合成革廢水人工濕地強化出水對蘇州青的影響

應俊輝，王東明，陳茂銓

(麗水職業技術學院，浙江麗水 323000)

麗水市水閣工業園區自2002年3月開始征地開發以來，逐步形成了以合成革為主導的產業集群。據2012年麗水統計年鑒顯示，合成革企業全年實現工業總產值170億元，整個行業產值占園區總產值的62.9%，但隨之帶來的合成革廢水污染已成為亟待解決的問題。

近年來關于污水灌溉對農作物的影響方面的研究較多［1－4］，主要采用生活、養殖、河段、再生水等污水類型開展了灌溉試驗，研究不同濃度的污水澆灌對農作物生理生化特性的影響，均證實了污水應用于作物灌溉的可行性，并在特定條件下可對作物生長發揮增效作用。鑒于當地豐富的天然水系和園區接壤部分蔬菜基地的生產安全，以合成革廢水實施污水灌溉研究是一個全新的嘗試。通過在原有處理工藝基礎上，引入潛流式人工濕地處理技術，強化水質凈化。為驗證人工濕地的處理效果，進行合成革廢水人工濕地強化出水對蔬菜生長發育的影響分析，為其安全生產提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

試驗以青菜品種蘇州青為為害鑒定植物，以3，5-二硝基水楊酸、茚三酮、考馬斯亮藍G-250、磺基水楊酸、GSH、SOD、T-AOC試劑盒等為試劑。試驗期間，合成革廠排廢水和潛流式人工濕地排水水質情況見表1。

表1 試驗期間合成革廢水水質情況

1.2 方法

1.2.1 合成革廢水人工濕地處理

試驗用人工濕地模擬系統 (圖1)由均化池和潛流式人工濕地組成。均化池有效體積為0.50 m3，濕地單池容積為0.25 m3，濕地平面尺寸為1.00 m(長) ×0.50 m(寬)，填料層有效高度為0.50 m。濕地種植菖蒲，填料層采用當地河砂，有效砂粒徑為0.25～1.00 mm，不均勻系數小于4.0，系統底層鋪有直徑為1.0～2.5 cm的礫石排水支撐層，水力負荷控制在0.25 m3·d－1左右。

圖1 合成革廢水人工濕地處理系統

1.2.2 廢水人工濕地強化處理出水灌溉蔬菜試驗

選取當地蔬菜生產基地具有代表性的黃棕壤土種植蘇州青，劃分5個小區，中間用40 cm寬田埂隔開，防止水分相互串流。植株4葉時，分別用1%廠排廢水、10%廠排廢水、100%濕地排水、10%濕地排水進行灌溉試驗，以清水灌溉為對照。

1.2.3 生理指標的測定

灌溉10 d后，取蘇州青葉片進行生理指標測定。以丙酮作為提取介質，4 000 g離心，得葉綠素提取液。采用721型分光光度計，在波長665和649 nm下測定光吸收值，計算得出葉綠素含量。采用3，5-二硝基水楊酸 (DNS)法測定總糖、還原糖含量，通過磺基水楊酸提取-酸性茚三酮加熱處理－甲苯處理測定脯氨酸 (Pro)含量［5－6］。采用南京建成生物工程研究所提供T-AOC試劑盒測定總抗氧化能力 (T-AOC)。

2 結果與分析

2.1 生長及葉綠素含量

試驗結果 (圖2)表明，清水、10%濕地排水灌溉下，蘇州青生長正常，葉片大;100%濕地排水灌溉的植株長勢變緩;1%廠排廢水、10%廠排廢水灌溉的植株部分葉片從邊緣處開始變黃，向內沿展，且有部分葉片全部枯黃，未黃化葉片顏色相對較深。對比結果說明，合成革工廠普通工藝排出的廢水對蘇州青生長有一定破壞作用;人工濕地強化處理出水對蘇州青生長尚有抑制作用，稀釋到10%濕地排水濃度的灌溉對蘇州青生長影響較小。

圖2 強化出水灌溉對蘇州青葉綠素含量的影響

葉綠體色素在太陽能轉為化學能的光合作用中起著極為重要的作用。以清水、10%濕地排水灌溉，植株葉綠素含量低，與植株長勢快有關。10%廠排廢水、1%廠排廢水、100%濕地排水灌溉的植株葉綠素含量上升，這可能與植株生長受到抑制，

葉綠素含量增加有關。

2.2 還原糖及總糖含量

作為呼吸基質的糖類，為植物的各種合成過程和生命活動提供所需的能量，也是植物光合作用的主要產物，是植物細胞和組織的重要營養物質和支持物質。因此通過測定蘇州青組織中還原糖和總糖含量，可在一定程度上了解蘇州青組織器官中的營養狀況。以清水、100%濕地排水、10%濕地排水灌溉的蘇州青還原糖、總糖含量高;10%廠排廢水、1%廠排廢水灌溉的還原糖、總糖含量降低，其中總糖下降的比率大 (圖3)。說明合成革廢水對能源物質合成與積累有一定破壞作用，經處理后，對植株碳代謝影響降低。

圖3 人工濕地強化出水灌溉對蘇州青還原糖及總糖含量的影響

2.3 Pro含量和T-AOC

因逆境條件植物體內Pro含量可呈現顯著增加狀態，故植物體內Pro含量在一定程度上反映了植物的抗逆性。圖4看出，以10%廠排廢水、1%廠排廢水、100%濕地排水、10%濕地排水灌溉后，植株體內Pro的含量上升，說明合成革廢水及處理后的廢水對蘇州青有一定脅迫作用，刺激了Pro合成;但合成革廢水濃度高時，又會產生一定抑制作用，以10%廠排廢水灌溉的Pro含量低于1%廠排廢水灌溉試驗組。

植物T-AOC與植物抗逆性存在著密切的聯系，T-AOC有酶促及非酶促反應兩部分［7］。灌溉合成革廢水，T-AOC下降，說明合成革廢水對T-AOC產生抑制作用，抑制了相關酶和物質的合成。相對于對清水對照，灌溉人工濕地強化處理出水，植株T-AOC上升，說明人工濕地強化出水對T-AOC相關物質合成有刺激作用。

3 小結與討論

圖4 人工濕地強化出水灌溉對蘇州青Pro和T-AOC的影響

合成革廠排廢水對蘇州青生長發育產生抑制作用，總糖、還原糖含量、T-AOC下降，說明合成革廢水可能通過抑制蘇州青能源物質合成而破壞其抗性系統抑制植物生長。

合成革廢水人工濕地處理后，對蘇州青生長影響小，總糖、還原糖含量略有下降，T-AOC、Pro含量上升，說明合成革廢水經人工濕地強化處理后，有毒物質濃度下降，植株通過激活抗性系統，降低了對蘇州青生長的抑制作用。

研究表明，潛流式人工濕地強化處理的引入在合成革廠傳統處理工藝排水水質有明顯改善的同時，可增強對合成革廠區接壤蔬菜生產基地的安全保障。

［1］邵孝侯，廖林仙，李洪良，等．生活污水灌溉小白菜的盆栽試驗研究 ［J］．農業工程學報，2008，24(1):89－93.

［2］章明奎，劉麗君，黃超，等．養殖污水灌溉對蔬菜地土壤質量和蔬菜品質的影響 ［J］．水土保持學報，2011，25(1):87－91.

［3］葛紅蓮，張福麗．污水灌溉對大豆幼苗生理生化特性和根際微生物功能類群的影響 ［J］．大豆科學，2013，32(2):216－219.

［4］徐應明，魏益華，孫揚，等．再生水灌溉對小白菜生長發育與品質的影響研究 ［J］．灌溉排水學報，2008，27(2):1－4.

［5］王學奎．植物生理生化實驗原理和技術［M］．北京:高等教育出版社，2006.

［6］陳鈞輝．生物化學實驗［M］．北京:科學出版社，2007.

［7］陳茂銓，應俊輝．鉛脅迫對蘿卜種子萌發、幼苗生長及生理特性的影響［J］．江蘇農業科學，2010(2):172－174.