宽叶香蒲人工湿地对铅_锌矿废水净化效能的研究_阳承胜

文章编号:1000-2618(2000)02-03-0051-07收稿日期:2000-06-22修回日期:2000-06-26基金项目:国家自然科学基金资助项目(39770154)作者简介:阳承胜(1971-),男(汉族),湖南省长沙市人,深圳大学助教.E-mail:golfcol@szu.edu.cn宽叶香蒲人工湿地对铅/锌矿废水净化效能的研究阳承胜1,蓝崇钰2,束文圣2(1.深圳大学高尔夫学院,深圳518060;2.中山大学生命科学学院,广州510275)摘要:研究以宽叶香蒲(Typhalatifolia)为优势种的人工湿地系统对广东省韶关市凡口铅/锌矿采矿废水净化效能.研究结果表明:宽叶香蒲人工湿地生态系统能有效地净化铅/锌矿废水.经系统处理后,COD、固体悬浮物、Pb、Zn、Cu和Cd的去除率分别为92.19%、99.62%、93.98%、97.02%、96.87%和96.39%,水质得到明显改善.主要污染物TSS、Pb、Zn、Cu和Cd等均达到工业标准,并接近农灌标准.关键词:宽叶香蒲;人工湿地;铅/锌矿废水;废水处理中图分类号:X703文献标识码:A引言有色金属矿采矿过程中所排放的采矿废水,其重金属浓度高,排放量大,往往对区域环境造成严重而持久的影响.迫切需要一种高效低耗、投资少、易管理的废水处理方法.人工湿地是本世纪70年代迅速发展起来的一种新型的废水处理技术.它能有效地去除生活污水中BOD、固体悬浮物(TSS)、N、P、难溶性有机物、重金属和细菌等,对造纸废水中高浓度的酚和有机物也具有明显的净化作用[1].但对采矿废水净化的研究少有报道[2].从1984-1989年,广东省韶关市凡口铅/锌矿利用宽叶香蒲人工湿地生态系统处理铅/锌矿废水,收到良好效果[3,4].该系统运作15年后,经全面调研评估系统的结构和功能证明:该系统对废水的净化效能,对探索人工湿地废水净化机理及生态恢复与生物多样性保护具有重要意义.1材料与方法1.1研究地自然条件凡口铅锌矿位于广东省韶关市仁化县境内.该区属潮湿多雨的亚热带气候,海拔高度为100-150m,年均气温约20℃,最低为-5℃,最高为40℃,年均降雨量1457mm左右,地下水资源丰富,土壤为红壤.凡口铅锌矿是中国乃至亚洲最大的同类型矿之一,原矿品位高,开采量大,日排放废水2000年9月深圳大学学报(理工版)Sep.2000第17卷,第2-3期JOURNALOFSHENZHENUNIVERSITY(SCIENCE&ENGINEERING)Vol.17,No.2-3量多达6×104T.废水中含有大量的废矿砂及Pb、Zn、Cu和Cd等重金属,严重污染周边环境.80年代中期,在凡口1号尾矿库种植宽叶香蒲,经15年自然生长和人工扩种,逐渐形成以宽叶香蒲为主体的,水土-植物复合的人工湿地系统(图1).其面积为87500m2(长350m,宽250m),废水经人工湿地系统处理,停留时间为5d,流入一个深水稳定塘,再经出水口排入周围的农田和池塘,供农田灌溉用水.图1宽叶香蒲湿地系统平面图Fig.1PlanerdiagramoftheTyphalatifoliaman-madewetland1.2采样点设置与采样作者于1998年5月8日、8月13日、9月13日和10月28日先后4次对宽叶香蒲人工湿地的3个进水口(W1、W2、W3)和出水口(W0)取水样(图1),每次分早(8∶00)、中(12∶00)和晚(18∶00)采样,每次3个重复.1.3样品分析及数据分析方法测定水样中的pH值、TSS、COD(KCrO4法)、N(凯氏定氮法)、P(钼锑抗比色法)、K(原子吸收分光光度计)以及重金属Pb、Zn、Cu和Cd(原子吸收分光光度计)浓度[5,6].污染物去除率/%=(C进-C出)/C进×100%2结果2.1进出水口水质分析结果4次测试结果表明(表1),3个进水口含有极高的总悬浮物,高出工业排放标准10多倍;W1、W3进水口中Pb、Zn、Cu和Cd浓度皆超出工业排放标准;W1呈强碱性,W2、W3呈弱碱性.经宽叶香蒲人工湿地系统处理后,COD、TSS、Pb、Zn、Cu和Cd的去除率平均值分别为92.19%、99.62%、93.98%、97.02%、96.87%和96.39%,并无明显的季节性变化.净化后水质得到明显改善,主要污染物TSS、Pb、Zn、Cu和Cd等均达到工业标准,并接近农灌标准.出水中含较高浓度的N(1.04±0.06mg/L)和P(0.106±0.02mg/L),用于作物灌溉,能缓解当地水资源短缺,并促进作物生长,但长期效果仍需要进一步监测.52深圳大学学报(理工版)第17卷表1宽叶香蒲人工湿地系统进出水口水质测定Tab.1Physicochemicaldataofwatersamplesco