【摘 要】
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汞（Hg）是一种毒性极强的重金属,在水环境中可被转化为剧毒的甲基汞（MeHg）,进而通过食物链/网对各类生物及人体健康造成严重危害,因此极有必要降低水中Hg的污染水平,防止废水中的Hg进入水环境中。本研究在考察颗粒态生物炭和普通砾石对水溶液中Hg（Ⅱ）的去除效率的基础上,以生物炭为基质,构建间歇曝气式人工湿地处理含Hg（Ⅱ）废水,通过分析湿地植物对Hg的富集作用、Hg在湿地基质中的总量及赋存形态以
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汞（Hg）是一种毒性极强的重金属,在水环境中可被转化为剧毒的甲基汞（MeHg）,进而通过食物链/网对各类生物及人体健康造成严重危害,因此极有必要降低水中Hg的污染水平,防止废水中的Hg进入水环境中。本研究在考察颗粒态生物炭和普通砾石对水溶液中Hg（Ⅱ）的去除效率的基础上,以生物炭为基质,构建间歇曝气式人工湿地处理含Hg（Ⅱ）废水,通过分析湿地植物对Hg的富集作用、Hg在湿地基质中的总量及赋存形态以探究湿地的除Hg途径,并考察生物炭基人工湿地对废水中常规污染物COD、N和P的去除效能,分析微生物群落结构对不同湿地基质及Hg（Ⅱ）存在的响应,探究微生物在除Hg中的潜在作用,为应用人工湿地技术去除废水中的Hg提供依据。论文主要结论如下:（1）颗粒生物炭对水溶液中的Hg（Ⅱ）可在较短的时间内达到较高的去除效率,其去除容量和速率均显著高于砾石。在连续流运行下,生物炭基人工湿地（B-CWs）系统对Hg（Ⅱ）的去除率显著高于普通砾石为基质的人工湿地（G-CWs）系统（p＜0.05）,且去除率较为稳定,在运行期间对Hg的去除率始终＞96.0%;而G-CWs系统在运行50天后去除率呈下降趋势,实验100天后降至46.1%。（2）B-CWs系统通过化学、微生物还原挥发等形式去除的Hg占比为81.0%,而G-CWs系统以该形式去除的Hg占比仅为19.0%,表明生物炭基质可通过挥发等作用较好地去除废水中的Hg;G-CWs系统基质截留的Hg为54.8%,而B-CWs系统仅为9.0%,大部分Hg并未留存于B-CWs系统中。B-CWs系统中植物（千屈菜）的生物量和Hg含量均高于G-CWs系统,通过植物富集的Hg占比为7.0%,而G-CWs系统中占比仅为0.7%;同时B-CWs系统中植物的Hg转移系数（TF）小于G-CWs系统,表明生物炭基质有利于植物的生长及其对Hg的吸收,且使得Hg主要分布在植物根部,减轻了对地上部分的胁迫。（3）生物炭人工湿地对废水中COD、NH4+和TP的去除率显著高于砾石系统,表明生物炭基质在去除废水中常规污染物方面同样具有优势。Hg胁迫使得湿地对NH4+和TP的去除效率显著下降（p＜0.05）。（4）生物炭基质可为微生物的生长提供良好的环境,B-CWs系统中微生物种类相较G-CWs系统丰富,其中Arenimonas、Lysobacter、Micropruina和Hydrogenophaga等种群的丰度高于G-CWs系统,其可能对Hg的去除起重要作用。Hg的存在对微生物群落结构产生了一定的影响,但影响较基质类型的影响小。本文结果表明,间歇曝气式生物炭基质人工湿地在处理含Hg（Ⅱ）废水方面具有较大的应用优势和潜力,其作用效能、影响因素和作用机制值得进一步探究。
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