行中 NO -N 均
−
度呈断崖式下降，此时基质的吸附能力起主导作 2
保持在较低水平（浓度<0.01 mg/L） ，表明 J3 湿地
用，之后由于基质的吸附趋于饱和，植物和微生物
的硝化反应与反硝化反应均处于良好状态，使得
的作用开始体现，水体 TP 浓度呈缓慢下降的状
TN 的去除率较 J2 有显著提高。
态。由于预实验和正式实验的基质是连续使用的，
在湿地系统中，微生物硝化反应和反硝化反应
基质的除磷能力主要依赖于其重量与种类，因此 的强度严格取决于湿地内 DO 的含量 [18] 。硝化反
第 3 轮次和第 4 轮次在 0~24 h 内的去除率显著低 应需在好氧环境下进行，反硝化反应则需在严格的
于第 1 轮次和第 2 轮次，表明基质的吸附和重溶作 厌氧环境下进行，一般来说 DO 大于 2.0 mg/L 才能
用到第 3 轮次以后的影响已不显著，主要是由植物 发生硝化反应；DO 小于 0.5 mg/L 才能发生反硝化
和微生物起去除作用。2）对于脱氮，基质的吸附 反应 [15] ；当湿地内部同时具有厌氧、好氧的环境
沉积在第 3 轮以后对脱氮影响也不再显著，在 时，才能有效脱氮。潮汐流人工湿地系统原理是交
0~24 h 期间去除率显著低于前 2 轮次，表明基质的 替使床体充满污水和排干，人为去构建好氧－厌氧
除氮作用已饱和，此时脱氮最彻底。从长远来看， 环境，从而实现对各种污染物的去除 [13] 。本研究
最显著的机制是依靠微生物作用 [16] ，而硝化和反 中 J2 系统对 TN 的去除率较低，可能是后期碳源
硝化作用是氮最主要的去除途径 [17] 。硝化反应是 不足和 DO 含量过低导致反硝化作用偏弱，从而使
在好氧的条件下，氨氮被亚硝化菌氧化成亚硝酸盐， NO -N 在湿地系统中累积；而 J3 系统由于空床期
−
3
之后再被硝化细菌氧化成硝酸盐的过程；反硝化反 间床体得到了充分的复氧，随着运行时间的增加，
应则是在缺氧的环境下，由兼性脱氮菌（反硝化 NH -N 浓度在不断下降，且水体中 NO -N 浓度均
+
−
4
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