水鱉等四種水生植物對受污水體的凈化研究比較

摘 要:對水鱉、荊三棱、蘆葦、香蒲三種挺水植物在同等條件下凈化受污水體進行了研究。研究表明，三種挺水植物能較好地去除N、P類營養物。對NH4+-N、PO43-的去除率可分別達60%～90%和70%～90%，同時可提高水體的DO、pH，對CODcr的去除率為70%以上。綜合分析表明，四種植物對受試水體都有良好的凈化效果，其中荊三棱對受污水體的綜合凈化效果明顯，水鱉對受試水體增氧作用明顯。

關鍵詞:水鱉 荊三棱 蘆葦 香蒲 挺水植物 水體修復

中圖分類號:X524文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)12(b)-0121-01

由于人工濕地技術能有效地處理多種多樣的廢水，對負荷變化適應能力強，氮、磷去除效率高。植物是濕地的重要組成部分，在調查該地區能正常生長且耐污能力強的水生植物的基礎上，選擇適宜的人工濕地植物種類對于提高濕地的污水凈化功能有著重要的意義[1]。本文通過對比水鱉、荊三棱、蘆葦、香蒲四種水生植物對污染水體的不同凈化效果，旨在對濕地植物的選擇提供一定基礎研究。

1 材料與方法

本實驗采用水鱉、香蒲、蘆葦和荊三棱等四種水生植物進行水培實驗，將各塑料箱體清洗干凈，將4種植物樣品根部淤泥徹底清洗干凈。用大約3～5cm厚的礫石埋壓植物根部，將配制好的人工配制的水樣等量傾倒于各箱體中，依次進行處理時間為1、2、3、4、8天的凈化試驗。植物的種植量為低密度培植，每箱植物均選擇大小、高度相近的每種植物各五株，用石子對植物的根系進行壓埋，防止植物倒伏、死亡。水鱉的水面覆蓋率為30%。

經植物凈化后的水樣用虹吸法采集于聚乙烯塑料瓶中進行水質分析。測pH值采用pH-3C型pH計;DO采用硫代硫酸鈉標準溶液滴定法測定。CODcr、總磷TP、氨氮NH4+-N、總氮TN測試方法均按國家環保局編制的《水和廢水監測分析方法進行》[2]。

2 數據匯總與分析

依據各植物系統對人工配水的凈化數值繪制下圖1，從圖上可以清晰看出各植物對水體的凈化作用。其中pH和DO計算的是與第一天相比的變化率，COD、NH4+-N、TN、TP計算的是與第一天相比的去除率。

從圖1可以看出，可以看出各系統內的pH變化趨勢均為上升，且上升速度因植物種類的不同而各有差異。但4天后各植物系統內的pH值開始下降，在第8天時，各植物系統的pH值均低于對照水樣。變化的原因是水生植物對NH4+-N的吸收導致水中pH降低，因為植物根部在吸收陽離子的同時釋放出H+，即伴隨著有機酸的產生[3]，并且硝化作用的進行也使水中H+增加。NH4+-N的濃度決定了生活污水處理過程中pH的變化[4]，從而使各植物系統內pH值變化各異。按照pH值變化率由大到進行排序為荊三棱>水鱉>香蒲>蘆葦>對照水樣，可以看出植物對水體中pH值的影響。DO數值的變化除對照水樣為持續下降外，部分植物系統的DO持續上升，其余各植物系統均為先下降后上升。按照DO數值變化率由大到小進行排序:水鱉>蘆葦>荊三棱>香蒲>對照水樣。本階段水鱉的泌氧能力較其他植物更為明顯。按照COD去除率由大到小進行排序:荊三棱>香蒲>水鱉>蘆葦>對照水樣。各系統對水體中NH4+-N去除率有部分植物系統出現先上升后下降的現象，其余植物系統的NH4+-N去除率隨時間變化去除率增加，原因還需進一步分析。各系統對NH4+-N的去除率由大到小排序為:荊三棱>水鱉>蘆葦>對照水樣>香蒲。各系統對水體中NH4+-N、TN去除率隨時間變化去除率增加，各系統對TN的去除率由大到小排序為:蘆葦>荊三棱>水鱉>對照水樣>香蒲。NH4+-N在有氧條件下，通過硝化作用逐步變為亞硝酸鹽、硝酸鹽。硝酸鹽在厭氧條件下再通過反硝化變成氮氣或氮氧化物而去除[5]。因此，出水中總氮濃度及其去除率的變化趨勢應與硝氮的一致。對照水樣中的總磷下降，為水體中的磷產生沉降或吸附作用。按照去除率由大到小排列為:荊三棱>水鱉>蘆葦=香蒲>對照水樣。

3 結語

通過實驗數據的對比，在改變污染水體pH值、CODcr去除率、NH4+-N和TN去除率、TP去除率方面，水生植物荊三棱表現出來明顯的優勢。植物水鱉的須根比較的發達，并且在須根周圍生成部分黏液狀物質。

圖1各植物系統中的pH變化率、DO變化率以及污染物質累積去除率起到明顯降低的作用，在水面覆蓋率30%的生長情況下，對水體中的DO含量有明顯的提高作用。

參考文獻

[1]吳振斌，邱東茹，賀鋒，等.水生植物對富營養化水體水質凈化作用的研究［J］.武漢植物學研究，2001.

[2]國家環保總局，水與廢水監測分析方法編委會.水與廢水監測分析方法〔第四版〕[M].北京:中國環境科學出版社，2002.

[3]Braskerud BC Factorsaeting Phos Phorus retention in smalleon structed wetland streating agriculturaln on-Pointsouree Pollution[J].Eeological Engineering，2002，19:41-61.

[4]徐樂中.pH值堿度對脫氮除磷效果的影響及其控制方法[J].給水排水，19%，22(1):10-14.

[5]吳振斌，邱東茹，賀鋒，等.水生植物對富營養化水體水質凈化作用的研究［J］.武漢植物學研究，2001.