浮水植物净化含铁污染河水的机制研究

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为解决温州龙湾污水管网系统建设不完善导致含铁酸洗进入河道污染河道水体的问题,本文研究了浮水植物对含铁污染河水的净化效果,考察了初始Fe2+浓度、生物量、初始pH等对浮水植物净化效果的影响,探讨了浮水植物净化含铁污染河水的机制。主要结论如下:1、六种浮水植物对Fe2+浓度为5.0 mg/L的铁污染水体中亚铁(Fe2+)与全铁均具有较好的去除效果。粉绿狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)、圆币草(Hydrocotyle verticillata)、水禾(Hygroryza aristata)、黄花水龙(Ludwigia peploides Kaven subsp.Stipulacea Raven)、大薸(PistiastratiotesL)、圆叶节节菜(Rotala rotundifolia Koehne)6种浮水植物对Fe2+的平均去除率依次为85.18%、96.71%、96.74%、87.36%、96.59%、84.42%,其中以水禾对Fe2+的去除效果最佳;对全铁的平均去除率依次为82.91%、87.04%、90.66%、79.25%、88.73%、71.10%,其中以水禾对全铁的去除效果最佳。综上可得水禾对水体铁污染去除效果显著优于其他几种浮水植物。2、Fe2+浓度在1.0 mg/L-10.0 mg/L时,水禾对铁污染水体的去除率随浓度的升高先增加后降低,Fe2+浓度为5.0 mg/L时处理效果最好,处理后全铁浓度为0.453 mg/L;Fe2+浓度为5.0 mg/L,生物量为200g-500 g时,水体中Fe2+浓度和全铁浓度变化趋势大致相同,72 h后当生物量为350 g时,水体中铁离子浓度降至0.22 mg/L;水禾净化铁污染水体的最佳pH为5-8,该条件下水禾对Fe2+和全铁去除率分别为95.43%-98.41%和92.29%-94.57%;间歇性重复曝气和连续性曝气两种方式均能促进水禾对铁污染水体的净化作用,但连续性曝气的处理效果更好,24 h后,水禾对水体铁污染的去除率高达94.6%。3、水禾净化铁污染水体的机理是植物累积,其次是沉淀。水禾对铁的积累量随着铁浓度的升高而增加,不同浓度下铁的积累量分别为176.739 mg·kg-1、419.198 mg·kg-1、1288.277 mg·kg-1、1358.888mg·kg-1和1446.838 mg·kg-1。4、不同磷浓度下,水禾根表铁膜质量相差不大,分别为270mg·kg-1和259 mg·kg-1,但铁膜对磷的富集量相差较大,磷浓度为1.0mg/L时,铁膜对磷富集量高达2268mg·kg-1,远高于磷浓度为2.5 mg/L时的789 mg·kg-1。5、动态模拟铁污染河水条件下,24 h后采用水禾+曝气的处理方式可以对铁污染水体达到最优的净化效果,出水全铁浓度降至0.5mg/L。
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