發(fā)布時間：2018-04-14 05:26

  本文選題：再生水 + 致病菌��； 參考：《中國水利水電科學(xué)研究院》2017年博士論文

【摘要】：再生水灌溉已成為世界范圍內(nèi)緩解水資源供需矛盾的重要手段。然而,再生水中含有的大量病原體可能會增大系統(tǒng)運行和環(huán)境污染風(fēng)險,對環(huán)境、作物和人體產(chǎn)生危害。滴灌由于可以避免灌溉水與管理者和農(nóng)作物的直接接觸,而被認(rèn)為是較為適宜的再生水灌溉技術(shù),但目前尚缺乏關(guān)于再生水滴灌對致病菌影響的系統(tǒng)研究。因此,對于再生水滴灌條件下,灌溉技術(shù)參數(shù)對典型糞便感染指示菌大腸桿菌-Escherichia acoli(E.coli)在田間非飽和土壤中的運移、分布特征和在作物中殘留的影響研究具有重要的理論和實踐指導(dǎo)意義。本文首先采用室內(nèi)試驗來研究滴灌技術(shù)參數(shù)對E.coli在非飽和砂土和砂壤土中運移分布的影響。試驗采用30°扇柱體有機玻璃土箱進行再生水滴灌試驗,觀測滴灌條件下的水分運動及E.coli分布。試驗因素包括滴頭流量、灌水量、E.coli注入濃度等。滴頭流量范圍為1.05～5.76L/h,灌水量范圍為4.8～12L,E.coli注入濃度數(shù)量級為102～107 CFU/mL。試驗過程中監(jiān)測地表積水范圍以及水平和垂直方向的濕潤距離,描繪濕潤鋒。灌水結(jié)束后,打開土箱采集土壤樣品,測定土壤中E.coli含量和土壤含水率。土箱試驗完成后,應(yīng)用軟件HYDRUS來模擬再生水滴灌條件下水分和E.coli的運移。模型通過試驗實測值進行率定和驗證。采用均方根誤差、一致性指數(shù)和歸一化均方根誤差來評價模型。采用田間再生水滴灌試驗探求E.coli在土壤-作物系統(tǒng)中運移殘留特點,同時提出避免土壤-作物污染和保證作物產(chǎn)量品質(zhì)的滴灌技術(shù)參數(shù)。試驗分別于2014年秋季和2015年春季進行。2014年試驗考慮灌水量、滴灌帶埋深和水質(zhì)3個因素,埋深設(shè)置3個水平,分別為0、10和20 cm;灌水量也設(shè)置3個水平,按蒸發(fā)皿系數(shù)控制灌水,水平分別為0.6、0.8和1;對于灌溉水平0.8的所有埋深處理,設(shè)地下水灌溉作為對照。2015年試驗將灌水量因素改為灌水頻率,也設(shè)置3個水平,分別為每4天、8天、12天灌水1次,其余因素的設(shè)計和2014年相同。在萵筍生育期內(nèi),定期檢測土壤各層含水率及E.coli含量。2014年,在萵筍生育中期灌后即刻取樣檢測E.coli在土壤中的運移和空間分布情況。同時,檢測兩年灌水間隔內(nèi)表層土壤中E.coli的衰減變化。萵筍采收后,測定葉表面和莖內(nèi)的E.coli含量。統(tǒng)計萵筍的產(chǎn)量和品質(zhì)。主要結(jié)論如下:(1)滴灌條件下,E.coli主要分布在滴頭附近,土壤中E.coli濃度隨再生水中E.coli濃度的增加而明顯增加。滴頭流量和土壤初始含水率增大均會不同程度增加E.Coli在土壤中運移能力。砂土再生水滴灌條件下,土壤中E.coli濃度沿遠(yuǎn)離滴頭方向逐漸減小,在距濕潤鋒5～10 cm的范圍內(nèi)無E.coli;砂壤土條件下,土壤對E.coli的吸附作用較強,灌溉水中的E.coli絕大部分被截留在表層5 cm范圍內(nèi),且集中在飽和濕潤區(qū)附近。(2)基于HYDRUS建立了地表滴灌點源的土壤水分和E.coli運移分布模型。給出了描述E.coli運移的雙點位動態(tài)吸附參數(shù),取得了較好的模擬效果。并應(yīng)用模型模擬不易采用試驗實現(xiàn)的滴灌條件,給出滴灌技術(shù)參數(shù)對E.coli運移的影響特點。(3)田間再生水滴灌條件下,灌水后地表土壤中的E.coli明顯增加,再生水地表滴灌條件下灌水頻率增大會加大灌后地表土壤E.coli污染機率。但E.coli濃度隨時間衰減明顯,灌后72 h再生水地表滴灌與地下水地表滴灌對照處理土壤中E.coli濃度已無明顯差異。(4)采用地下滴灌可以有效避免土壤的E.coli污染,灌水頻率和灌水量對地下滴灌條件下E.coli的土壤污染影響不顯著。萵筍生育期內(nèi)經(jīng)多次再生水滴灌后,土壤中E.coli濃度相對生育期初期并沒有發(fā)生明顯變化,萵筍生育期內(nèi)再生水滴灌不會造成田間土壤的E.coL 累積污染。(5)生育期末,在萵筍莖中無E.coli檢出,部分葉表面有E.coli殘留,但葉表面E.coli殘留量并未較地下水灌溉對照處理高,滴灌技術(shù)參數(shù)對葉表面E.coli.殘留的影響也不顯著,再生水滴灌不會提高萵筍受E.coli污染的風(fēng)險。另外,采用再生水滴灌或適當(dāng)增大灌水頻率可以提高萵筍的產(chǎn)量。地下滴灌比地表滴灌萵筍產(chǎn)量高,同時,地下滴灌也可提高萵筍中還原型VC和可溶性糖的含量。(6)綜合研究表明,滴頭流量通過增大水流通量而促進土壤中E.coli的運移,灌水量和土壤初始含水率增大也增強E.coli在土壤中的運移。另外,灌水頻率、灌水量、滴灌帶埋深對E.coli在土壤中的分布與衰減有重要影響,萵筍收獲時,莖組織中未檢測到E.coli,E.coli在葉中的零星殘留具有隨機性,采用地下滴灌和適當(dāng)延長灌水間隔有利于減低E.coli污染風(fēng)險。
[Abstract]:In this paper , the effects of irrigation technology parameters on the transport , distribution and soil moisture content of E . coli in unsaturated soils and sandy loam were studied by laboratory tests . The results showed that E . coli had no significant effect on E . coli .

【學(xué)位授予單位】：中國水利水電科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S275.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1747912