水生植物是水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量傳遞起到重要作用。水生植物可以通過自身的吸收、吸附和與微生物的協(xié)同作用，有效降低水體中氮、磷含量和有機(jī)污染物水平，凈化水質(zhì)。采用水生植物凈化污水，具有處理效果好、投資少、管理成本低、景觀美化等功能。本試驗(yàn)挑選狐尾藻、水白菜兩種水生植物，應(yīng)用到生態(tài)塘1—水平潛流人工濕地—生態(tài)塘2復(fù)合系統(tǒng)中的生態(tài)塘中，研究水生植物對(duì)受污染河水中氮磷的凈化效果

　　一、材料與方法

　　1.1 試驗(yàn)裝置

　　該復(fù)合系統(tǒng)由生態(tài)塘1、水平潛流人工濕地、生態(tài)塘2三個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)串聯(lián)而成，各級(jí)系統(tǒng)形成一定的高度差，用于保持系統(tǒng)處理的進(jìn)出水在重力作用下順暢流動(dòng)，形成一個(gè)無(wú)能耗污水處理系統(tǒng)。該復(fù)合系統(tǒng)的基質(zhì)填料為碎石和沙子，其中生態(tài)塘1和生態(tài)塘2從底部往上分別鋪設(shè)5cm的大碎石(Φ=2～4cm)和沙子，水平潛流人工濕地從底部往上分別鋪設(shè)大碎石20cm，小碎石(Φ=1～2cm)50cm，沙子10cm。各級(jí)系統(tǒng)分別種上植物(如圖1、表1)。

　　1.2 生態(tài)塘植物

　　狐尾藻(MyriopHyllumverticillatum)：被子植物門、雙子葉植物綱、小二仙草科中的狐尾藻屬，水生草本，均為沉水植物。中國(guó)狐尾藻屬植物常見有4～5種，如小狐尾藻、穗花狐尾藻、輪葉狐尾藻、三裂葉狐尾藻等。狐尾藻可作水生態(tài)修復(fù)植物、觀賞植物，全草為草魚和豬的飼料。

　　水白菜：學(xué)名大薸(Pistiastratiotes)，天南星科大薸屬，多年生浮水生植物本。水白菜雌雄同株，繁殖迅速，原產(chǎn)巴西，20世紀(jì)50年代被作為豬飼料在我國(guó)推廣栽培。水白菜有發(fā)達(dá)的根系，可直接從污水中吸收有害物質(zhì)和過剩營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，凈化水體。

　　1.3 運(yùn)行方案

　　河水→高位水箱→生態(tài)塘1→水平潛流人工濕地→生態(tài)塘2→出水。

　　系統(tǒng)24h連續(xù)進(jìn)水，按HRT=3d、2d、1d的順序交替運(yùn)行，每個(gè)HRT條件下復(fù)合系統(tǒng)運(yùn)行5～7d，3個(gè)HRT時(shí)間連續(xù)運(yùn)行一次為一個(gè)周期。每運(yùn)行一個(gè)周期后，系統(tǒng)停止運(yùn)行5d，用于系統(tǒng)的恢復(fù)，系統(tǒng)停止運(yùn)行期間，把人工濕地里的水排干，生態(tài)塘在下一運(yùn)行周期進(jìn)水前分別把上一周期的水排干。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)段為8—12月份。

　　1.4 進(jìn)水水質(zhì)

　　1.5 分析與計(jì)算方法

　　1.5.1 水質(zhì)分析方法

　　TP：過硫酸鉀氧化—鉬藍(lán)比色法(國(guó)家環(huán)境保護(hù)局編，2002);

　　TN：過硫酸鉀消解—紫外分光光度法(國(guó)家環(huán)境保護(hù)局編，2002)。

　　1.5.2 植物樣品分析方法

　　根據(jù)植物的生長(zhǎng)情況定期移除，對(duì)植物的全氮和全磷進(jìn)行測(cè)定。

　　全氮：H2SO4-H2O2消煮法;

　　全磷：釩鉬黃吸光光度法。

　　二、結(jié)果與分析

　　通過選取生態(tài)塘1和生態(tài)塘2系統(tǒng)5個(gè)運(yùn)行周期收割的水生植物，分別統(tǒng)計(jì)出各個(gè)生態(tài)塘各種水生植物的干重，測(cè)定不同水生植物的TN、TP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及不同HRT條件下生態(tài)塘對(duì)處理進(jìn)水中的TN、TP的總?cè)コ?，可以知道收割的生態(tài)塘水生植物量對(duì)TN、TP的去除量與生態(tài)塘系統(tǒng)對(duì)TN、TP總?cè)コ康年P(guān)系。

　　2.1 水生植物P、N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

　　由表3可知，兩生態(tài)塘中狐尾藻和水白菜的總收割干重差別不大，分別為751.41g和678.98g。生態(tài)塘1中的狐尾藻生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)要好于生態(tài)塘2，生態(tài)塘1中狐尾藻的收割干重為404.40g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于生態(tài)塘2的220.94g;而生態(tài)塘2中水白菜生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)則要好于生態(tài)塘1，水白菜的收割干重分別為458.04g和347.01g。

　　除生態(tài)塘1中狐尾藻的TN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比生態(tài)塘2的略低外，生態(tài)塘1中水白菜的TP、TN質(zhì)量分?jǐn)?shù)和生態(tài)塘1中狐尾藻的TP質(zhì)量分?jǐn)?shù)均要比生態(tài)塘2的高。原因是生態(tài)塘1的處理進(jìn)水為原水，N、P等污染物濃度比生態(tài)塘2的要高出許多，水生植物在高富營(yíng)養(yǎng)化的環(huán)境中吸收的N、P也相應(yīng)增多。

　　2.2 水生植物對(duì)污水中TN、TP的凈化效果

　　由表4可知，生態(tài)塘1和生態(tài)塘2中水生植物對(duì)TN的去除量分別為30.80g和26.99g，對(duì)TP的去除量分別為2.06g和1.78g。不同生態(tài)塘水生植物對(duì)TN、TP的去除量均較為接近，去除效果穩(wěn)定。

　　不同生態(tài)塘水生植物對(duì)TN、TP的去除量占相應(yīng)系統(tǒng)總?cè)コ康谋壤町愝^大，其中生態(tài)塘1和生態(tài)塘2水生植物對(duì)TN的去除量分別占系統(tǒng)總?cè)コ康?.98%和8.88%，生態(tài)塘1和生態(tài)塘2水生植物對(duì)TP的去除量分別占系統(tǒng)總?cè)コ康?.70%和7.40%，主要是因?yàn)樯鷳B(tài)塘1進(jìn)水的TN、TP濃度大大高于生態(tài)塘2，其相應(yīng)的TN、TP系統(tǒng)去除總量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于生態(tài)塘2。

　　三、結(jié)論

　　狐尾藻在高濃度污水中的生長(zhǎng)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低濃度污水，水白菜在高濃度污水中的生長(zhǎng)量則要低于低濃度污水。生態(tài)塘中狐尾藻與水白菜樣本中N、P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體上隨著污水濃度的降低而降低。

　　生態(tài)塘水生植物對(duì)受污染河水中TN、TP的去除效果穩(wěn)定，受污水濃度及負(fù)荷變化的影響小。水生植物在污水濃度較低的污水末端處理環(huán)節(jié)中，發(fā)揮的作用尤為明顯。因此，針對(duì)低濃度污水的處理，可通過選種水生植物的方式，不但可進(jìn)一步強(qiáng)化污水中TN、TP的凈化效果，還可創(chuàng)造良好的景觀生態(tài)功能。( >

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