人工污水中的N在模拟秋茄湿地系统中的分配循环及其净化效果_陈桂珠

第16卷第1期1996年l月环境科学学报ACTASCIENTIAECIRCUMSTANTIAEVol.16,No.1Jan.,1996人工污水中的N在模拟秋茄湿地系统中的分配循环及其净化效果`陈桂珠缪绅裕”(中ILJ大学环境科学研究所,广州510275)黄玉山谭凤仅(香港科技大学研究中心,香港)(香港城市理工学院应用科学系,香港)摘要在温室中建立模拟红树林植物秋茄湿地系统,系统包括1年生秋茄苗、底泥和潮汐海水.分别用正常、5倍和10倍浓度的人工制备的城市污水每周定时、定量对模拟系统污灌2次,持续l年,用以研究营养污染物N在系统中的分配循环及被净化的效果.结果表明,加入系统中的污水N主要留存在土壤中,留存在植物体中只有一小部分.4个处理污水浓度组植株中N元素的周转期依次为4.1年、4.9年、5.3年和4.3年,比20龄的秋茄群落N周期7年短.系统对污水N的净化效果随污水处理浓度增大而增大,有植物系统中,正常、5倍和10倍浓度污水处理组分别为23.50%、78.06%和83.8%;无植物系统中,对应组分别为21.60%、7.35%和82.01%.关镇词:模拟湿地系统;秋茄;营养污染物;N元素循环;净化效应.1引言红树林作为城市污水处理净化场及其可持续利用问题是目前红树林研究新的方向之一川.有研究认为红树林沼泽对经稀释的有机废水具较大的净化潜力川;但也有人认为红树林是否适于作污水处理场需做深入细致的研究川;或理论上认为污水排入红树林可促进植物生长川;或认为红树林底泥可作为废水污染物的沉积地5j[.城市污水对红树林植物秋茄的影响已作过初步研究川,本文拟通过对模拟秋茄红树林湿地系统排放人工配备的城市污水,研究营养污染物N在系统中迁移循环和整体净化效应,为红树林生态系统净化污水提供可行性论证.2.1材料与方法实验材料第一作者简介:女,51岁,副教授*香港科技大学研究基金和广东省科学基金资助项目论文二,广州师范学院生物系(510400)DOI:10.13671/j.hjkxxb.1996.01.0061期陈桂珠等:人工污水中的N在模拟秋茄湿地系统中的分配循环及其净化效果54试验用材料为深圳市福田红树林优势种之一的秋茄(Kandelia。andel(L.)一年生幼苗,隶属红树科,从深圳运回广州中山大学校园玻璃温室试验盆栽种.2.2模拟试验方法每个模拟湿地系统由3个试验盆和1个潮汐海水盆组成.试验盆和潮汐盆均由PVC塑料板制成,容积为0.75mX0.5mx0.4m.每盆装100kg红树林底泥,均匀种植巧棵秋茄苗,模拟半日潮汐24h两涨两退.潮汐海水为人工海水,用海盐加纯水配备而成.为防止因蒸腾而减少盆内水量,常用纯水加至规定的水量.海水盐度15%。,每两个月更换1次.试验分为种植物的4个组(以C,代表)和不种植物的4个组(以C、代表),其中对照组不灌污水以CP。和CN。代表,其余3组分别灌正常(CPI和CN,)、5倍(CP。和CN。)和10倍(c%和cNI。)浓度的人工污水·每周2次,每次1·75L,均匀排放于每盆中,持续1年.2.3人工污水配备方法参照“污水综合排放标准’心〕及实测香港城市污水中的污染物含量,确定正常浓度的污水的成分见表1.表1正常浓度人工污水成分(mg·L一,)Table1ComPositionofartifieialwastewaterTota-lNTotal一PKZ+Fe3+MnZ+ZnZ+CuZ+N12+PbZ+Crs+CdZ+51.010.050.030.05.05.02.01.01.00.50.12.4样品采集与分析测试方法每2个月更换潮汐水时每盆取水样1个并记录潮水体积,总N用连二硫酸钾(K:5206)氧化一紫外分光光度法测试困.实验前和实验结束时每盆土壤分上高、上低、下高、下低(上为土壤上层。一15。m,下为土壤下层16一30cm),试验前所用土壤均取自深圳福田观鸟亭附近红树林底泥,经处理使其上下层土壤容重相等后使用,采样风干磨碎过60目筛后,总N用HCIO4一HZSO`消化法消化,定溶50mL后用蒸馏法测定总N图.植物样品取实验前、后的植株洗净,分不同部位60C烘干磨碎过60目筛.掉落物随时收集洗净,测生物量的在恒温105℃下烘干至恒重.植物样品处理、消化、分析方法与土壤相同.3结果与讨论3.1水中含N量的变化经过一年6次对模拟系统潮水体积及全N浓度的测定,计算一年内系统排水带走的全N量如表2.每2个月正常浓度组全N加入量为:16(次)x51mg·L一`x5.25L-4284mg即4.2849.式中16次为2个月中灌污水次数,5.25L为每组3盆每次加入污水体积之和,51mg·L一`为合成污水中全N含量(表1).5倍和10倍浓度组在正常浓度组全N加入量的基础上分别乘上浓度系数5或10,计算得21.429和42