湿地植物对生活污水中氮磷吸收能力的研究_栾晓丽

湿地植物对生活污水中氮磷吸收能力的研究栾晓丽,王晓,强艳艳,时应征,赵钰(中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221008)摘要:采用无土栽培的方法研究了两种湿地植物石龙芮和酸模在生活污水中的生长特性及其对氮、磷的吸收能力。结果表明,试验期间,两种植物均生长良好,石龙芮、酸模的单株生物量(鲜重)分别由移植前的184、313g增至358、573g。植物组织中氮、磷含量较高,石龙芮地上部分氮、磷含量可达24.69、4.97g/kg(以干重计算),酸模地上部分氮、磷含量可达29.12、2.37g/kg(以干重计算)。单株石龙芮地上部分对氮、磷的吸收量平均分别达到360.21、95.00mg,单株酸模地上部分对氮、磷的吸收量平均分别达到882.20、77.96mg。在适度的污染负荷下,两种植物对氮、磷吸收的平均贡献率分别为40.8%、52.5%。关键词:湿地植物;氮;磷;污水;生物量中图分类号:X52文献标志码:A文章编号:1002-1302(2008)04-0296-03收稿日期:2008-03-12基金项目:中国矿业大学科研基金(编号:OP061059)。作者简介:栾晓丽(1982—),女,山东烟台人,硕士研究生,研究方向为水污染控制。E-mail:lxl8226@163.com。人工湿地作为污水处理的新型技术,有美化环境、缓解温室效应的功效,由于它具有处理成本低、能耗省、效果好等优点,在污水处理方面受到重视[1-2]。人工湿地又是一个复杂的生态系统,其净化机制涉及一系列的生物、物理和化学反应,其中植物的作用尤其重要。到目前为止,比较一致的观点是:湿地植物不仅直接吸收利用污水中的营养物质和富集重金属等有害物质,还能输送氧气到根区,满足根区微生物生长、繁殖和降解对氧的需求,促进湿地生态系统的硝化和反硝化作用,强化其净化能力[3]。挺水植物单位生物量大,能够比沉水植物和浮水植物储存更多的营养物质[4],同时具有发达的根系,不仅可以同化吸收污染物,还有拦截、过滤污染物的作用,是目前人工湿地采用的主要植物类型。选择合适的挺水植物是构建人工湿地的首要任务。本试验选择两种徐州当地常见挺水植物———石龙芮和酸模,研究其在生活污水中的生长特性和对氮、磷的吸收能力,为构建有效的人工湿地处理系统,将废水处理、废水利用和环境美化结合起来,探索一条废水处理新途径提供依据。1材料与方法1.1材料两种常见的徐州当地挺水植物———石龙芮(RanunculussceleratusL.)和酸模(RumexacetosaL.),于2007年3月采自中国矿业大学南湖校区景观水体沿岸。试验所用生活污水取自该校区污水处理厂的酸化水解池出水,水质基本理化指标为:COD113～137mg/L,TN(总氮)37.9～51.8mg/L,TP(总磷)2.7～9.1mg/L,NH4+-N28.4～43.9mg/L,pH值7.0～7.2。1.2试验方法试验在自然条件下进行,植物根系用自来水清洗后转移到塑料桶(桶上口直径38cm,内径35cm;下口直径32cm,内径28cm;桶深35cm)中。3个重复,同时设空白对照(在塑料桶中只加等量等质污水,不加植物)。植物移植后先用污水浇灌稳定一段时间,自2007年4月末至6月测定污水进出TP、TN浓度,计算去除率。每次进污水6L左右,定时以蒸馏水补足因蒸发作用损失的水量。考虑到对污染物的处理效果,每批污水在桶中的水力停留时间(HRT)设定为7d,期间连续考察污水的处理效果。试验之前,选择株型大小与试验用植株基本一致、生物量基本接近、生长地一致的备用湿地植物测定单株地上部和地下部的生物量及氮、磷含量。试验中分阶段测量每株植物的高度和重量。6月份试验结束后,所有植物从桶中移出并用自来水冲洗干净,分地上部和地下部测定每株植物的湿重,在105℃下烘干至恒重后称量干重,然后磨碎,过100目筛备用,测定其氮、磷含量。1.3测定方法水样采集后于当天测定总氮(TN)、总磷(TP),—296—江苏农业科学2008年第4期DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2008.04.016方法分别为碱性过硫酸钾紫外分光光度法、钼酸铵分光光度法[5]。植物样品用硫酸-双氧水消煮制备成溶液,全氮含量用过硫酸钾氧化吸光光度法测定,全磷用钼锑抗比色法[6]测定。所用试剂均为分析纯。试验数据用SPSS软件分析。2结果与分析2.1石龙芮和酸模在生活污水中的生长情况和生物量从表1可以看出,在2个多月的试验期内,石龙芮和酸模在生活污水中均有较高的生长速率。石龙芮的平均高度由开始的36cm增至76cm,单株平均重量由184g增至358g。酸模的平均高度增长超过2倍,从32cm到98cm,单株平均重量从313g增至573g,均高于石龙芮。表1石龙芮和酸模在生活污水中的生长