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随着我国社会经济的迅猛发展,河流水污染形势严峻,河流生态治理与恢复势在必行。尽管我国《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定了粪大肠菌群浓度限值,但目前我国河流水质评价通常以常规理化指标为主,甚少考虑微生物指标。人工湿地在河流生态治理与恢复中得到了广泛应用,但现有研究主要关注COD和N、P污染去除,缺乏对病原微生物的深入研究。因此,开展河流微生物污染的调查及其迁移去除研究具有重要的现实意义。 本研究以非常规水源补给为主的北京市温榆河为研究对象,选取细菌总数、总大肠菌群、粪大肠菌群以及SC噬菌体、F噬菌体作为指示微生物,对温榆河连续开展了18个月(2009.10-2011.3)的调查研究。结果表明除了有机物污染和富营养化问题以外,温榆河流域的微生物污染非常严重。温榆河上游已经受到了一定程度的微生物污染,波动幅度较大(2.70~6.73 log/L);下游受清河、坝河等排水河道的影响,微生物污染普遍严重(均值达6.80 log/L以上),平均超出地表水V类水质标准(GB3838-2002)粪大肠菌群浓度的两个数量级。统计分析显示,温榆河微生物污染受季节的影响并不显著(p>0.05),表明了人类活动是其主要影响因素。 针对北京温榆河以N、P污染为主的特点,选择人工湿地最重要的组成要素基质为对象,通过静态吸附试验、动态吸附试验和湿地模拟试验考察了钢渣、砂石、斜发沸石和镁橄榄石对f2模型病毒、粪大肠菌群、NH4+-N、TP以及CODcr等去除效果及其主要影响因素,主要结论如下: ①试验基质对f2噬菌体的静态吸附均能符合Langmuir和Freundlich等温吸附曲线。 ②四种基质对f2噬菌体的去除效果依次为钢渣>镁橄榄石>砂石>斜发沸石,对NH4+-N的去除效果依次为斜发沸石>砂石>钢渣>镁橄榄石,对TP的去除效果依次为钢渣>镁橄榄石>砂石>斜发沸石。 ③水力停留时间显著影响斜发沸石和砂石对f2噬菌体的去除效果,钢渣不受其影响,具体作用机理有待进一步深入研究。 ④混合基质结构的人工湿地模拟系统对f2、NH4+-N和 TP的去除率分别为90%、50%~70%和>90%,试验组(芦苇)和对照组对上述污染物的去除无显著差异。24小时连续试验表明,湿地模拟系统对f2和TP具有较稳定的去除效果,但NH4+-N发生了完全穿透现象,需加强人工湿地脱氮研究。 ⑤人工湿地示范工程对指示微生物具有较好的去除效果,最高去除率可达99.6%,但形成表面流时对微生物的去除效果不稳定。 微生物污染对河流水质评价和致病风险具有重要影响,我国今后需从理化指标和微生物指标对河流进行全面的水质评价和管理,并从污染源控制、岸边带控制、河流生态治理与恢复等全过程加强对河流水体的病原微生物风险控制。