不同水生植物净化污染水源水的试验研究

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摘要:选择大薸、浮叶眼子菜、萍蓬草、香菇草、花叶芦竹、芦竹和常绿鸢尾共7 种水生植物为供试植物,通过静态水培试验,考察各种水生植物对模拟污水中氨氮、硝态氮、总磷、铁和锰的去除率和去除能力,并对污染物的去除机理进行了分析,以期筛选出净化污水的优势植物。结果表明,水生植物对氨氮和硝态氮的去除率分别为21.18%~27.25%和32.65%~45.92%。水生植物对磷的去除率为10.57%~25.81%,其中香菇草和浮叶眼子菜尤为突出,去除率分别为25.81%和25.31%。水生植物可以促进水体中还原性物质Fe2+、Mn2+的氧化,降低水体中铁和锰的浓度。与铁相比,水生植物对锰去除的促进作用比较明显。两类水生植物对不同污染物的去除能力存在较大差异,浮水植物对污染物的去除能力明显强于挺水植物,为挺水植物的3.15~5.64 倍。
    在水网系统中湖泊和水库具有很多特殊的功能,如防洪、灌溉、发电和养殖等,尤其是作为饮用水水源地,对水质的要求更加严格。然而,近几年来湖泊和水库不断受到城镇生活污水、工业废水、农药化肥、水土流失等的污染。再加上全球气候恶化,洪涝灾害频繁发生,使得湖泊和水库水源地的污染现象日益加剧,严重威胁到人民群众的生命健康[1-2]。在湖泊和水库水体容量大、流动性小、沉淀作用强的条件下,有机物、氮、磷等营养物质在水体和沉积物中不断聚集,从而产
生水体富营养化问题。另一方面,湖泊和水库水体较深,易发生水体分层现象,使下部水体处于厌氧状态,导致沉积物中的铁、锰等污染物释放出来,加剧水体的污染现象[3]。目前,国内外已经开展了大量有关受污染河流和湖泊修复技术的研究工作,并提出了多种水体污染控制与修复措施,如人工湿地、物理疏浚等[4-10]。但是,上述工程由于占地面积大、投资高,难以在小城镇和农村受污染水源水的治理中得到广泛应用,为此有关修复技术的研究亟待开展。
    目前,利用水生植物原位修复受污染水体技术引起了人们广泛关注,该法投资少、运行费用低、管理简便,既可以改善和恢复生态环境,又可以回收资源和能源[11]。在国内外有关植物修复水体的研究报道中主要是以挺水植物为主,而且已有研究多以污染物的去除率来表达水体的净化效果,但是这样仅反映了水质的净化结果,并未体现植物自身发挥净化作用时的效率,即用多大量的植物才能达到特定的污染物去除率,而这两个因素在实际污染水体生态修复工程中是必须同时考虑的。本研究结合国家水专项“海岛饮用水源水质保护与修复技术研究与示范”的工作内容,以舟山市普陀合兴水库水体为对象,进行了适用于污染水源水修复的水生植物筛选与净化性能试验研究,
研究成果为相关示范工程的顺利实施奠定了良好的基础。
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