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本研究以人工湿地植物芦竹和梭鱼草为对象,研究了不同植物材料厌氧发酵过程中碳源的释放规律,并利用气相色谱技术分析了其中挥发性脂肪酸的成分及其释放量;通过人工模拟反硝化实验,比较复合植物和单一植物材料碳源对反硝化作用的影响;构建垂直流人工湿地小试系统,探讨不同植物碳源在人工湿地系统中对短程硝化反硝化作用的影响,了解各形态氮在垂直流人工湿地系统中的垂直变化规律,并通过荧光定量PCR技术对垂直流人工湿地系统中脱氮微生物的功能基因:亚硝酸盐氧化菌(nitrite oxidation bacteria,NOB)的nxrA基因,需氧氨氧化菌(ammonium oxidation bacteria,AOB)的amoA基因和反硝化细菌的nirS基因进行定量分析,主要研究成果如下:(1)芦竹、梭鱼草和这两种植物的复合材料经过7d的发酵,总氮含量低于5mg/L,CODCr含量均高于1800mg/L,释放量最大的达到7560.45mg/L,均符合反硝化有机碳源筛选原则——高碳低氮,且发酵过程中会产生大量的挥发性脂肪酸,主要成分是乙酸和异戊酸,其中乙酸含量最多,不同材料释放量不同,释放量最大的芦竹发酵液达到2140.82mg/L。(2)添加芦竹、梭鱼草和复合材料的植物碳源在人工模拟反硝化实验中反硝化速率分别为0.453mg/L·h、0.459mg/L·h和0.509mg/L·h,在垂直流人工湿地系统中总氮去除率分别为79.55%、87%和92.78%,而对照处理的装置中总氮去除率仅为33.78%,SPSS差异性分析结果表明,3种植物碳源均对总氮去除有极显著的影响,且复合植物碳源对总氮去除的影响显著高于单一植物碳源,说明复合植物碳源相比于单一植物碳源更适合作为反硝化作用的有机碳源。(3)各垂直流人工湿地小试系统内,NOB的数量(103-104copy/g干基质)要远远少于AOB和反硝化菌的数量(分别为106-107copy/g干基质和106-108copy/g干基质),表明该系统中占主导地位的脱氮微生物是AOB和反硝化菌,从微生物的角度证明垂直流人工湿地小试系统中实现了短程硝化反硝化脱氮途径。添加复合植物碳源的系统中层反硝化菌数量显著高于添加了单一植物碳源的系统(P=0.012),从反硝化菌数量的角度证明其更适合成为反硝化菌的有机碳源。