有關(guān)水生植物凈化污水的試驗探索

喬俊婧

(南昌鵬鷂水務(wù)有限公司 江西南昌 330000)

1 研究水生植物凈化污水的意義

在生活污水、工業(yè)廢水以及農(nóng)藥化肥的影響之下,我國各類水體受到了不同程度的污染,繼而給人們的生命健康帶來了嚴重威脅。在此背景下,多種水體污染控制和治理措施相繼被提出,如人工濕地等,但這一類工程投資大且占地廣,因而難以推廣。水生植物凈化污水具有諸多優(yōu)勢,治理成本相對偏低,且容易管理,不僅能顯著改善生態(tài)環(huán)境,同時還能實現(xiàn)對資源及能源的有效回收利用[1]。由此可見,研究水生植物凈化污水具有相當積極的現(xiàn)實意義。

2 材料與方法

2.1 水生植物和試驗水質(zhì)

本試驗共選取了7種水生植物:(1)大薸;(2)浮葉眼子菜;(3)萍蓬草;(4)香菇草;(5)花葉蘆竹;(6)蘆竹;(7)常綠鳶尾(注:1～4屬于浮水植物;5～7屬于挺水植物)。以上材料均購自市花草市場。

試驗水樣污染物初始濃度(單位:mg·L-1):(1)氨氮6.31;(2)硝態(tài)氮1.31;(3)總磷1.36;(4)鐵1.56;5)錳2.34。

2.2 試驗方法

水生植物采用“60cm×44cm×47cm”容積為40L的水箱進行試驗,箱底鋪設(shè)10cm厚度的礫石,每箱僅種植1種水生植物,并設(shè)置3個重復,試驗期為120d。在試驗過程中,采用補加自來水的方法來保持箱中水位。在試驗開始和結(jié)束這兩個時間點對各水箱中的水生植物進行收集,然后借助電子天平對每箱植物的鮮重進行準確稱量。

2.3 水樣采集和分析

使用注射器于水箱水面-10cm處抽取體積為400mL的水,然后在盡量短的時間內(nèi)對水質(zhì)予以分析,測定如下指標:(1)氨氮;(2)硝態(tài)氮;(3)總磷;(4)鐵和錳。至于具體的測定方法詳見《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》[2]。

3 結(jié)果與討論

3.1 去除氨氮與硝態(tài)氮的效果

7種水生植物均表現(xiàn)出一定的去除氨氮效果,各試驗水體的氨氮濃度均由初始值6.31mg·L-1下降到0.33～0.72mg·L-1之間,符合地表水III類水的相關(guān)標準。就水體中氨氮濃度而言,各水生植物處理組明顯低于空白對照組(P＜0.05)。不同水生植物所具有的氨氮去除率集中在21.18%～27.25%之 間。以大薸 、浮葉眼子菜、萍蓬草以及香菇草的去除率較為優(yōu)異。

圖1 水生植物對污染物去除能力比較

7種水生植物均表現(xiàn)出一定的去除硝態(tài)氮效果,各試驗水體的硝態(tài)氮濃度由初始值1.31mg·L-1下降到0.11～0.71mg·L-1之間。相較氨氮而言,硝態(tài)氮對應(yīng)的去除速度偏快,僅僅用了60d便達成了32.65%～45.92%的去除率,但在隨后的60～90d中硝態(tài)氮濃度幾乎維持不變。

3.2 去除總磷的效果

各試驗水體中總磷濃度表現(xiàn)出先降后升的發(fā)展趨勢。試驗開始階段,總磷濃度均有明顯下降,提示主要經(jīng)由磷酸鹽沉降作用以實現(xiàn)對磷的去除。但是,7種水生植物在去除總磷方面仍舊表現(xiàn)出一定的積極作用。各試驗水體的總磷濃度由初始值1.36mg·L-1下降到0.09～0.44mg·L-1之間。又以香菇草(25.81%)和浮葉眼子菜(25.31%)的去除率較為優(yōu)異。

3.3 去除鐵與錳的效果

30d內(nèi)鐵和錳濃度均發(fā)生大幅下降,各試驗水體的鐵和錳濃度分別由初始值2.34mg·L-1與1.56mg·L-1下降到0.11～0.21mg·L-1與0.06～0.32mg·L-1。30d對照組和所有處理組水體中鐵的濃度不存在顯著差異,提示鐵主要通過溶解氧氣的氧化作用得以去除。相較鐵而言,錳更難以發(fā)生氧化反應(yīng)。30d對照組和所有處理組水體中錳的濃度表現(xiàn)出顯著差異,提示水生植物在去除錳元素方面發(fā)揮著積極作用。

4 結(jié)語

7種水生植物在試驗開始和結(jié)束這兩個時間點各自對應(yīng)的鮮重數(shù)據(jù)如下(單位:g):1)大薸37.12±1.98VS210.62±16.87;2)浮葉眼子菜25.44±0.98VS156.98±5.46;3)萍蓬草192.85±8.94VS767.58±45.58;4)香菇草34.38±2.85VS201.66±27.25;5)花葉蘆竹89.67±0.79VS 638.88±27.47;6)蘆竹164.14±6.71VS935.48±68.48;7)常綠鳶尾248.96±4.89VS779.37±24.37。

7種水生植物去污能力如圖1所示,結(jié)果提示在去污能力上,浮水植物為挺水植物的3.15～5.64倍,差異明顯?，F(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn),浮水植物表現(xiàn)出更為理想的生長態(tài)勢。由此可見,在污水凈化工程中,為保障凈化效果,建議以種植浮水植物為主或者兩類植物組合應(yīng)用的方式[3]。

[1]董仕萍,馮義龍.五種水生植物對城市公園水體凈化的初步研究[J].南方農(nóng)業(yè),2014,07:9-11.

[2]舒柳.5種水生植物對凈化生活污水的效果研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學,2013,06:161-163.

[3]李庚飛.淺談水生植物對生活污水的凈化作用[J].價值工程,2012,15:314.