不同水生植物對養豬場廢水中氮磷去除效果

胡軍有

摘 要：本研究探討了馬蹄蓮、鳳眼蓮、睡蓮三種水生植物對豬場廢水中氮磷的去除效果。結果表明，馬蹄蓮、鳳眼蓮、睡蓮這三種水生植物都能夠較好地吸收豬場廢水種的氨氮（NH4+-N）、總氮（TN）、總磷（TP）去除率分別為 92.48%～95.38%、86.48%～95.24%和 49.54%～67.48%。三種水生植物中，馬蹄蓮和鳳眼蓮對豬場廢水中的NH4+-N 的去除具有較好的效果，睡蓮和鳳眼蓮對豬場廢水中的 TN 的去除具有較好的效果，鳳眼蓮對豬場廢水中的 TP 去除的效果最好。三種水生植物吸收作用對豬場廢水中 TN 的去除貢獻率為 20.43%～55.74%，對 TP 的去除貢獻率為 49.54%～67.48%。因此， 可以利用水生植物去除豬場廢水中的氮磷，達到凈化水體的效果。

關鍵詞：豬場廢水;氮磷;水生植物;去除

一、養豬場廢水現狀

隨著城市的現代化發展以及人民生活水平的提高，我國人民對畜禽產品的消費也與日俱增。畜禽養殖業是我國農業污染中最主要的污染排放源，實現畜禽養殖業發展與環境保護的雙贏目標，成為擺在各級政府面前的重大課題[1～2]。養豬場較多分布在城市郊區或城鄉結合地區，由于環保意識的淡薄，絕大多數養豬場未設置相應污染處理配套設施，養豬場產生的大量糞便和廢水往往不加處理就地排放，對周圍環境造成很嚴重的污染，嚴重制約養豬業的可持續發展。近年我國陸續出臺了一系列防治政策。

二、豬場廢水中氮磷的危害及處理方法

1.豬場廢水的來源及主要特征

我國是生豬養殖大國，截至 2016 年生豬年飼養總量（出欄+存欄）近 12 億頭。養豬場污水主要來自豬糞便、豬尿及豬圈沖洗水，污水有機污染物、懸浮物、NH4+-N 含量高等特點，是一種高濃度的有機污水，若處理得不恰當會對水體造成嚴重的環境影響。

2.豬場廢水中氮磷的現狀及危害

近年養豬產業的經營方式已轉變成集約化，但是大量的養豬產業所帶來的一系列環境問題也更加嚴重。相關資料分析，一個萬頭豬場（按中豬計）每年至少向豬場周圍排放 3 萬噸的糞尿，由于豬對飼料中氮和磷的吸收率很低，豬將大約 53.1%的食入氮和的 79.8%食入磷排出體外，全年大約 100-160 噸氮和 20-33 噸磷隨糞尿排放到周圍環境中。若排放的氮磷在土壤中累積，超過其單位面積生態環境再循環需求，就會造成嚴重的土壤污染。同時由于長期以來，我國在畜禽糞污處理設施方面的基礎薄弱， 使得大量的豬場養殖廢水直接排入河流中，使水體富營養化。

三、材料與方法

1.供試材料

供試品種：實驗所用的 3? 種水生植物鳳眼蓮（Eichhornia? crassipes）、馬蹄蓮

（Zantedeschia aethiopica）、睡蓮（Nymphaea tetragona）均取自湖南汝城郊區的水塘。選取經過自來水馴養后已適應水環境、長勢良好且大小相近的植株進行實驗。

供試污水：試驗開始前將豬場廢水用 170 目篩濾去豬場廢水中的雜質及其大顆粒懸浮物后，用于培養水生植物。供試養豬廢水水質如下：TN527mg/L，NH4+-N 511mg/L，TP36.4mg/L。

2.試驗方法

采用 12 個直徑 35 cm、高 40 cm 的桶，桶底均置厚度為 10 cm 的礫石，各加入實驗用水 20 L。每桶種養一種水生植物，分別為鳳眼蓮、馬蹄蓮、睡蓮;并設不種植任何植物的空白對照。每個處理設 3 個重復。實驗期間通過加自來水來補充蒸發、蒸騰和采樣所耗的水分，以保持箱中水位。實驗開始后每隔 5d 取一次水樣分別測中的TN、NH4+-N、TP。

3.數據分析

數據結果用平均值標準差（ Mean ± SD） 表示，相關試驗數據采用 SPSS13.0 的單因子變異分析（ ANOVA），參數之間平均值的比較使用最小顯著差異法（ LSD） 進行檢驗。表格中同列字母不同者有顯著差異（ P<0.05）。

四、結果與分析

1.不同水生植物對豬場廢水中 NH4+-N 的去除效果

NH4+-N 濃度隨著時間的變化而變化的曲線。睡蓮、鳳眼蓮、馬蹄蓮對豬場廢水中的 NH4+-N 具有較好的去除效果，在試驗的第 5 天各處理水體中NH4+-N 的濃度都有顯著的降低，由初始的 511mg/L 降低至 23.6～74.5mg/L，而且三種水生植物處理的養豬廢水中的 NH4+-N 的濃度與空白對照差異顯著（P<0.05）;但是在5～30d 此三種水生植物處理的養豬廢水中的 NH4+-N 的濃度的降低相對來說不太明顯， 而且具有一定的波動性。由此可見，睡蓮、鳳眼蓮、馬蹄蓮都能夠有效的處理豬場廢水中的 NH4+-N，去除率（見表 1）在 92.48%～95.38%之間，均高于空白組的 85.42%， 并且差異達到顯著水平（P<0.05）。三種水生植物對豬場廢水中 NH4+-N 的去除效果的順序為：馬蹄蓮>鳳眼蓮>睡蓮>空白。由此可得，種植馬蹄蓮和鳳眼蓮對豬場廢水中的NH4+-N 的去除具有較好的效果，即馬蹄蓮和鳳眼蓮對 NH4+-N 的去除能力是比較強的。

2.不同水生植物對豬場廢水中 TN 的去除效果

TN 濃度隨著時間的變化而變化的曲線。睡蓮、鳳眼蓮、馬蹄蓮對豬場廢水中的 TN 具有較好的去除效果，在試驗的第 5 天各處理水體中 TN 的濃度都有顯著的降低，由初始的 511mg/L 降低至 23.6～74.5mg/L，而且三種水生植物處理的養豬廢水中的 TN 的濃度與空白對照差異顯著（P<0.05）;但是在 5～30d 此三種水生植物處理的養豬廢水中的 NH4+-N 的濃度的降低相對來說不太明顯，而且具有一定的波動性。

五、結語

1.三種水生植物對豬場廢水中 NH4+-N、TN、TP 的去除效率（已經減去對照組水樣的數值）分別為 7.06%～9.96%、5.73%～8.76%和 27.84%～34.21%。三種水生植物中， 馬蹄蓮和鳳眼蓮對豬場廢水中的 NH4+-N 的去除具有較好的效果，睡蓮和鳳眼蓮對豬場廢水中的 TN 的去除具有較好的效果，鳳眼蓮對豬場廢水中的 TP 的去除具有較好的效果。

2.三種水生植物吸收作用對豬場廢水中 TN 的去除貢獻率為 20.43%～55.74%， 對 TP 的去除貢獻率為 49.54%～67.48%。

參考文獻：

[1]王方浩，馬文奇， 竇爭霞等. 中國畜禽糞便產生量估算及環境效應[J]. 中國環境科學， 2006（05）：614-617.

[2]楊林章，馮彥房，施衛明等. 我國農業面源污染治理技術研究進展[J].中國生態農業學報，2013，21（01）：96-101.