應(yīng)用水培蔬菜凈化滇池富營養(yǎng)水體分析研究

李發(fā)榮，余 冬

(昆明市環(huán)境監(jiān)測中心，云南昆明650228)

應(yīng)用水培蔬菜凈化滇池富營養(yǎng)水體分析研究

李發(fā)榮，余 冬

(昆明市環(huán)境監(jiān)測中心，云南昆明650228)

通過對福保鄉(xiāng)水培蔬菜示范區(qū)的進出口水體中營養(yǎng)物質(zhì)氮、磷、COD、氨氮等指標的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，研究水培蔬菜凈化滇池富營養(yǎng)化水體的作用、效果、水環(huán)境的改善以及由此帶來的經(jīng)濟和景觀價值。

水培蔬菜;營養(yǎng)水體;水體凈化;滇池

滇池水污染與太湖、巢湖一樣，在“九五”期間就被國家列為“三湖三河”治理的重點。20世紀90年代以來隨著滇池嚴重營養(yǎng)化，到目前為止滇池水體仍然為劣Ⅴ類。雖然省市政府采取了多項治理措施，但氮磷營養(yǎng)濃度還是居高不下。2011年以來，在滇池和草海種植水葫蘆凈化水體中的氮磷營養(yǎng)物質(zhì)，雖然取得了一定的效果，但水葫蘆的根、葉極易脫落進入湖體，會使湖泊沼澤化，且水葫蘆的遮蔽效應(yīng)容易引起水體溶解氧下降。

水培蔬菜無土栽培［1］是當今世界上最為先進的技術(shù)，由于無土栽培比有土栽培具有許多優(yōu)點，近年呈直線上升。水培蔬菜［2］，是指大部分根系生長在營養(yǎng)液液層中，只通過營養(yǎng)液為其提供水分、養(yǎng)分、氧氣的有別于傳統(tǒng)土壤栽培形式下進行栽培的蔬菜。水培蔬菜生長周期短，富含多種人體所必需的維生素和礦物質(zhì)。水培葉菜比土培葉菜質(zhì)量好［3］、清潔、鮮美。水培蔬菜在滇池草海種植，蔬菜生長過程中可以大量吸收水體中的氮磷營養(yǎng)物［4］，既凈化了水體，改善了滇池生態(tài)環(huán)境，又能得到可供人們食用的蔬菜，又不會造成二次污染。本文通過對福保鄉(xiāng)水培蔬菜示范區(qū)的進出口水體中營養(yǎng)物質(zhì)氮、磷、COD、氨氮等指標的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，研究水培蔬菜凈化對滇池水的作用、效果、水環(huán)境的改善以及由此帶來的經(jīng)濟和景觀價值。

1方法與實驗材料

福保水培蔬菜基地水培面積:600畝，平均水深:80cm，水的來源:充分利用城市生活污水作為蔬菜生長的營養(yǎng)源。種植蔬菜占水面面積:200畝，生長周期平均2個月左右，每年收6次。主要品種有:白菜、生菜、青菜、水芹菜、油麥菜、紅珊瑚、薄荷、水晶菜、雞窩菜、意大利生菜、芥蘭、空心菜、茼蒿、香菜、紫珊瑚、金錢草、魚腥草、車前草、西蘭花、萵筍、羅紋菜等30余種。為了評價水培蔬菜凈化滇池水質(zhì)的效果，分別在1#、2#水培蔬菜種植區(qū)的進、出口設(shè)置監(jiān)測點位，監(jiān)測指標為總氮、氨氮、總磷、化學需氧量、溶解氧及pH值。監(jiān)測方法為水和廢水監(jiān)測分析方法中的對應(yīng)方法。

2結(jié)果與討論

2.1氮的去除效果

經(jīng)對1#、2#原水和1#、2#出水的總氮、氨氮濃度測值分析(表1、表2)，1#、2#原水濃度均為劣Ⅴ類水質(zhì)。分別經(jīng)過1#、2#水培蔬菜種植區(qū)后，高濃度的氮被蔬菜生長吸收，水體含氮量不斷下降，出水口的總氮濃度平均為1.027～1.35mg/L，氨氮濃度平均為0.303～0.45 mg/L，分別達到地表水Ⅳ類水和Ⅱ類水，總氮凈化效率為87.52%～91.87%。氨氮凈化效率為95.02%～97.62%。與總氮相比，氨氮被蔬菜利用率更高。

表1水培蔬菜凈化總氮監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計表

表2水培蔬菜凈化氨氮監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計表

2.2磷的去除效果

經(jīng)對1#、2#原水和1#、2#出水的總磷濃度測值分析(表3)，1#、2#原水濃度均為劣Ⅴ類水質(zhì)。分別經(jīng)過1#、2#水培蔬菜種植區(qū)后，磷被蔬菜生長吸收，水體含磷量不斷下降，從出水口的總磷濃度平均為0.077～0.107mg/L，分別達到地表水Ⅲ類水和Ⅳ類水，總磷凈化效率為89.48%～89.48%。

表3水培蔬菜凈化總磷監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計表

2.3化學需氧量去除效果

經(jīng)對1#、2#原水和1#、2#出水的COD濃度測值分析(表4)，1#、2#原水濃度均為劣Ⅴ類水質(zhì)。分別經(jīng)過1#、2#水培蔬菜種植區(qū)后，水體COD濃度不斷下降，出水口的COD濃度平均為19～21mg/L，分別達到地表水Ⅲ類水和Ⅳ類水，凈化效率為63.37%～79.73%。水培蔬菜凈化COD，主要是水培蔬菜的根系以及水中的顆粒物的比表面積的吸附效應(yīng)將COD吸附降解而使COD被凈化吸收。

表4水培蔬菜凈化COD監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計表

2.4水體溶氧變化分析

經(jīng)對1#、2#原水和1#、2#出水的溶解氧濃度測值分析(表5)，水體經(jīng)過1#、2#水培蔬菜種植區(qū)后，水體缺氧狀況逐步得到改善，但其測值還較低，需要提升水體中的氧含量，使水中有機物加快凈化。

表5水培蔬菜基地溶解氧進出口監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計表

2.5水體酸堿度變化分析

經(jīng)對1#、2#原水和1#、2#出水的pH測值數(shù)據(jù)分析，水體經(jīng)過1#、2#水培蔬菜種植區(qū)后，水培蔬菜種植區(qū)pH值7.56～7.98，在地表水標準限值6～9的范圍之內(nèi)，出水pH值較原水pH值略呈堿性。

2.6水培蔬菜凈化負荷分析

福保水培蔬菜基地有水面600畝，其中2011年種植水培蔬菜180畝，每年采收5～6茬，輪作面積900～1080畝。經(jīng)對原水和1#、2#出水的總磷、氮、氨氮濃度監(jiān)測以及進出水口水量的監(jiān)測(表6)，凈化效率平均為89.48%、89.7%和96.31%，出口水量每天2557m3，經(jīng)測算每年該水培蔬菜濕地可凈化總磷689kg、總氮9845kg、氨氮9672kg，凈化效果明顯。

表6水培蔬菜濕地氮、磷凈化負荷監(jiān)測統(tǒng)計表

3經(jīng)濟與景觀效果分析

經(jīng)測算福保水培蔬菜基地2011年共輪作種植水培蔬菜1080畝，約采收蔬菜10.8～16萬t，獲得可觀的經(jīng)濟收入。由于水培蔬菜的人工造景，每年吸引更多游客，增大了旅游經(jīng)濟收入。實現(xiàn)了環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。

經(jīng)對2010年草海水體氮磷等營養(yǎng)鹽［5］的監(jiān)測，草海水體中的氮濃度約為11.1mg/L，氨氮平均為6.3mg/L，總磷平均為0.6mg/L。這樣濃度的水體十分適合水培蔬菜的種植。監(jiān)測建議該技術(shù)可在滇池草海推廣水培蔬菜種植，既可以凈化草海水體，又能獲取可觀的經(jīng)濟價值。

4結(jié)語

(1)經(jīng)監(jiān)測分析，水培蔬菜對水體中的氮、磷具有明顯的凈化效果，能將水體從劣Ⅴ類凈化到Ⅲ～Ⅳ類水，凈化效率達89%～97%，經(jīng)過凈化的水可以排入滇池。

(2)水體COD分別經(jīng)過1#、2#水培蔬菜種植區(qū)后，濃度不斷下降，出水口COD濃度平均為19～21mg/L，分別達到地表水Ⅲ類水和Ⅳ類水，凈化效率為63.37%～79.73%。

(3)經(jīng)調(diào)查，福保水培蔬菜種植不但可以治理污染水體，還可獲取大量可食用的生態(tài)蔬菜，得到可觀的經(jīng)濟收入和打造新的旅游增長點。

(4)監(jiān)測建議該技術(shù)可在滇池草海推廣水培蔬菜種植，既可以凈化草海水體，又能獲取可觀的經(jīng)濟價值。

［1］蔣衛(wèi)杰．我國有機生態(tài)型無土栽培技術(shù)研究 ［J］．生態(tài)農(nóng)業(yè)研究，2000，8(3):17－21．

［2］呂錫武．水培蔬菜法對富營養(yǎng)化水體中氮磷的去除特性研究［J］．江蘇環(huán)境科技，2004，17(2):1－3．

［3］黃婧．浮床水培蕹菜的生物學特征及水質(zhì)凈化效果［J］．環(huán)境科學與管理，2008，33(12):92－94．

［4］姜翠玲．非點源污染物在溝渠濕地中的累積和植物吸收凈化［J］．應(yīng)用生態(tài)學報，2005，16(7):1351－1354．

A Research on Purification of the Eutrophicated Water by Hydroponic Vegetables in Dianchi Lake

LI Fa－rong，YU Dong
(Kunming Municipal Environmental Monitoring Center，Kunming Yunnan 650228 China)

Based on the analysis of the monitoring data of the nitrogen，phosphorus，COD and ammonia nitrogen of the inlet and outlet water in Fubao Township Hydroponic Vegetable Cultivation Demonstration Area，the research of using hydroponic vegetable to improve the water environment of the eutrophicated water in Dianchi Lake is undertaken to see its effect and results，as well as the potential economic and landscape value．

hydroponic vegetables;nutrient water;water purification;Dianchi Lake

X524

A

1673－9655(2012)05－0032－03

2012－05－10