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无瓣海桑与芦苇湿地净化污水效应研究

曾雯珺  
【摘要】: 本论文对南沙新垦湿地公园进行了观测,结合温室的模拟实验,通过对植物生长情况、生理状况与元素吸收作用的测定,说明两种湿地植物无瓣海桑与芦苇对污水净化效应。 通过对南沙湿地公园与温室模拟实验的指标测定可以得出以下结论: (1)少降水量使得秋冬季为南沙湿地公园中水污染严重的季节。四季的pH值在7.35~8.15间变化,在所测指标当中除P与COD外,BOD、N、Cr、Ni净化效果最好的季节均为冬季,无瓣海桑的去除率分别为27.4%、77.8%、82.4%、58.5%,芦苇效果不如无瓣海桑显著,分别为21.3%、75.3%、77.5%、51.6%;P与COD净化效果最好的季节为春季,无瓣海桑的去除率分别为24.2%、41.2%,但与冬季差别不大。 (2)野外结果显示,无瓣海桑、芦苇和入水口三样地冬季的土壤含N、P量均低于夏季,N、P在两种植物根系中的分配比例为:无瓣海桑根系N、P比例冬夏季约为16%和21%,芦苇约为23%和25%,不随季节而波动,但茎与叶均有季节变化。结合两部分调查,植物对N、P的主要富集器官都是叶(野外所占比例范围为42.1%~65%,温室范围为52.9%~74.4%)。单位生物量对N的富集作用芦苇两季高于无瓣海桑(两季平均值分别为46.02g/kg和42.60 g/kg),对P的富集则相反,芦苇与无瓣海桑两季平均含量分别为3.73 g/kg和5.11g/kg。 (3)在冬季Cr污染比较严重的情况下,土壤中的含量冬季比夏季少,说明植物在冬季的含量要远高于夏季,单位生物量的芦苇冬季为夏季的12.7倍,无瓣海桑冬季为夏季5倍,无瓣海桑冬夏季含量分别为芦苇的1.4倍和3.5倍。几种重金属中,植物对Cr的净化效果是最好的,其中植物的根部是芦苇与无瓣海桑富集Cr元素的主要部分,前者野外测定冬夏季含量的比重分别为62.9%和85.2%,夏季高于冬季,模拟控制实验最高比例达为88.3%;后者冬夏季比例分别为64.7%和57.9%,模拟控制实验最高比例达79%。 (4)Ni与Mn的含量都是无瓣海桑高于芦苇,Ni季节变化为芦苇冬季高于夏季,无瓣海桑与之相反;两植物Mn季节变化分别与Ni相反。芦苇各器官中Ni的含量比例大小为根叶茎,冬季为43.6%,夏季为58%; Mn的含量比例大小为叶根茎,冬夏季根与叶共占比重高达90.6%和94.3%,温室结果为根叶茎,根的比重最高达59%,根茎比重最高达94.3%。无瓣海桑冬季Ni含量的比重为50%,夏季为40.2%,且各器官中的含量大于芦苇,冬季高于夏季;无瓣海桑对Mn的富集主要依靠根叶、茎与老枝,二者野外的冬夏共占比例为89.4%和85.8%,室内模拟的比例约占79%~81.5%。室内模拟实验中植物Zn含量的结果为:芦苇根部所占比例最高可达80.4%,无瓣海桑叶中含量最大,占植株50%左右。 温室模拟实验将配置的污水按照1倍、10倍、15倍的浓度对芦苇与无瓣海桑进行为期两个月的灌污处理,以不灌污处理(0倍)为对照,每个月测定生理,每半个月测量生长指标,结果如下: 灌污处理对植物的生长没有不利影响,最适浓度在10倍左右,SOD表现出了较高的抗氧化活性使植物免受膜脂过氧化的伤害。10倍灌污时两植物叶绿素含量最高,硝酸还原酶活性最大,对无瓣海桑高、地径、生物量均有最好的促进作用。芦苇的生物量随着灌污浓度的增加而增大,尤其是根部生物量的生长,但对地径的增粗不利。 综上所述,两种植物均有较强的去污能力,但总体无瓣海桑系统净化效果好于芦苇系统,且对重金属的耐性也较强,因此认为无瓣海桑在净化污水方面的生态效应相对较好。


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