水盾草生態修復水體的效果研究

姜登嶺　劉暢

【摘 要】本試驗利用人工浮島為載體研究水盾草生態修復水體的效果。試驗結果表明水盾草人工浮島對水體總氮去除率達到72.64%，對水體總磷去除率達到65%，對水體COD去除率達到59.14%。

【關鍵詞】水盾草；生態修復；人工浮島

Study on the effect of washington grass ecological restoration

JIANG Deng-ling LIU Chang

（Huabei University of Science and Technology College of Architectural Engineering，Heibei Tangshan，063000，China）

【Abstract】The purpose of this experiment is using artificial floating island as the carrier to study water shield effect of ecological restoration of washington grass..The experimental result shows that its TN removal rate reached 72.64%， the TP removal rate reached 65%， the COD removal rate reached 59.14%.

【Key words】Water shield grass； Ecological restoration； Artificial floating island

我國是一個資源性缺水和水質性缺水并存的國家[1]，2015年環境狀況公報[2]數據表明，我國目前水體富營養化情況嚴重。近年來，水生植物凈水技術被廣泛應用在凈化富營養化水體領域。水生植物修復技術是用于清除環境中有毒有害污染物的綠色修復技術，通過種植水生植物來吸收和去除水中的營養鹽，構建并回復水生態系統是一種成本低、效果顯著的植物修復方法[3-5]，同時，該技術還可以打造城市水體生態景觀與生態環境相協調，是一種具有廣闊發展前景的環境治理技術[6]。人工浮島具有效率高、投資少、運轉費用低、可實現原位修復和控制污染物等特點，近年來得到廣泛關注[7]。水盾草原產于南美，多生長于渠道、河溝、湖泊，近年來多作為水生觀賞植物養殖，具有很好的觀賞價值。本試驗利用人工浮島作為載體種植水盾草，研究水盾草吸收并去除水體中TN、TP、COD的效果。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

浮島組建材料：有效容積為20L的25cm×25cm×28cm的方形塑料水桶、厚為2cm的聚苯乙烯泡沫板。

試驗用水：將一定量的4H2O·Ca（NO3）2、KH2PO4、C6H12O6溶解在蒸餾水中，配成TN濃度為4.5mg/L，TP濃度為0.5mg/L，COD濃度為80mg/L的試驗原水。

1.2 試驗設計

將泡沫板打孔三個，每個水桶中種植三株水盾草，設置平行試驗組和沒有水盾草只有泡沫板的空白對照組。本試驗選擇在適宜植物生長的五月，試驗地點為室內花棚。歷時27天，分別在第2天、第5天、第8天、第11天、第16天、第21天、第27天對水質取樣檢測。

1.3 試驗方法

本試驗使用哈希DRB200消解器和哈希DR2800水質分析儀，對水樣中的TN、TP、COD

濃度進行監測。通過三種指標的去除率來反映水盾草人工浮島凈化水體的效果。本試驗選擇在適宜植物生長的五月，試驗地點為室內花棚。歷時27天，分別在第2天、第5天、第8天、第11天、第16天、第21天、第27天對水質取樣檢測。

2 結果與分析

經過一個周期的水質凈化試驗，對試驗水體的檢測數據的匯總分析，平行試驗組的數據接近，沒有太大的誤差，因此對數據取平均值進行匯總，水盾草人工浮島和空白對照組對TN、TP、COD的去除效果見表1。

2.1 水盾草人工浮島對TN的去除效果

經過一個周期的試驗，水盾草人工浮島和空白對照組對水體中的TN凈化效果顯著，TN濃度明顯下降，水盾草人工浮島中的原水TN濃度降至1.231mg/L去除率達到72.64%，空白對照組原水TN濃度降至3.050mg/L去除率達到32.22%。

植物人工浮島除氮主要是植物的吸收無機氮轉化合成為自身生長的營養物質和水中微生物的反硝化作用。其中，植物起到了非常重要的作用。空白對照組只有泡沫板和原水，TN濃度也有一定程度下降的原因主要為泡沫板的吸附和水中微生物的反硝化作用。水盾草根系發達，根系周圍有足夠的溶解氧，加大了好氧微生物分解有機氮的效率。水盾草人工浮島和空白對照組的去除率之差為植物作用對水體中TN濃度的去除率，為40.42%。

2.2 水盾草人工浮島對TP的去除效果

經過一個周期的試驗，水盾草人工浮島和空白對照組對水體中的TP凈化效果顯著，TP濃度明顯下降，水盾草人工浮島中的原水TP濃度降至0.175mg/L去除率達到65%，空白對照組原水TP 濃度降至0.334mg/L去除率達到31.2%。

植物人工浮島除磷主要是植物吸收磷合成自身生長所需的ATP、DNA等有機物和聚磷菌的吸收。水盾草根系發達，根系周圍溶解氧含量高，加快了聚磷菌吸收磷的效率。同樣，空白對照組原水TP濃度的下降主要是水中微生物的吸收和泡沫板的吸附作用。水盾草人工浮島和空白對照組的去除率之差為植物作用對水體TP的去除率，為33.8%。

2.3 水盾草人工浮島對COD的去除效果

經過一個周期的試驗，水盾草人工浮島和空白對照組對水體中COD凈化效果顯著，COD濃度明顯下降，水盾草人工浮島中的原水COD濃度降至32.688mg/L去除率達到59.14%，空白對照組原水COD濃度降至57.638mg/L去除率達到27.93%。endprint

植物人工浮島去除COD主要是植物的吸收、吸附和微生物的吸收分解。同樣，空白對照組原水COD濃度下降主要是因為泡沫板的吸附和微生物的分解。水盾草人工浮島和空白對照組的去除率之差為植物作用對水體COD的去除率，為29.08%。

可以看出，三種監測指標中，COD的相對去除率最低，主要是因為隨著試驗周期的延長，植物自身生長產生的衰敗殘留物增加，導致水中COD 去除效果相對偏低。

3 結論

水盾草根系發達，其人工浮島對水體污染物去除效果顯著。水盾草人工浮島對水體TN去除率達到72.64%，對水體TP去除率達到65%，對水體中COD去除率達到59.14%。由于水盾草自身生長過程中的衰敗殘留物增加，使其對水體中COD去除效果相對偏低。（下轉第134頁）（上接第124頁）由此可見，水盾草人工浮島在現實生活中對水體污染物能起到很好的凈化作用。

【參考文獻】

[1]江曙光.中國水污染現狀及防治對策[J].水產科技情報，2010.37（4）：177-181.

[2]中華人民共和國環境保護部.2015年中國環境狀況公報.2015.

[3]ABE K，Y OZAKI.Comparison of useful terrestrial and aquatic plant species for removal of nitrogen and phosphorus from domestic wastewater[J].Soil Science and Plant Nutrition，1998（44）：599-607.

[4]RECTENWALD L L，R W DERENNER.Nutrient removal from wastewater effluent using an ecological water treatment system[J].Environmental Science&Technology，2000（34）：522-526.

[5]JAYAWEERA M W，J C KASTURIARACHCHI.Removal of nitrogen and phosphorus from industrial wastewaters by phytoremediation using water hyacinth（Eichhornia crassipes （Mart.） Solms）[J].Water Science and Technology：a journal of the International Association on Water Pollution Research，2004，50：217.

[6]任秀娟，吳大付，張莉，等.植物修復技術在污水生態系統中的應用研究進展[J].河南科技學院學報，2013，41（3）：66-70.

[7]李英杰，金相燦，年躍剛，等.人工浮島技術及其應用[J].水處理技術，2007，33（10）：49-51.

[責任編輯：朱麗娜]endprint