利用水生高等植物凈化污水研究的探討

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1、利用水生高等植物凈化污水研究的探討　　自20世紀(jì)60年代起，國內(nèi)外的學(xué)者們就相繼采用植物進(jìn)行污水治理的研究。1974年西德建成了第一個用于廢水處理的人工濕地，我國也于20世紀(jì)80年代實(shí)施了以鳳眼蓮凈化塘為主的污水處理與利用生態(tài)工程，達(dá)到治污與增產(chǎn)雙重效益。近年來沿海地區(qū)利用紅樹林濕地處理廢水也收效顯著?？梢姡徽撌侨斯竦?、凈化塘，還是土地處理系統(tǒng)，利用水生高等植物凈化污水都具有廣泛的應(yīng)用發(fā)展前景。為了取得更好的凈化效果和更高的凈化效率，有必要對水生高等植物凈化污水的機(jī)制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究探討?！　∠闫阎参飪艋U/鋅礦廢水實(shí)例研究　　寬葉香蒲屬單子葉多年生挺水植物，具根狀莖，以其他下莖不斷延伸而迅

2、速發(fā)展成群體，能形成水生植物凈化塘中占絕對優(yōu)勢的種群。中山大學(xué)環(huán)科所和韶關(guān)凡口鉛/鋅礦環(huán)保監(jiān)測站針對凡口尾礦廢水排放量大且重金屬含量大的污染狀況，設(shè)計(jì)和利用當(dāng)?shù)氐膹U礦石和沙礫建造了一個香蒲凈化塘。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，未處理的鉛/鋅礦廢水含Pb、Zn、Cd、總懸浮物含量均超標(biāo)，但經(jīng)過凈化塘后，SS去除率達(dá)99％，Pb、Zn、Cd去除率達(dá)84％～90％，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。黑灰色廢水被香蒲群落變成清澈的出水，香蒲植物也能茂盛生長，塘內(nèi)還出現(xiàn)了多種藻類、魚類和茳芏植物?！　〖t樹林植物凈化含油廢水和城市污水實(shí)例研究　　紅樹林屬于熱帶海岸特有的濕地生態(tài)系統(tǒng)，包括陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)，具有防風(fēng)

3、浪，保護(hù)農(nóng)田的生態(tài)功能，且因其生物資源豐富、景色美觀，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值和觀賞價值。對于污水處理，紅樹林也有獨(dú)特作用。　　李玫等用秋茄人工模擬濕地進(jìn)行了為期一年的含油廢水凈化試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨含油廢水處理濃度升高，植物對油的相對凈化率是：50mg／L組為％，100mg／L組為％，而800mg／L組為％，可見凈化效率隨濃度的增大而增大。含油量大小為根>葉>莖>枝。實(shí)驗(yàn)還表明：秋茄凈化含油廢水的適宜濃度應(yīng)不大于200mg／L.　　白骨壤也是一種多年生的紅樹植物。同樣將正常、5倍、10倍濃度的人工合成污水排放到白骨壤人工模擬濕地中，一年的實(shí)驗(yàn)證明：白骨壤模擬濕地對污水中重金屬凈化率均在88％以上，其中P

4、b凈化率達(dá)％，Zn凈化率為％；N凈化率為％。因N、Pb、Zn被白骨壤吸收作為植物體的架構(gòu)元素，吸收量較大，故而凈化同一種人工污水時與桐花樹、秋茄相比，凈化率最大?？梢?，白骨壤對含有重金屬的污水有很強(qiáng)的適應(yīng)性和耐受性。　　草本植物凈化造紙廢水實(shí)例研究　　郝登峰等選用7種水生植物：水葫蘆、水花生、大漂、浮萍、風(fēng)車草、寬葉香薄及茭白，建立植物處理系統(tǒng)處理造紙廢水，將廢混合制成3個濃度級廢水注入植物系統(tǒng)里。通過實(shí)驗(yàn)，7種植物對廢水中懸浮物去除率均在70％以上，其中水葫蘆、水花生、風(fēng)車草為84％以上；對TN、TP的去除能力大小為：水葫蘆>大漂>水花生>浮萍，風(fēng)車草>寬葉香蒲>茭白。但是CODCr和BO

5、D5去除率均不到50％。廢水色度也只有水花生、水葫蘆去除效果明顯，水花生9天后去除率可達(dá)％，水葫蘆可達(dá)％，使得發(fā)黑發(fā)臭的水處理得比較清澈?！　艋瘷C(jī)理探討　　植物自身的性狀和抗性能力　　水生植物由于長期生活在一種缺氧、弱光的環(huán)境中，本身的形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)上形成特殊性狀。根、莖、葉形成完整的通氣組織，保證器官和組織對O2的需要；葉片呈肉質(zhì)，如香蒲表皮有厚角質(zhì)層，柵欄組織發(fā)達(dá)，污染點(diǎn)處的根、莖、葉表皮細(xì)胞排列緊密等結(jié)構(gòu)能抵抗因污染受害而引起的同化功能下降、水分過分蒸騰，增強(qiáng)了香蒲植物的耐污性和抵抗力?！　≈参锏奈铡⒏患饔谩　∷参锔蛋l(fā)達(dá)，利于吸收水中物質(zhì)。如鳳眼蓮長年過程需要大量的N、P營養(yǎng)

6、物，它吸收后生長迅速，對于凈化富營養(yǎng)化水體效果明顯；香蒲植物吸收廢水中的重金屬時，吸收能力大小依次是根>地下莖>葉，并且按照一定的比例從生境中吸取各種元素，形成新的動態(tài)平衡，防止對某元素吸收過多而引起毒害。植物吸收污染物后，尤其是重金屬離子、農(nóng)藥和其他人工合成有機(jī)物等，便富集、固定在體內(nèi)或土壤中，減少水體中污染物量。研究表明，Pb、Zn進(jìn)入香蒲體內(nèi)，主要積聚在皮層細(xì)胞中的細(xì)胞壁上，只有少量進(jìn)入原生質(zhì)，可見細(xì)胞壁對重金屬有較高的親和力?！　艋恋某两?、吸附和過濾作用　　凈化塘里水生植物生長旺盛，根系發(fā)達(dá)，與水體接觸面積大，形成密集的過濾層。如香蒲，它的地下莖和根形成縱橫交錯的地下莖網(wǎng)，水流緩

7、慢時重金屬和懸浮顆粒被阻隔而沉降，防止其隨水流失。同時又在其表面進(jìn)行離子交換、螯合、吸附、沉淀等，不溶性膠體為根系黏附和吸附，凝集的菌膠團(tuán)把懸浮性的有機(jī)物和新陳代謝產(chǎn)物沉降下來?！　∩饔谩　≈参飪艋鬯倪^程中生化作用也起到很大作用，這方面已有大量的研究。光合作用產(chǎn)生的O2和大氣中的O2直接輸送到植株各處，并向水中擴(kuò)散，一方面根系通過釋放O2，氧化分解根系周圍的沉降物；另一方面使水體底部和基質(zhì)土壤形成許多