海水利用废水的人工湿地处理及耐盐植物生理响应研究

海水利用废水的处理是海水直接利用必须要解决的关键问题。本项目以筛选耐盐植物并构建人工湿地为基础对此展开研究。研究的主要内容目标包括：（１）植物是人工湿地的核心，为此，应根据海水利用废水处理的需要确定评定原则和筛选范围，再通过适应性培养、水培试验等筛选出适合于特定地区生态环境条件的耐盐人工湿地植物。（２）以筛选到的人工湿地植物为基础，开发出适合于海水利用废水处理的方法，同时研究其处理特性及机制。（３）植物在处理过程中的形态响应及生理响应既可以反映出人工湿地的处理状态，又有助于我们揭示其耐盐耐污的机理。形态响应研究包括对植物叶绿体、叶、根、植株等的观察统计分析。生理响应研究通过植物组织酶活性的测定，来了解植物体内生物化学过程的变化。本项目首次将人工湿地技术应用于海水利用废水的处理，开拓了海水利用废水处理的新途径，植物响应的研究为人工湿地耐盐耐污能力的提高、工艺的革新等难题提供理论依据。

海水利用废水的处理是海水直接利用所必需要解决的关键问题。本项目对采用人工湿地技术处理海水利用废水及耐盐植物的生理响应进行了试验研究和理论分析。并取得了如下主要研究成果：（１）按照处理含盐污水对于人工湿地植物的特殊要求，建立了耐盐湿地植物筛选评价体系，并分别筛选到了适合于低盐度、中盐度和高盐度污水人工湿地处理的耐盐植物；（２）以筛选到的耐盐湿地植物为基础，开发了含海水污水的人工湿地处理技术，对不同含盐量污水的净化效果的研究表明构建的人工湿地系统具有较好的耐盐性能，并系统研究了水力停留时间、处理负荷等操作参数对于其处理效果的影响。（3）为了探究盐度抑制下人工湿地处理效果发生变化的生物机制，研究确定了进水盐度对于人工湿地基质微生物种类数量和基质酶活性的影响；1.5%及以下盐度环境相对于淡水环境下系统内的微生物生态结构和菌群数量变化不大，当盐度上升到2.0%时，系统内细菌、真菌、放线菌和硝化菌的数量以及基质酶活性都出现了明显的下降，说明在2.0%的高盐度环境下，人工湿地基质中微生物受到了强烈的抑制，从而导致了其对有机物及氮去除能力的下降。（4）开发了海水养殖废水的人工湿地处理技术，并研究了其处理特性。选择盐生红树植物秋茄为耐盐湿地植物并构建人工湿地应用于循环海水养殖废水的处理，表面水力负荷控制在0.1 m3/(m2•d)及以下时，出水悬浮物质（SS）低于10 mg/L，生化需氧量（BOD5）低于5 mg/L，达到国家渔业水质标准（GB11607-89）的要求，实现了海水养殖废水的循环利用。（5）通过研究芦苇、美人蕉、大米草等耐盐湿地植物在不同盐度环境下（盐度分别为0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%）生长时生理生化过程所受的影响，从形态机制和生理机制揭示了含海水废水人工湿地处理的植物响应机理。