于秋良，林文健，楊志賢，李忠芳

(1．賀州學(xué)院教務(wù)處，廣西賀州542899;2．賀州學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，廣西賀州542899;3．賀州學(xué)院體育學(xué)院，廣西賀州542899)

淡水資源面臨的兩大問題是水資源短缺和水污染。水是環(huán)境的基本要素，是人類賴以生存的寶貴資源。因此，防止污染，保護(hù)水源，改善水質(zhì)，是維護(hù)生態(tài)平衡的重要方面，也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的先決條件。由于人類社會生產(chǎn)和生活活動的不斷擴(kuò)大，水資源未能得到有效利用和合理開發(fā)，越來越多的污染物進(jìn)入水環(huán)境體系［1］。中國是13個淡水資源短缺國家中的一個，排在世界的第110位，人均擁有量更是遠(yuǎn)低于很多國家，而且我國的生活污水污染嚴(yán)重，還有持續(xù)惡化的趨勢［2－3］。有些流經(jīng)城市的河流以及接近礦區(qū)的湖泊污染的更加嚴(yán)重，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了國家規(guī)定的 V 類標(biāo)準(zhǔn)［2，4］。2002年全國工業(yè)和城鎮(zhèn)生活廢水排放總量為439．5億噸，比上年增加1．5%。其中工業(yè)廢水排放量207．2億噸，比上年增加2．3%;城鎮(zhèn)生活污水排放量232．3億噸，比上年增加 0．9%，其中僅有 10% 得到處理［5－6］。

水體富營養(yǎng)化是因為水里含有豐富的氮、磷［7－8］。而氮磷含量過高會使得水中的植物類快速生長，有些植物(如藻類)還散發(fā)出腥臭味，當(dāng)其死亡腐爛分解時，水體中生化需氧量、還原性物質(zhì)消耗氧升高很快，水質(zhì)變差致使魚類和其它水生生物死亡［9－10］。降低污水中氨氮含量已迫在眉睫。長期以來，城市生活污水的二級生物處理多采用活性污泥法，它是當(dāng)前世界各國應(yīng)用最廣的一種二級生物處理流程，具有處理能力高，出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。但卻普遍存在著基建費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)高，能耗大，管理較復(fù)雜，易出現(xiàn)污泥膨脹、污泥上浮等問題，且不能去除氮、磷等無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)。所以有很多研究者想盡各種方法來克服這些問題，其中有些人利用建立人工濕地來治理生活污水［11］。但人工濕地系統(tǒng)占地面積大，且經(jīng)稍長時間使用之后易造成人工濕地的土壤孔隙堵塞，極大地降低了去污效果，要進(jìn)行濕地的人工土壤更換要花費(fèi)大量的人力、物力和財力［12］。也有些人用種植水生植物來治理污染魚塘等水體［13－14］，但用漂浮栽培處理生活污水的很少。隨著生活水平的提高，新農(nóng)村建設(shè)逐步加快，農(nóng)村污水處理問題出現(xiàn)，但是農(nóng)村居民生活水平有限，所以就要求處理生活污水的成本要低廉，操作要簡單。而利用漂浮植物法處理生活污水是一種操作簡單、成本低、效率高的方法，很適合用于農(nóng)村生活污水的處理，有很好的前景［15］。

1 材料與方法

1．1 材料

水芹和銀邊吊蘭:所選的這兩種植物都來自賀州學(xué)院東區(qū)實驗田里種植的，選取高為16至20厘米，洗凈土后放置到賀州學(xué)院東校區(qū)綜合實驗樓101實驗室進(jìn)行實驗。

水樣取自賀州學(xué)院東校區(qū)內(nèi)學(xué)生生活污水，其污染情況為:總磷、銨態(tài)氮磷酸鹽0．65mg·L－1、化學(xué)需氧量按照“國家地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GHZB1－1999)V類水標(biāo)準(zhǔn)為總磷(以 P 計)≤ 0．12mg·L － 1、總氮 ≤ 1．2mg·L－1、磷酸鹽≤0．2mg·L－1化學(xué)需要量40mg·L－1，該生活污水已經(jīng)嚴(yán)重超出地表v類水的標(biāo)準(zhǔn)。

1．2 試驗方法

在長為25cm、寬為10cm、高15cm的塑料盆裝4 L富營養(yǎng)化污水。然后用刀割下一塊長21厘米，寬8厘米、厚3厘米的泡沫塊作為載體，在泡沫塊上等距離的開3個孔并放入合適的定植杯。在定植杯中種入目標(biāo)植物并設(shè)3個重復(fù)。再以放置了不定植植物的泡沫板的1塑料盆水樣為對照。試驗日期為2012年2月23日至2012年3月21日。在實驗期間，每隔4天加以適當(dāng)?shù)恼麴s水，從而保持塑料盆中水體積不變。在此期間，每7天取25m l的水樣測一次TP和SP濃度、重量。14天測一次水體化學(xué)需氧量(CODcr)。

1．3 檢測項目

鉬銻抗分光光度法總磷(T—P)和可溶性磷酸鹽(S－P)［16］;用納氏試劑光度法測定銨態(tài)氮(NH4+)化法測其化學(xué)需氧量。

1．4 實驗溫度

2 結(jié)果與分析

2．1 生活污水對生物量的影響

圖1 實驗前后植物變化

從圖1可以看到，實驗前芹菜的鮮重是5．6g，實驗后的鮮重為17．8g;實驗前吊蘭的鮮重是5．0g，實驗后是20．1g。芹菜和吊蘭兩種植增重都較快。但芹菜和吊蘭對比顯然吊蘭的增重量比較大。所以選擇吊蘭較好。

2．2 植物種植對污水中磷濃度的影響

圖2 植物種植過程中對污水中總磷(TP)濃度的影響(mg·L－1)

從圖2可以看出，開始時CK的TP值為1．12mg·L－1，14 天后為 0．80mg·L－1，28 天后為 0．62mg·L－1，去除率為43．6%。曲線是呈下降的趨勢的，這說明TP濃度不斷的降低，這是污水的自凈化作用。種植芹菜14天后的TP值為0．60mg·L－1，28天后為0．20mg·L－1，去除率為79．5%;而種植吊蘭14 天后的TP 值為0．56mg·L－1，28 天后為0．18mg·L－1，去除率為88%。從對TP的去除情況來看，種植植物后比沒有種植植物的要好的多，種植植物后都能達(dá)到國家地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GHZB1－1999)V類水標(biāo)準(zhǔn)，且吊蘭對TP的去除能力比芹菜的好。

圖3 種植植物過程中對污水中可溶性磷酸鹽濃度的影響(mg·L－1)

從圖3可以得出，CK中的 sp由0．65m l·L－1先升到了0．68m l·L－1后又降到了 0．50m l·L－1，28 天后降到 0．38mg·L－1，去除率為 41．6%。上升是因為有其他形態(tài)的磷轉(zhuǎn)變成可溶性磷，而后下降是因為水體的自凈化作用。從種植植物的情況來看，其污水可溶性磷含量都顯著地低于對照同一時期的含量，與起始的濃度比較，在28后芹菜的sp濃度為0．23mg·L－1，去除率為64．7% 吊蘭的為0．20mg·L－1，去除率為70%，而CK的去除率只有41．6%，可見芹菜和吊蘭對sp的去除效果很顯著，且吊蘭的去除效果高于芹菜的去除效果。

2．3 植物種植對污水中氮濃度的影響

圖4 氨氮含量的變化(2m l培養(yǎng)水稀釋5倍后的值mg·L－1)

從圖4可以看出，無論種植植物還是不種植植物污水中的NH4+_N含量都隨時間的延長而呈逐漸下降的趨勢。由圖6可以得出開始時CK為1．929mg·L－1，經(jīng)過 14 天后為 1．348mg·L－1，28 天后為 0．710mg·L－1，去除率為63．3%;芹菜開始氨氮濃度為1．929mg·L－1，28 天后為 0．408mg/L，去除率為80%;吊蘭開始氨氮濃度為 1．929mg·L－1，28 天后為 0．38mg·L－1，去除率為 80．3%。跟 CK 的對比芹菜的去除率高出16．7%，吊蘭的去除率高出17%，可見種植吊蘭和芹菜對氨氮有較好的去除效果，芹菜和吊蘭對氨氮的去除效果大致相同。

3．4 植物種植對CODcr濃度的影響

圖5 CODcr濃度變化

由圖5可以得到，開始的時候化學(xué)需氧量很高(150．0mg·L－1)，但經(jīng)過28天之后CK的為100．0m l·L－1，而芹菜的為 41．3m l·L－1，吊蘭的為 38．8m l·L－1。去除率 CK 的為33．33%，而芹菜的可達(dá)到73．13%，吊蘭的高達(dá)76．33%。跟CK的比較種植芹菜和吊蘭的CODcr降低的幅度更大，這表明芹菜和吊蘭能很好的降低污水中的CODcr，且吊蘭對CODcr有更好的去除效果。用植物漂浮栽培芹菜和吊蘭來處理生活污水是一個不錯的選擇。

3 討論

在實驗區(qū)間一直處于低溫的狀態(tài)，但是處理的效果還是很明顯，可見當(dāng)溫度升高時處理的效果會更好。在本試驗中，吊蘭的增重較快(吊蘭的鮮重比起始鮮重重了將近4倍)，一年四季都可以種植，受季節(jié)的影響小。對污水有很好的治理效果(如對TP的去除率達(dá)到88%，CODcr的去除率達(dá)到76．33%)。而且可以用于美化城市，而芹菜，生物量合成也很大(鮮重比起始鮮重重了3倍)，對污水也有很好的治理效果(如對TP的去除率達(dá)到79．5%，CODcr的去除率可達(dá)到71．2%)，所以用于做污水處理也是一個很好的選擇，但是對于農(nóng)藥、化學(xué)藥品及重金屬含量過高的污水種植的蔬菜則要檢測達(dá)到食用標(biāo)準(zhǔn)后方可食用。從氨氮、磷酸鹽、總磷、CODcr的變化來看，無論是種植芹菜還是種植吊蘭都能大大地降低其含量，但相比下吊蘭的處理效果更佳。而且吊蘭受季節(jié)的影響小，一年四季都可以種植，而芹菜只合適在冬天種植。所以在利用漂浮栽培植物修復(fù)污水富營養(yǎng)化還是選用吊蘭較好。

4 結(jié) 論

試驗的結(jié)果表明漂浮栽培芹菜和吊蘭后的生活污水都能達(dá)到國家排放的V類準(zhǔn)，處理生活污水處理效果顯著，改善水質(zhì)的同時還能利用污水，變廢為寶。但是由于時間及實驗條件的限制，還不能篩選出去污能力更好的植物，希望以后能篩選出更好且具有觀賞價值的植物。

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