多年生黑麦草对含氮废水净化效果研究

郭立新

(杭州师范大学 生命与环境科学学院，浙江 杭州 310036)

改革开放以来，人们生活水平不断提高，水产、畜禽等养殖业得到快速发展.因养殖废水中氮、磷含量高，易引起受纳水体的富营养化；而同时养殖业又是微利行业,因此需要高效率低成本的废水净化技术[1].

因养殖废水中的有机物和氮、磷等物质是植物的营养源，因此植物净化技术被越来越多地用到养殖废水的处理中[2-6].植物净化是在适宜的生长条件下,植物与水中的微生物、藻类等生物共同作用,根据自身特点,将水中的氮、磷等污染物质吸收在根、茎、叶等不同部位,通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用来净化水体，使废水达标排放[7].

多年生黑麦草(LoliumperenneL.)根须发达，生长迅速，产草量高，再生性强，适口性好，是一种优良的牧草品种.该试验通过水培多年生黑麦草，对不同浓度的含氮废水进行处理.根据氨氮、总氮等指标的变化情况，研究其对废水的净化效果，从而为养殖废水的预处理提供参考.

表1 废水初始水质指标

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

多年生黑麦草的种植方式为育苗盘水培.盘底铺2层无纺布，种子播于无纺布上，播种量约为50 g/m2.育苗盘置于3个1.5 m(L)×0.6 m(W)×0.3 m(H)的PVC处理槽内，用营养液培养15 d后刈割，用于试验.其中2个处理槽改用配制的废水A和废水B培养，第三个处理槽作为对照(CK)，继续用营养液培养.废水水质见表1.

1.2 试验方法

3个处理槽中多年生黑麦草的种植面积均为0.6 m2，废水A、废水B和营养液的体积均为100 L.试验周期为16 d，每2 d采样1次，进行水质检测，检测项目有氨氮、总氮、pH值、温度等.氨氮的测定采用纳氏试剂比色法(GB7479-87)，总氮的测定采用碱性过硫酸钾消解法(GB 11894-89)，pH值和温度采用便携式仪器测量.同时随机采样测量3组多年生黑麦草的株高、鲜重.

2 结果与分析

2.1 废水水质指标的变化

图1 废水中氨氮的浓度变化Fig. 1 Concentrations of ammonia-nitrogen in wastewater

图2 废水中总氮的浓度变化Fig. 2 Concentrations of total nitrogen in wastewater

由图1、2可以看出，多年生黑麦草对废水中氨氮和总氮有显著的去除效果，16 d后水样A的氨氮由103.5 mg/L降至40.75 mg/L，去除效率53.9%；总氮由最初的104.87 mg/L降至59.35 mg/L，去除效率43.4%.水样B的氨氮由41.76 mg/L降至20.45 mg/L，去除效率51.0%；总氮由最初的46.52 mg/L降至28.84 mg/L，去除效率38.0%.植株对氨氮和总氮的吸收在试验第一周吸收速率更快.

2.2 多年生黑麦草生物量变化

图3 植株高度的变化Fig. 3 Changes of plant height

图4 植株鲜重的变化Fig. 4 Changes of plant fresh weight

多年生黑麦草在两种废水中的生长正常，株高、鲜重增长与对照组没有明显差异(见图3、4).在试验最初几天，由于废水浓度较高，黑麦草出现不适，鲜重增加缓慢.经过4 d左右的时间，黑麦草基本上适应了环境，开始正常生长.16 d后，其株高、鲜重有较大程度的增加，3个处理槽中的多年生黑麦草植株鲜重分别增加了3.47 g/100 cm2，3.27 g/100 cm2，3.553 g/100 cm2；平均株高分别增加11.76 cm，11.01 cm和12.26 cm.因废水B的养分要低于废水A，因此废水B中的多年生黑麦草后期生物量增长速率小于A.

3 结 论

多年生黑麦草对废水中不同浓度的氨氮、总氮有较好的净化效果.结果显示，用盘培多年生黑麦草系统处理16 d后，废水A的氨氮、总氮去除率分别有53.9%和43.4%，废水B的氨氮、总氮去除率分别有51.0%和38.0%，而且该系统对初始浓度高的废水的净化效果更好.

黑麦草植株在废水中的生长状况良好，废水A和废水B培养植株平均鲜重分别增加了3.47 g/100 cm2，3.27 g/100 cm2，平均株高分别增加11.76 cm和11.01 cm，与在营养液培养植株的生长速率接近,且废水A略好于废水B.

多年生黑麦草能在不同浓度的含氮废水中生长正常，表明其对氨氮有较好耐受力，而且通过对废水中氮的吸收与转化利用，使废水水质有了明显的改善.多年生黑麦草对废水净化效果表明利用植物吸收去除水体中的营养物质是可行的.植物吸收废水中的氮元素后转化成其生物体的一部分，通过刈割，使水体中的营养物质与水体彻底分离.

该试验表明，利用多年生黑麦草等植物净化废水，不但可以降低废水中的氨氮、总氮等有害成分，还可培养经济植物，达到对养殖废水综合利用、化害为利的目的.

[1] 朱杰.高浓度养殖废水处理新工艺[J].学术动态,2008(2):24-26.

[2] 马立珊,骆永明,吴龙华，等.浮床香根草对富营养化水体氮磷去除动态及效率的初步研究[J].土壤,2000(2):99-101.

[3] 王亚宜,彭永臻,王淑莹，等.碳源和硝态氮浓度对反硝化聚磷的影响及ORP的变化规律[J].环境科学,2004,25(4):54-58.

[4] 蓝俊康.植物修复技术在污染治理中的应用现状[J].地质灾害与环境护,2004,1(15):46-51.

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[6] Lin Yingfeng, Jing S R, Lee D Y. The potential use of constructed wetlands in a recalculating aquaculture system for shrimp culture[J]. Environmental Pollution，2003,123:107-113.

[7] 胡晓东,阮晓红,宫莹.植物修复技术在我国水环境污染治理中的可行性研究[J].云南环境科学，2004,23(1):48-50.