有关水生植物净化污水的试验探索

乔俊婧

(南昌鹏鹞水务有限公司 江西南昌 330000)

1 研究水生植物净化污水的意义

在生活污水、工业废水以及农药化肥的影响之下,我国各类水体受到了不同程度的污染,继而给人们的生命健康带来了严重威胁。在此背景下,多种水体污染控制和治理措施相继被提出,如人工湿地等,但这一类工程投资大且占地广,因而难以推广。水生植物净化污水具有诸多优势,治理成本相对偏低,且容易管理,不仅能显著改善生态环境,同时还能实现对资源及能源的有效回收利用[1]。由此可见,研究水生植物净化污水具有相当积极的现实意义。

2 材料与方法

2.1 水生植物和试验水质

本试验共选取了7种水生植物:(1)大薸;(2)浮叶眼子菜;(3)萍蓬草;(4)香菇草;(5)花叶芦竹;(6)芦竹;(7)常绿鸢尾(注:1～4属于浮水植物;5～7属于挺水植物)。以上材料均购自市花草市场。

试验水样污染物初始浓度(单位:mg·L-1):(1)氨氮6.31;(2)硝态氮1.31;(3)总磷1.36;(4)铁1.56;5)锰2.34。

2.2 试验方法

水生植物采用“60cm×44cm×47cm”容积为40L的水箱进行试验,箱底铺设10cm厚度的砾石,每箱仅种植1种水生植物,并设置3个重复,试验期为120d。在试验过程中,采用补加自来水的方法来保持箱中水位。在试验开始和结束这两个时间点对各水箱中的水生植物进行收集,然后借助电子天平对每箱植物的鲜重进行准确称量。

2.3 水样采集和分析

使用注射器于水箱水面-10cm处抽取体积为400mL的水,然后在尽量短的时间内对水质予以分析,测定如下指标:(1)氨氮;(2)硝态氮;(3)总磷;(4)铁和锰。至于具体的测定方法详见《水和废水监测分析方法(第四版)》[2]。

3 结果与讨论

3.1 去除氨氮与硝态氮的效果

7种水生植物均表现出一定的去除氨氮效果,各试验水体的氨氮浓度均由初始值6.31mg·L-1下降到0.33～0.72mg·L-1之间,符合地表水III类水的相关标准。就水体中氨氮浓度而言,各水生植物处理组明显低于空白对照组(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 间。以大薸 、浮叶眼子菜、萍蓬草以及香菇草的去除率较为优异。

图1 水生植物对污染物去除能力比较

7种水生植物均表现出一定的去除硝态氮效果,各试验水体的硝态氮浓度由初始值1.31mg·L-1下降到0.11～0.71mg·L-1之间。相较氨氮而言,硝态氮对应的去除速度偏快,仅仅用了60d便达成了32.65%～45.92%的去除率,但在随后的60～90d中硝态氮浓度几乎维持不变。

3.2 去除总磷的效果

各试验水体中总磷浓度表现出先降后升的发展趋势。试验开始阶段,总磷浓度均有明显下降,提示主要经由磷酸盐沉降作用以实现对磷的去除。但是,7种水生植物在去除总磷方面仍旧表现出一定的积极作用。各试验水体的总磷浓度由初始值1.36mg·L-1下降到0.09～0.44mg·L-1之间。又以香菇草(25.81%)和浮叶眼子菜(25.31%)的去除率较为优异。

3.3 去除铁与锰的效果

30d内铁和锰浓度均发生大幅下降,各试验水体的铁和锰浓度分别由初始值2.34mg·L-1与1.56mg·L-1下降到0.11～0.21mg·L-1与0.06～0.32mg·L-1。30d对照组和所有处理组水体中铁的浓度不存在显著差异,提示铁主要通过溶解氧气的氧化作用得以去除。相较铁而言,锰更难以发生氧化反应。30d对照组和所有处理组水体中锰的浓度表现出显著差异,提示水生植物在去除锰元素方面发挥着积极作用。

4 结语

7种水生植物在试验开始和结束这两个时间点各自对应的鲜重数据如下(单位:g):1)大薸37.12±1.98VS210.62±16.87;2)浮叶眼子菜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)花叶芦竹89.67±0.79VS 638.88±27.47;6)芦竹164.14±6.71VS935.48±68.48;7)常绿鸢尾248.96±4.89VS779.37±24.37。

7种水生植物去污能力如图1所示,结果提示在去污能力上,浮水植物为挺水植物的3.15～5.64倍,差异明显。现场观察发现,浮水植物表现出更为理想的生长态势。由此可见,在污水净化工程中,为保障净化效果,建议以种植浮水植物为主或者两类植物组合应用的方式[3]。

[1]董仕萍,冯义龙.五种水生植物对城市公园水体净化的初步研究[J].南方农业,2014,07:9-11.

[2]舒柳.5种水生植物对净化生活污水的效果研究[J].广东农业科学,2013,06:161-163.

[3]李庚飞.浅谈水生植物对生活污水的净化作用[J].价值工程,2012,15:314.