北方地区常见湿地植物对生活污水的净化研究

发布时间：2020-07-07 15:11

【摘要】：生活污水污染已成为全球性的重大环境问题之一。生活污水造成环境污染的根本原因是水体中营养物质的增加所致。主要营养物质是磷,其次是氮,还有碳、微量元素或维生素等,因此净化生活污水最主要的就是净化氮和磷。本研究选取了北方寒冷地区常见的4种水生植物芦苇、香蒲、菖蒲和水葱作为供试材料,探讨不同植物构建的湿地模拟系统对污染水体中氮、磷去除效果,为人工湿地植物的筛选提供一定的理论依据。本研究主要研究结果如下:(1)湿地系统中土壤及植物对总氮(Total Nitrogen,TN)的净化作用1)0-10cm土层对TN累积量最大,不同植物的湿地系统内,在3个浓度梯度污水处理下,0-10cm土层TN累积量占比分别介于37.9%-47.4%之间,且随着土层深度的增加,土壤中TN累积量逐层减少,说明TN主要累积在浅层土壤中。不同湿地模拟系统中,土壤对污水中TN的累积量大小顺序依次为香蒲湿地模拟系统、水葱湿地模拟系统、菖蒲湿地模拟系统、芦苇湿地模拟系统。2)不同湿地模拟系统中,植物对TN的累积作用以植株地上部分为主。芦苇、香蒲、菖蒲和水葱的地上部分TN累积量占整株比例范围分别为69.9%-80.2%、63.2%-79.0%、40.4%-65.7%、61.7%-77.3%。植物对污水中的TN的累积量大小顺序依次为水葱、芦苇、香蒲、菖蒲。3)对TN的净化过程中,植物的贡献远大于土壤,土壤的贡献率均值大小顺序依次为水葱湿地模拟系统、香蒲湿地模拟系统、芦苇湿地模拟系统、菖蒲湿地模拟系统。植物的贡献率大小顺序与之相反。(2)湿地系统中土壤及植物对TP的净化作用1)0-10cm土层对总磷(Total Phosphorus,TP)累积量最大,不同植物的湿地系统内,在3个TP浓度梯度污水处理下,0-10cm土层TP累积量占比分别介于36.7%-46.5%之间,且随着土层深度的增加,土壤中TP累积量逐层减少,说明TP主要累积在浅层土壤中。不同湿地模拟系统中,土壤对污水中TP的累积量大小顺序依次为香蒲湿地模拟系统、菖蒲湿地模拟系统、芦苇湿地模拟系统、水葱湿地模拟系统。2)不同湿地模拟系统中,植物对TP的吸收作用虽以根系为主,但受生物量的影响,各植株TP含量仍以地上部分居多,均超过50%,芦苇、香蒲、菖蒲和水葱的地上部分TP累积量占整株比例范围分别为52.4%-58.9%、53.4%-62.4%、58.2%-67.5%、50.5%-55.4%。植物对TP的累积量大小顺序依次为香蒲、菖蒲、芦苇、水葱。3)对TP的净化过程中,植物的贡献远大于土壤,土壤的贡献率均值大小顺序依次为香蒲湿地模拟系统、菖蒲湿地模拟系统、水葱湿地模拟系统、芦苇湿地模拟系统。植物的贡献率大小顺序与之相反。(3)湿地对生活污水净化的综合评价不同湿地模拟系统中,随着TN、TP的处理浓度的增高,污水中TN、TP的去除率随之增高,说明高浓度污水处理有利于污水中TN、TP的去除。4种湿地植物对生活污水中TN的去除率范围为80.3%-93.6%,对TP的去除率范围为75.7%-97.2%。通过采用水质综合污染指数评价法,对污水净化结果的评价结果为“基本合格”的是,在污水配置均为TN浓度8mg·L~(-1)和TP浓度1mg·L~(-1)的处理下,植物分别为芦苇、水葱和菖蒲的湿地模拟系统,由此表明,种植这3种植物的湿地模拟系统对轻度富营养化污水的净化效果较好,达到基本合格标准,水体功能没有受到明显损害。对污水净化结果的评价结果为“合格”的是,在污水中TN、TP的浓度分别为8mg·L~(-1)和1mg·L~(-1)的处理配置下,种植香蒲的湿地模拟系统,由此表明,种植香蒲的湿地模拟系统对轻度富营养化污水的净化效果最好,净化后的水质达到合格标准,氮磷水质指标基本上能达到相应的功能标准,水体功能可以得到充分发挥。本文得出结论,在湿地系统中,污水净化主要以植物为主,且对不同富营养程度的生活污水植物的净化能力不同。本文所选的4种北方常见湿地植物中,对生活污水中TN、TP净化最优的植物为香蒲。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X799.3;X173
【图文】：

示意图,试验装置,示意图,净化效果

累积效应和对污水的去除率为研究主体，通过设置含有-1、24 mg·L-1、8 mg·L-1）的生活污水及3个不同浓度梯度-1）的生活污水处理下（以清水处理作为对照组），分中土壤和植物的 TN 及 TP 含量、累积量进行分析，探讨植物的湿地模拟系统中土壤及植物 TN 及 TP 的累积的时水处理对污水净化效果的影响。实验采用正交试验设计模拟系统，不同浓度梯度 TN 及 TP 的污水处理下，对不体 TN 及 TP 的净化效果差异。并通过对同一植物湿地模 TP 的累积量差异和对水体 TN 及 TP 的净化效果对比净化效果最优的湿地植物。年在沈阳农业大学水利学院综合试验基地内进行，在湿植 4 个不同的湿地植物（芦苇、香蒲、菖蒲、水葱）。 20 个。小试装置的尺寸为长×宽=2.0m×1.0m，小试装置度 0.8m（见图 2-1）。

【参考文献】