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水体富营养化是当今许多国家和政府最为关注的环境问题之一。我国五大淡水湖中的太湖、巢湖和滇池均已成为重富营养化湖泊。随着人口的不断增长及工农业的迅速发展,大量富含营养物质(N、P)的污水排入自然水体中,从而导致富营养化进程加速。富营养化的治理已成为我国水污染防治的当务之急。大量研究表明:磷是藻类增殖的限制因子,是引起水体富营养化的关键营养物质,如能从水中有效去除磷,就可以在很大程度上减轻水体的富营养化。
目前,从富营养化水体和污水去除磷的方法很多。但这些方法都存在着诸如费用较高、操作复杂、带来二次污染等问题。水生植物净化技术的最大优点是可以通过植物的吸收、同化作用,降解、转化水体中的营养物质,继而通过收获植物体的形式将污染物质从水域系统中清除出去,而且还可将收获的水生植物加工处理作为新的能源、饲料、肥料或工业原料等,实现资源化利用。因此,近年来水生植物净化技术开始引起了越来越多学者的关注。
浮萍是一种小型水生植物,具有以下特性:吸收、同化营养物质能力强,生长速度快;体积小,漂浮在水面上,容易从水体中移除;干物质蛋白质、淀粉含量都比较高,利用价值高;重金属富集低,安全性好。正是由于上述优点,浮萍科植物已逐渐成为水处理领域的研究热点。
本文以浮萍中的一种--青萍为研究对象,对青萍除磷的影响因素、除磷规律及其在实际除磷中的应用进行了相关研究,以期为进一步开展利用浮萍净化技术的研究与应用提供理论基础。主要研究结果如下:
1.青萍在pH7~8的范围内的产量和除磷效率都较高,青萍能耐受的最低pH值在6左右。在不进行收获的情况下,青萍的产量及其除磷效率都随着初始放养密度的增加而增加。青萍最适的温度条件为30℃,在此温度下,青萍的产量和除磷效率都达到最大值。青萍的产量随着光照强度的增加而增加,但其除磷效率在3500lux的光照强度下达到最高值。青萍的产量和除磷效率随着光照时间的增加而增加,在全天光照下,青萍的除磷效率未受太大影响,但产量有较大幅度降低,在无光照条件下,青萍不能存活。
2.水体中氮磷浓度比对青萍的产量和除磷效率的影响都不是很明显,青萍生长和除磷最佳的氮磷比范围为2:1~4:1。青萍在氮源为铵态氮的情况下,产量最高;在氮源为硝态氮时,青萍对磷的去除效率最高;单一氮源时青萍的产量低于多种氮源时的产量。在磷酸盐为磷源的情况下,青萍的产量和除磷效率都比磷源为偏磷酸盐、焦磷酸盐和聚磷酸盐要高。青萍在中低磷浓度(1mg/L~15 mg/L)下的产量和除磷效率普遍高于高的磷浓度(45mg/L~90mg/L)下。
3.夏季条件下,青萍对湖水、生活污水和稀释的猪场污水都能够较好的生长且有较高的除磷效率,青萍对湖水、生活污水和稀释的猪场污水的总磷去除率分别为53.9%、98.2%和89.2%,青萍对湖水、生活污水和稀释的猪场污水的凯氏氮/氨氮的去除率分别为64.7%,70.3%和61.5%;青萍对湖水、生活污水和稀释的猪场污水的COD去除率都很低。冬季条件(气温1℃~6℃)下,青萍在湖水、生活污水和稀释的猪场污水中仅能存活数天。
通过研究发现,青萍对富营养化水体和污水有着很好的净化能力。继续对其实际应用中存在的一些技术问题和工程难点进行研究,如能得以解决,青萍不仅将在净化污水方面发挥更大的作用,还能为社会提供更多的生物质资源。