不同水生植物及其组合对污水中氮磷去除效果研究
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摘要 在室内水培试验条件下，研究了蒲草、三棱草、菹草及微齿眼子菜等4种水生植物及其组合对污水中氮、磷去除率的影响。试验结果表明：单一植物对污水中氮、磷的去除率分别为：41.0%～70.9%、37.7%～79.3%，其中蒲草对污水中氮、磷的去除率均为最高，分别为70.9%、79.3%；复合植物对污水中氮、磷的去除率分别为54.8%～60.6%、51.2%～69.2%，其中蒲草+菹草对污水中氮、磷的去除率均为最高，分别为60.6%、69.2%；经过18 d的植物处理，蒲草对污水中氮、磷的去除率均高于组合蒲草+菹草，分别为70.9%>60.6%、79.3%>69.2%，三棱草也表现出了单一植物对污水中氮的净化率高于复合植物的现象，为58.8%>54.8%，但差异并不显著。因此，在汾河临汾段，蒲草和三棱草及其组合对污水中氮、磷的去除效果较好，均超过了50%，在水生植物治理城市污水净化方面具有推广的价值和意义，建议在水生植物处理污水时考虑使用。
关键词 水生植物组合；污水；氮磷；去除效果
中图分类号 X522 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）15-0237-02
水生植物对水体中氮、磷的富集和转移有明显的效果[1-3]。针对不同植物搭配对污水中氮、磷去除率影响的研究则相对较少，且关于临汾地区的此类研究尚未见报道，且众多研究结果表明同一植物在不同环境中对氮、磷的净化效果不同[4-5]。加强临汾地区水生植物的筛选和组合研究，对于充分发挥临汾地区乡土植物对富营养化水中氮、磷的净化作用具有重要的意义。
1 材料与方法
1.1 供试植物
本试验所取植物均来自汾河临汾段湿地。在对汾河临汾段水生植物的种类、生长习性进行了解的基础上，并对其体内氮、磷进行测定后，最后选择三棱草、蒲草2种挺水植物和菹草、微齿眼子菜2种沉水植物作为试验植物。选取长势良好、大小相同的植物作为试验材料。
1.2 试验方法
在通风宽敞的塑料大棚内，不采取任何保暖措施，保证采光、通风条件的一致性。将试验植物盛放在容积为15 L的橡胶圆桶内，为了固定植物，在试验桶内均装入洗净的沙子和2 kg，每个试验桶内装10 L污水。试验共设9个植物处理，分别为单一植物处理：蒲草、三棱草、菹草、微齿眼子菜4组；复合植物处理：蒲草+菹草、蒲草+微齿眼子菜、三棱草+菹草、三棱草+微齿眼子菜，以不种植任何植物作为空白对照（CK）。每个处理设3个重复。试验期间通过加自来水来补充蒸发、植物蒸腾和采样所耗的水分，保持桶中水位。
1.3 测定项目与方法
培养前植物体内TN、TP含量以及培养结束后植物体内TN、TP含量的测定，均根据《土壤农化分析》[6]的方法进行。TN采用H2SO4-H2O2消解法消解，半微量蒸馏法来定氮。TP采用H2SO4-H2O2消解法消解，钼锑抗分光光度法测定。参照《水和废水分析方法》（第4版）[7]，培养前以及培养各时期污水中TP采用硝酸-硫酸消解法消解，钼锑抗分光光度法测定；TN用硫酸法消解，半微量蒸馏法来定氮[8]。
1.4 数据分析
利用SPSS 12.0对数据进行处理，测量结果用平均值±标准差来表示。对数据进行统计分析和处理间差异显著分析（P
植物累计氮、磷量百分数（%）=
■
×100
污水中氮、磷去除率（%）=
■×100
2 结果与分析
试验过程中由于微齿眼子菜的长势十分不好，在试验还未结束时就已经全部死亡，因此只要涉及到微齿眼子菜的处理全部被剔除了，只留下蒲草、三棱草、菹草、蒲草+菹草、三棱草+菹草以及对照6个处理。
2.1.1 对污水中氮去除效果的比较。从表1可以看出，在试验的第1阶段和第2阶段，蒲草+菹草组合中总氮的含量与其他组合存在显著差异（P
2.1.2 对污水中磷去除效果的比较。试验结果表明（表2），随着时间的延续，各处理中的磷含量整体均成逐渐减少的趋势。不同处理对水体中磷的去除效果各时期均高于对照。各时期磷含量的去除率均表现为蒲草最高，蒲草+菹草次之，菹草最低。试验结束时，各处理去除率最高达到79.3%，最低为37.7%。可见，蒲草和蒲草+菹草组合对污水中磷的去除效果最好，菹草效果最差。由于磷在水体中一般以磷酸盐的形式存在，大部分磷进入水体后就转入水体的底泥中，所以对照中虽然没有植物，但是仍然表现为对磷具有一定的去除作用。
2.2 不同水生植物组合体内氮、磷含量增加率的比较
2.2.1 氮含量增加率的比较。从表3可以看出，不同组合中蒲草和三棱草体内氮的含量均显著增加，在不同组合中，这2种植物对污水中的氮均具有显著的吸收作用。从表3还可以看出，单一植物蒲草、三棱草在组合中的氮的增加率，不论是地上部分还是地下部分，都高于单一植物。从以上分析可以看出，沉水植物和挺水植物搭配对于挺水植物从污水中吸收氮有促进作用，并且植物地下部分的氮含量增加率都显著高于地上部分。
2.2.2 磷含量增加率的比较。从表4可以看出，随着时间的延长，植物不断地生长，不同的植物体内的磷含量均有显著增加。磷含量增加率在32.7%～254.5%，三棱草的地上部分的增加率最低，三棱草的地下部分的增加率最高。三棱草的地下部分除外，蒲草的地上部分、地下部分以及三棱草的地上部分都表现出了组合中增加率大于单一植物。在试验结束时，组合中三棱草地上部分和地下部分的含量均高于其他样本，可以看出三棱草对于磷的吸收效果比较好，可以考虑作为临汾地区的去除磷的理想植物。
3 结论与讨论
通过试验和数据分析：单一植物蒲草、三棱草及其组合对污水中氮磷的去除效果较好，均超过了50%。其中，蒲草对氮、磷的去除率分别为70.9%、79.3%，蒲草+菹草对氮、磷的去除率为60.6%、69.2%；三棱草对氮磷的去除率为58.8%、50.3%；三棱草+菹草对氮、磷的去除率为54.8%、51.2%。通过以上比较，并未发现植物组合对污水中氮、磷的去除效果要好于单一植物。Lauchlan H.Fraster et al[9]的研究发现尽管不同植物搭配对水中氮、磷有显著的去除效果，但并未发现与单一植物去除氮、磷的效果有显著差异。在利用凤眼莲、石莲花、大薸3种植物处理1∶1稀释的牛奶厂厌氧消化废水的研究中，也发现不同植物搭配也没有达到最优的去除效果[10]。而高吉喜等[11]的研究认为植物搭配对污水中氮、磷的净化效果可能有提高的作用。从这些不同的研究结果可以看出，不同的植物物种及试验条件、试验方法会导致试验结果的不同，不同植物的搭配是否比单一植物更能有效地净化污水需要进行深入研究和探讨[12-13]。但就汾河临汾段而言，蒲草、三棱草及其组合对污水中氮、磷均有较好的净化效果，在实际应用中均可采用。
4 参考文献
[1] 吴湘，王友慧，郭建林，等.3类水生植物对池塘养殖废水氮磷去除效果的研究[J].西北植物学报，2010，30（9）：1876-1881.
[2] 田如男，朱敏，孙欣欣，等.不同水生植物组合对水体氮磷去除效果的模拟研究[J].北京林业大学学报，2011，33（6）：191-195.
[3] 秦巧燕，朱建强.磷的环境效应及水生植物修复技术研究进展[J].长江大学学报，2009，6（14）：53-57.
[4] 张超兰，陈秀娟，韦必帽，等.沉水、挺水培养水生植物去除污水中氮磷的效果研究[J].西南农业学报，2009，22（3）：786-790.
[5] 葛滢，王晓月，常杰.不同程度富营养化水中植物净化能力比较研究[J].环境科学学报，1999，17（3）：690-692.
[6] 鲍士旦.土壤农化分析[M].3版.北京：中国农业科学出版社，2000：264-269.
[7] 中国国家环保总局和废水监测分析方法委员会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京：中国环境科学出版社，2002：243-284.
[8] 黄亚，傅以钢，赵建夫.富营养化水体水生植物修复机理的研究进展[J].农业环境科学学报，2005，24（S1）：379-383.
[9] FRASER L H，CARTY S M，STEER D.A test of four plant species to reduce total nitrogen and total phosphorus from soil leachate in subsurface wetland microcosms[J].Bioresource Technology，2004（94）：185-192.
[10] SOOKNAH R D，WILKIE A C.Nutrient removal by floating aquatic macrophytes cultured in anaerobically digested flushed dairy manure waste water[J].Ecological Engineering，2004（22）：27-42.
[11] 高吉喜，叶春，杜娟，等.水生植物对面源污水净化效率研究[J].中国环境科学，1997，17（3）：246-251.
[12] 蒋跃平，葛滢，岳春雷，等.人工湿地植物对观赏水中氮磷的去除的贡献[J].生态学报，2004，24（8）：1718-1723.
[13] 徐秀玲，陆欣欣，雷先德，等.不同水生植物对富营养化水体中氮磷去除效果的比较[J].上海交通大学学报：农业科学版，2012（1）：8-14.