人工湿地植物生物质资源能源化利用潜力评估_何明雄

2011-08-25DOI:10.3724/SP.J.1145.2011.00527应用与环境生物学报2011，17(4):527~531ChinJApplEnvironBiol=ISSN1006-687X人工湿地是20世纪70年代蓬勃兴起的处理污水的方式，其原理主要是利用湿地中基质、湿地植物和微生物之间的相互作用，通过一系列物理的、化学的以及生物的途径来净化污水[1~2].湿地植物是人工湿地的核心，在人工湿地技术中起着重要作用，主要包括直接吸收氮、磷等污染物，通过根系输氧促进根区的氧化还原反应与好氧微生物活动及增强和维持介质的水力传输等.通过湿地植物不但可以去除污染物，还可以促进污水中营养物质的循环和再利用，同时还能绿化土地，改善区域气候，促进生态环境的良性循环.因此，人工湿地具有去除污染效果好、运行费用低和易维护等特点，已被广泛用于污水处理中[3~4].陈章和等对禾本科多年生草本植物——芦苇属（Phragmites）在人工湿地中的应用情况及种质资源进行了全面介绍：芦苇具有分布广泛和适应性强的特点，是人工湿地中一种重要的应用植物，同时能够调节局部小气候，防止水土流失，维持物种多样性，具有很高的生态价值；还具有很高的经济价值，在工业、医药、纺织业等领域发挥着重要的作用[5].靖元孝等对风车草在生活污水净化及人工湿地的应用从生长特性和环境净化效果等方面进行了较为系统的研究[6].吴振斌等对人工湿地基质氧化还原酶活性[7]、浮游生物[8]和藻类动态变化[9]等进行了系统研究，为阐明人工湿地净化机理提供了重要的理论依据.这些研究主要集中于人工湿地环境处理效果及其净化机制，未涉及湿地植物资源量及后续化利用，而这些湿地植物目前并没有得到妥善处置，造成了资源浪费和二次污染等问题.因此，开展人工湿地植物生物质资源化利用对解决人工湿地技术二次污染问题具有十分重要的意义.并且已有研究表明，人工湿地植物生长人工湿地植物生物质资源能源化利用潜力评估*何明雄1,2**胡启春1,2**罗安靖1茆灿泉3祝其丽1潘科1李清1（1农业部沼气科学研究所生物质能技术研究中心成都610041）（2农业部能源微生物与利用重点开放实验室成都610041）（3西南交通大学生物工程学院成都610031）AssessmentofConstructedWetlandPlantBiomassforEnergyUtilization*HEMingxiong1,2**,HUQichun1,2,LUOAnjing1,MAOCanquan3,ZHUQili1,PANKe1&LIQing1(1ResearchCentreofBiomassEnergyTechnology,BiogasInstituteofMinistryofAgricultureandChineseAcademyofAgriculturalSciencesChengdu610041,China)(2KeyLaboratoryofEnergyMicrobiologyandApplication,MinistryofAgriculture,Chengdu610041,China)(3SchoolofLifeScienceandEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)AbstractDifferentconstructedwetlandplantsweresystematicallyassessedforenergyutilizationbymeasuringtheircellulosiccontents,caloricvaluesandhydrolyzateofNaOH-cellulasepretreatment.Theresultsshowedthatthecellulose,hemicelluloseandlignincontentsofthefifteendifferentconstructedwetlandplantswere19.78%to36.9%,4.51%to19.67%and10.79%to20.47%,respectively.Allwetlandplantsusedinthisstudyshowedthesamethermalvalue(rangedfrom14.002to17.839MJ/kg)ascornstover.Amongthefivetypesofsugarexistedinthehydrolyzate,glucoseandxylosewerethemaincomponents.Theresultsindicatedthattheconstructedwetlandplantcouldbeusedasoneofs