论文部分内容阅读
在人类活动的强烈干扰下,水体富营养化日益严重,已经成为我国乃至世界水资源利用最主要的威胁之一。水系的近自然型治理逐渐成为改善水体环境的新理念,如何利用水生植物的净化水体和美化景观的功能,建成具有生命活力的水生生态系统成为近年来的研究热点。水生植物、微生物及其组合对水体净化能力的大小,是能否构建具有生命活力的水生生态系统的关键。
本研究通过3个试验,研究了以植物为主体的水生生态系统对生活污水的修复效果。试验1共有11个处理,包括单独漂浮栽培美人蕉(Cana generalis)、海芋(Alocasia macrorrhiza)、风车草(Cyperus alternifolius)、蒲葵(Livistonachinensis)、富贵竹(Dracaena.Sanderiansa)、小水兰(Sagittaria sagittifolia)、阿根廷皇冠草(Echinodorus argentinensis)等7种植物,漂浮栽培美人蕉+海芋、富贵竹+阿根廷皇冠草、富贵竹+小水兰3种植物组合,测定各种植物或植物组合对氮、磷等污染物的去除效果,并设置对照处理,试图筛选出氮、磷强吸收植物或植物组合;试验2主要研究不同浓度EM菌的脱氮除磷效果,按体积比V<,EM菌>:V<,污水>=0,1:100000,1:10000,1:1000,1:100等5种浓度投放EM菌;试验3是以试验1筛选出的美人蕉和海芋为主体,通过投放V<,EM菌>:V<,污水>=1:10000的EM菌液和曝气相结合,探讨植物-EM菌-曝气联合修复效果。主要研究结果如下:
(1) 美人蕉、海芋、风车草在污水中生长良好,单株植物体生物量较高,对生活污水中的总氮、总磷、COD均具有良好的去除效果。以上3种植物对总氮的去除率分别为93.4%、92.9%和92.6%,对总磷的去除率分别为93.3%、91.2%和91.5%,对COD的去除率分别为76.4%、75.7%和75.3%。美人蕉、美人蕉+海芋、海芋和阿根廷皇冠草对硝态氮的去除效果最好,去除率与其它处理存在显著差异,对铵态氮的去除效果较好的是美人蕉、海芋、阿根廷皇冠草,美人蕉、风车草、海芋、美人蕉+海芋、阿根廷皇冠草对磷酸盐去除效果较好。各处理对总氮的去除能力大小顺序为:美人蕉>海芋>美人蕉+海芋>风车草>阿根廷皇冠草>富贵竹+阿根廷皇冠草>小水兰>富贵竹+小水兰>富贵竹>蒲葵,对总磷的去除能力大小顺序为:美人蕉+海芋>美人蕉>风车草>海芋>阿根廷皇冠草>小水兰>富贵竹+阿根廷皇冠草>富贵竹+小水兰>富贵竹>蒲葵,对COD的去除能力大小顺序为:美人蕉>美人蕉+海芋>风车草>海芋>富贵竹+小水兰>阿根廷皇冠草>小水兰>富贵竹+阿根廷皇冠草>富贵竹>蒲葵。3个植物组合处理中,未发现植物之间有相互促进作用。
(2) 浓度为1:10,000的EM菌对污水中氮、磷和COD的去除有良好的效果,尤其是对铵态氮的去除效果最好。5种浓度EM菌对总氮去除能力大小顺序为:1:1000>1:10,000>1:100,000>对照>1:100,对总磷去除能力大小顺序为:1:10,000>1:100,000>对照>1:1000>1:100,对COD去除能力大小顺序为:1:100,000>对照>1:10,000>1:1000>1:100。1:100对氮素的去除不利,浓度在1:1000以上对磷素和COD的去除均起抑制作用,当浓度在1:10,000以下时,EM菌对污水中的COD去除才有促进作用。脱氮除磷和去除COD所需要的接种量有很大差别,脱氮除磷的接种量最好在1:10,000与1:1000之间,去除COD的接种量建议在1:100,000左右。
(3) 美人蕉、美人蕉+曝气、海芋和海芋+曝气对生活污水中的氮、磷和COD均具有很好的去除效果。以上4个处理对总氮的去除率分别为98.3%、98.5%、98.3%和98.6%,对总磷的去除率分别为95.5%、96.5%、97.0%和97.2%,对COD的去除率分别为78.8%、77.2%、80.0%和83.9%,对铵态氮的去除率均达到99.5%以上,对硝态氮和磷酸盐的去除率也达到94%以上。各处理对总氮的去除能力大小顺序为:海芋+曝气>美人蕉+曝气>美人蕉>海芋>海芋+曝气+EM菌>美人蕉+曝气+EM菌>EM菌>美人蕉+EM菌>海芋+EM菌>曝气>对照;对总磷的去除能力大小顺序为:海芋+曝气>海芋>美人蕉+曝气>美人蕉>美人蕉+曝气+EM菌>海芋+曝气+EM菌>曝气>对照>海芋+EM菌>美人蕉+EM菌>EM菌;对COD的去除能力大小顺序为:海芋+曝气>海芋>美人蕉>美人蕉+曝气>曝气>对照>美人蕉+曝气+EM菌>海芋+曝气+EM菌>美人蕉+EM菌>EM菌>海芋+EM菌。曝气、EM菌对氮、磷和COD的去除具有一定的促进作用,但植物、EM菌、曝气3者的修复效果不存在简单的叠加作用。美人蕉、美人蕉+曝气、海芋和海芋+曝气对水体中氮素、磷素和COD的去除均具有很好的效果,可广泛应用于富营养化河流、湖泊的水体净化处理。
(4) 植物对氮、磷的去除作用主要表现在前两周,尤其是在第一周,对COD的去除相对较慢。植物对氮、磷的去除作用主要表现为直接吸收,对磷的吸收作用尤其显著。植物生物量的多少,根系的发达程度,是影响处理效果的两个重要因数。