造纸废水 滩涂芦苇湿地处理系统中钠的分布特征

研究论文·废水芦苇湿地处理造纸废水滩涂芦苇湿地处理系统中钠的分布特征丁成，王世和杨春生(1．东南大学，江苏南京，210096；2．盐城工学院，江苏盐城，224003)摘要：通过现场采样和桶栽芦苇实验，分析了造纸废水、土壤、芦苇组织中的Na分布特征。结果表明，造纸废水滩涂芦苇湿地生态处理过程中，土壤中的Na含量呈下降趋势，而芦苇对Na的吸收随灌溉废水浓度的提高而呈上升趋势，且其吸收量仅为造纸废水对生态系统贡献量的1．3％左右，其他大部分的Na均随水下渗到下层土壤。用造纸废水灌溉滩涂芦苇湿地，对盐碱性土壤有洗盐的作用，对芦苇的生长有促进作用。关键词：Na；造纸废水；芦苇；滩涂湿地中图分类号：X793文献标识码：A文章编号：0254．508X(2005)034)024-03作者简介：丁成先生，制浆造纸工艺中因使用博士；研究方向：水处理大量的碱而使废水中的Na+仅含量较高，黑液中Na含量为5000～8000mg／L，综合废水中Na含量为800mg／L左右，经预处理后用于灌溉的造纸废水中的Na含量为500～700mg／L。土壤溶液或灌溉水水质指标中Na含量是很重要的一个指标，因为当土壤中Na含量过高时，对木本植物和浆果有危害或导致土壤ca2、M的缺乏和其他营养失调，同时还会对土壤物理性状产生不良影响，常使土壤粘粒和团聚体分散，从而使土壤对水和空气的渗透性降低llJ。在滩涂芦苇湿地生态处理造纸废水工程的运行过程中，废水中的Na是否会对湿地生态系统造成危害、是否会影响芦苇的生长以及是否会对土壤产生不利影响，就成了一个急需解决的问题。本文针对位于江苏某造纸厂的滩涂芦苇湿地生态处理工程，探索了Na在其中的运行规律，旨在为工程的运行提供科学指导。1实验1．1供试废水实验室用造纸废水取自以稻草为主要原料的碱法制浆工艺综合废水，废水水质pH值8．26，CODcr含量4000mg／L左右，Na含量6OO～700mg／L。稳定塘出口用于灌溉苇田的废水水质为pH值8～9，CODQ含量1000mg／L左右，Na含量700mg／L左右。1．2供试土壤实验土壤采自江苏射阳沿海滩涂某造纸厂废水生态处理场未经废水灌溉的盐碱土，土壤采回后经风·24·干、去除杂物、研磨后分别过2mm和0．25mm筛备用。土壤pH值8．45，有机质含量1．08％，Na含量1450mg／kg，容重1．01om3。1．3实验方法1．3．1土壤中Na在造纸废水中的溶出量实验称取50．0g土样9份，分别倒人9个500mL锥形瓶中，再分别取Na含量为660mg／L的造纸综合废水0、5、125、25375、5075100、150mL于各锥形瓶中，并稀释至150mL。将上述9个锥形瓶放人振荡器中振荡2h，静置后用Na选择性电极测定溶液中Na含量，此时应避免空气中氨或挥发性酸等的影响。1．3．2不同灌溉时间和不同浓度废水灌溉对土壤中Na含量的影响在生态处理场现场采集未经造纸废水灌溉、灌溉半年、灌溉1年和灌溉2年的土壤样品(分别于2001年1月、2002年7月、2002年12月进行了3次采样)，各采样点分表层(0～20cm)、中层(40～50cm)、下层(80～100cm)3个不同深度采样，分析土壤中Na含量的变化及其他理化性质的变化，并且与土壤背景值进行比较。将废水稀释成3个不同浓度(COD含量分别为1000、2000、4OOOmg／L)梯度的废水(相应的Na含量也为3个)，并灌溉桶栽芦苇，同时用清水灌溉作为对照组，于第2年11月份收割期分别取各桶土壤样收稿日期：2004．09．03(修改稿)本课题为国家自然科学基金项目(50278016)、江苏省环保厅科技发展项目(2002044)。Ch／naPu／p&PaperVo1．24，No．3，2005转载http://www.paper.edu.cn品分析Na含量。1．3．3废水灌溉对芦苇组织中Na含量的影响取实验1．3．2中用不同浓度废水灌溉后的成年芦苇，采集的芦苇按花、叶、茎、根分别风干贮存，样品经预处理后用火焰光度法测Na含量_2J。1．4实验仪器与试剂PXSJ-261离子分析仪，上海雷磁分析仪器厂；6400A火焰光度计，上海精密仪器仪表公司；HZS—H超级水浴恒温振荡器，哈尔滨市东联电子技术开发有限公司。浓硫酸、浓硝酸、高氯酸等均为分析纯试剂，配制标准溶液用的氯化钠为优级纯试剂。2结果与分析2．1土壤中Na在造纸废水中的溶出量分析湿地土壤中的Na在土体内形成真溶液后随土壤渗漏水或是毛细管水的迁移，在饱水灌溉过程中一般以向下淋溶迁移为主，湿地干涸后也会随毛细管水向上迁移。表1反映了滩涂盐碱土壤在富含Na的造纸废水中的溶出量情况。表1土壤中Na+在造纸废水中的溶出量样品编号123456789进水Na含量／mg‘L66044O330220164110553