陳思敏, 唐以杰, 羅麗芬, 張京京, 宋乾峰, 陳曉芬, 黃慧娟, 孫婷琪, 林曉純

廣東第二師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院, 廣州 510303

幾種紅樹植物模擬濕地系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的凈化效應(yīng)

陳思敏, 唐以杰*, 羅麗芬, 張京京, 宋乾峰, 陳曉芬, 黃慧娟, 孫婷琪, 林曉純

廣東第二師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院, 廣州 510303

在溫室中建立無(wú)瓣海桑(Sonneratia apetala)、桐花樹(Aegiceras corniculatum)、木欖(Bruguiera gymnorrhiza)、秋茄(Kandelia candel)、無(wú)瓣海桑+木欖(S.apetala+B.gymnorrhiza)、無(wú)瓣海桑+秋茄(S.apetala+K.candel)、無(wú)瓣海桑+桐花樹(S.apetala+A.corniculatum)等 7種模擬濕地系統(tǒng), 用正常濃度污水(SW)、5倍濃度污水(FW)和 10倍濃度污水(TW)3種人工配制的生活污水分別對(duì)7種模擬濕地系統(tǒng)進(jìn)行污灌6個(gè)月。結(jié)果發(fā)現(xiàn): 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的凈化率與紅樹植物種類以及污水中重金屬濃度有關(guān)。當(dāng)灌正常濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)Pb和 Mn的總凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大, 對(duì) Cu的總凈化率以桐花樹最大, 對(duì) Zn和 Cd的總凈化率以無(wú)瓣海桑+桐花樹最大。當(dāng)灌5倍濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)Pb總凈化率以無(wú)瓣海桑+桐花樹最大, 對(duì)Cu和Cd總凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大, 對(duì)Zn和Mn總凈化率以無(wú)瓣海桑+木欖最大。當(dāng)灌10倍濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)Pb、Mn的總凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大, 對(duì)Cu的總凈化率以秋茄最大, 對(duì) Zn的總凈化率以無(wú)瓣海桑+木欖最大, 對(duì)Cd總凈化率以無(wú)瓣海桑最大。重金屬有95%以上是積累在土壤中, 表明土壤子系統(tǒng)是人工模擬濕地系統(tǒng)凈化的主體。

紅樹植物; 模擬濕地系統(tǒng); 重金屬; 凈化效應(yīng)

1 前言

紅樹林濕地系統(tǒng)可通過(guò)物理、化學(xué)及生物作用對(duì)污水中的重金屬加以吸收、積累而起到凈化作用[1–7], 利用紅樹林濕地系統(tǒng)處理污水中重金屬具有投資少、能耗低、操作和維護(hù)簡(jiǎn)單、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)[8], 因此日益受到重視。國(guó)內(nèi)不少學(xué)者通過(guò)構(gòu)建人工紅樹林濕地系統(tǒng)研究其對(duì)人工污水的凈化效應(yīng), 研究發(fā)現(xiàn)紅樹林模擬濕地系統(tǒng)對(duì)污水中Cd、Ni、Pb、Zn等重金屬污染物有較高的凈化效率, 且重金屬有 95%以上是被土壤所積累, 因此土壤子系統(tǒng)是模擬系統(tǒng)凈化的主體[9]。隨著沿海地區(qū)城市化的發(fā)展和各種產(chǎn)業(yè)的興起, 大量污水、廢物源源不斷地排放入海, 篩選出重金屬凈化效果最佳的紅樹植物及搭配方式以改善生態(tài)環(huán)境, 已成為目前重要研究領(lǐng)域之一[10]。無(wú)瓣海桑(Sonneratia apetala)從 1985年自孟加拉引種我國(guó)海南島,90年代從海南引種到廣東、廣西、福建等地。由于該樹種適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)迅速, 近年已成為我國(guó)華南沿海灘涂紅樹林造林的重要樹種, 在生產(chǎn)中被大面積推廣[11]。但其對(duì)城市生活污水中的重金屬的凈化效果, 是否優(yōu)于鄉(xiāng)土紅樹植物？未見(jiàn)報(bào)道。另外, 為了改善無(wú)瓣海桑人工純林生物多樣性低、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差、易發(fā)生病蟲害等弊端, 有學(xué)者建議逐步對(duì)現(xiàn)有無(wú)瓣海桑純林進(jìn)行改造, 修枝后在林下種植適宜的鄉(xiāng)土樹種形成混交結(jié)構(gòu), 這些混交林對(duì)污水的凈化效果是否優(yōu)于無(wú)瓣海?；蜞l(xiāng)土紅樹植物純林？這些問(wèn)題迄今也未見(jiàn)報(bào)道。本項(xiàng)目通過(guò)建立無(wú)瓣海桑、鄉(xiāng)土紅樹植物、無(wú)瓣海桑+鄉(xiāng)土紅樹植物等不同模擬濕地系統(tǒng), 分別研究它們對(duì)人工合成生活污水的凈化效應(yīng), 為篩選適用于河口海灣的濕地凈化植物以及合理利用無(wú)瓣海桑提供依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

實(shí)驗(yàn)用植物材料為長(zhǎng)勢(shì)相同的外來(lái)紅樹植物無(wú)瓣海桑、鄉(xiāng)土紅樹植物秋茄、木欖和桐花樹的1 a生幼苗; 實(shí)驗(yàn)用底泥取自珠海市淇澳島紅樹林濕地; 實(shí)驗(yàn)海水用天然海鹽加自來(lái)水配制而成(鹽度為15)。

使用的大型儀器有 AAS火焰原子吸收分光光度計(jì)(型號(hào): 原子吸收分光光度儀, 公司: 日本日立公司), 微波消解萃取系統(tǒng)(型號(hào): MARS, 儀器編號(hào):MD2023, 制造商: CEM)。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置

試驗(yàn)所用人工濕地裝置用 PVC 材料制成。每個(gè)人工濕地試驗(yàn)裝置大小為0.84 m×0.65 m×0.32 m, 并將其分割成3部分: 進(jìn)水區(qū)(0.15 m×0.65 m×0.32 m),處理區(qū)(0.59 m×0.65 m×0.32 m)和出水區(qū)(0.10 m×0.65 m×0.32 m)。進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)填充直徑為1.2—2.8 cm的礫石, 處理區(qū)用取自珠海市淇澳島紅樹林濕地的底泥, 并填充參入少量細(xì)砂和粉煤灰作為植物生長(zhǎng)的基質(zhì)。試驗(yàn)中紅樹植物的種植密度為每個(gè)試驗(yàn)裝置6株。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)共設(shè)無(wú)瓣海桑、秋茄、木欖、桐花樹、無(wú)瓣海桑+秋茄、無(wú)瓣海桑+木欖和無(wú)瓣海桑+桐花樹7種人工濕地系統(tǒng), 每個(gè)系統(tǒng)分別進(jìn)行不灌污水、灌正常濃度污水(SW)、灌 5倍濃度污水(FW)和灌 10倍濃度污水(TW)4種處理, 每種處理進(jìn)行 3個(gè)平行試驗(yàn)。

試驗(yàn)開(kāi)始階段為適應(yīng)性培養(yǎng)階段, 將紅樹植物種植于人工濕地裝置后, 每天用鹽度為15的人工海水對(duì)其進(jìn)行澆灌。持續(xù)1個(gè)月時(shí)間, 觀察到紅樹植物長(zhǎng)勢(shì)良好后進(jìn)入廢水處理研究階段, 人工合成污水的澆灌量為每盆10 L (剛浸沒(méi)土表), 持續(xù)6個(gè)月時(shí)間, 為了使?jié)补嗟奈鬯鼙３纸](méi)土表, 期間根據(jù)需要我們進(jìn)行了12次補(bǔ)充等量污水成分。經(jīng)常用淡水補(bǔ)充因蒸發(fā)而失去的水分, 使鹽度保持一致。為了排除溫度、光照和其他變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,將放置試驗(yàn)裝置的玻璃網(wǎng)室按東西方向分為相等面積的三個(gè)區(qū)域, 再將每種人工濕地系統(tǒng)的每種處理的 3個(gè)平行試驗(yàn)裝置分別放置到這三個(gè)區(qū)域中, 盡量使各個(gè)試驗(yàn)裝置每天受到的陽(yáng)光照射時(shí)間一致。

2.2.3 人工合成污水的配制

正常濃度的人工合成污水的配制, 具體成分參考“污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)”(國(guó)家環(huán)境保護(hù)局污染管理司, 1991 年)和李玫等[12]。

2.2.4 樣品采集和分析測(cè)試方法

實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)選擇人工濕地試驗(yàn)裝置對(duì)角線上的5個(gè)代表性位點(diǎn)分3層采集基質(zhì)樣品, 深度分別為距表面 0—5、10—15和20—25 cm, 混合后, 風(fēng)干土樣過(guò)100目篩。用HClO4-H2SO4消化法消化后, 使用火焰原子吸收分光光度計(jì)測(cè)樣品中的Pb、Cu、Zn、Mn、Cd的濃度。植物樣品清洗干凈后, 分不同部位, 60 ℃烘干磨碎過(guò) 60目篩。其處理、消化和分析測(cè)試方法與土壤相同。

3 結(jié)果與分析

3.1 各土壤子系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的凈化效應(yīng)

7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的凈化效率以6個(gè)月中土壤各重金屬的增加量與污水和海水中重金屬的總加入量之比表示,結(jié)果見(jiàn)表1。因未向?qū)φ战M排放污水, 故未研究其凈化效率。

表1 7種土壤子系統(tǒng)對(duì)污水的凈化效率(%)Tab.1 Purification rate of seven kinds of soil subsystem on wastewater (%)

從表1可以看出, 同一模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對(duì)同一處理濃度污水中各種重金屬的凈化效應(yīng)是不同的。比如灌正常濃度污水時(shí), 無(wú)瓣海桑模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對(duì)重金屬的凈化率按大小排列為: Pb ＞ Cd＞ Mn ＞ Zn ＞ Cu, 這與李玫[12]和陳桂珠等[13]研究無(wú)瓣海桑和白骨壤模擬濕地系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的凈化結(jié)果相一致。從表1還可見(jiàn), 同一模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對(duì)不同處理濃度污水中的同一種重金屬的凈化效應(yīng)是不同的。比如無(wú)瓣海桑土壤子系統(tǒng)對(duì)Cd的凈化率, 當(dāng)灌正常濃度污水時(shí)為95.72%, 灌5倍濃度污水時(shí)為86.79%, 灌10倍濃度污水時(shí)為92.83%。這與其他學(xué)者研究秋茄、桐花樹模擬濕地對(duì)污水中各種重金屬的凈化效應(yīng)結(jié)果相一致[14–15]。王仁恩等[16]研究了無(wú)瓣海桑、海桑(Sonneratia caseolaris)、秋茄人工林區(qū)等不同紅樹林群落土壤吸附重金屬情況, 得出土壤吸附重金屬的含量與土壤受污染水平有關(guān)的結(jié)論。表1還顯示, 不同模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對(duì)同一處理濃度污水中同一種重金屬的凈化效應(yīng)是不同的。當(dāng)灌正常濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對(duì) Pb、Mn的凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大, 對(duì) Cu的凈化率以桐花樹最大, 對(duì)Zn、Cd的凈化率以無(wú)瓣海桑最大。當(dāng)灌5倍濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對(duì) Pb的平均凈化率以無(wú)瓣海桑+桐花樹最大, 對(duì)Cu、Cd的平均凈化率以秋茄最大, 對(duì)Zn、Mn的平均凈化率均以無(wú)瓣海桑+木欖最大。當(dāng)灌10倍濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對(duì)Pb平均凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大, 對(duì)Cu、Mn平均凈化率以秋茄最大, 對(duì)Zn平均凈化率以無(wú)瓣海桑+木欖最大, 對(duì)Cd平均凈化率均以無(wú)瓣海桑最大。綜合上面實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 可見(jiàn)為了達(dá)到最佳凈化效果, 應(yīng)根據(jù)污水中重金屬種類和濃度來(lái)靈活選擇濕地生態(tài)系統(tǒng)需要種植的紅樹植物類型。

3.2 各植物體子系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的凈化效應(yīng)

將各種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)中每種紅樹植物根、莖、葉對(duì)某種重金屬的凈增量相加, 得出該種紅樹植物體對(duì)某種重金屬的凈增量。然后, 用植物體中各重金屬元素凈增量與污水和海水中重金屬總加入量之比(不含凋落物), 計(jì)算出7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物體子系統(tǒng)對(duì)污水所含重金屬的凈化效率, 結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 7種植物體子系統(tǒng)對(duì)污水的凈化效率(%)Tab.2 Purification rate of seven kinds of plant subsystem on wastewater (%)

隨著污水處理濃度的升高, 7種植物體子系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的凈化率下降。這與李玫[12]、陳桂珠[13]、馬驊[15]和繆紳裕[14]研究模擬濕地系統(tǒng)中無(wú)瓣海桑、白骨壤、桐花樹和秋茄對(duì)污水中重金屬凈化效率隨污水濃度上升而下降的結(jié)果相一致。

從表2還可見(jiàn), 即便在同一濃度污水處理下,同一人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物體對(duì)污水中不同重金屬的凈化率也是不同的。比如當(dāng)灌5倍濃度污水時(shí), 木欖模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物體對(duì)污水中重金屬凈化率從大到小排列為: Cd＞Mn＞Zn＞ Cu ＞Pb。表2還顯示, 同一人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物體對(duì)不同濃度污水中同一種重金屬的凈化率是不同的。比如秋茄對(duì)Mn的凈化率, 當(dāng)灌正常濃度污水時(shí)為0.91%,灌5倍濃度污水時(shí)為0.84%, 灌10倍濃度污水時(shí)為0.66%。另外, 表2還顯示, 即便在同一濃度污水處理下, 不同人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物體對(duì)污水中相同重金屬的凈化率也是不同的。當(dāng)灌正常濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物子系統(tǒng)對(duì)Pb、Cu、Mn和 Cd凈化率以無(wú)瓣海桑+桐花樹最大, 對(duì)Zn凈化率以無(wú)瓣海桑+木欖最大。當(dāng)灌5倍濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物子系統(tǒng)對(duì) Pb和 Zn的凈化率以無(wú)瓣海桑+木欖最大, 對(duì) Cu、Mn和 Cd的凈化率以無(wú)瓣海桑+桐花樹最大。當(dāng)灌 10倍濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對(duì) Pb和 Zn的凈化率以無(wú)瓣海桑+木欖最大, 對(duì)Cu和Mn的凈化率以無(wú)瓣海桑+桐花樹最大, 對(duì)Cd的凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大。季一諾[17]研究了東寨港紅樹林濕地沉積物和秋茄中重金屬的富集特征,認(rèn)為紅樹植物秋茄體內(nèi)的重金屬與周圍沉積物中重金屬濃度關(guān)系密切。李翠等[1]研究了木欖、海蓮(Bruguiera sexangula)、秋茄、角果木(Ceriops tagal)、桐花樹, 結(jié)果表明不同的植物類型對(duì)重金屬吸附功能具有明顯差異。

可見(jiàn), 要根據(jù)污水中所需凈化重金屬種類和濃度來(lái)選擇種植的紅樹植物, 才可達(dá)到最佳凈化效果。

3.3 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)的總凈化效應(yīng)

將表1中某種人工模擬濕地土壤子系統(tǒng)對(duì)污水的凈化率和表2對(duì)應(yīng)的植物體子系統(tǒng)對(duì)污水的凈化率相加, 可以得出 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的總凈化率 (表3)。由表3可見(jiàn), 7種人工模擬濕地系統(tǒng)對(duì)污水中 5種重金屬的凈化率達(dá)71.28%以上, 說(shuō)明用紅樹植物人工模擬濕地系統(tǒng)凈化污水中的重金屬是可行的。這與許多學(xué)者的研究結(jié)論相一致[3,12–15]。由表3還可見(jiàn), 各人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的總凈化率與植物種類和污水中重金屬種類、濃度有關(guān)。當(dāng)灌正常濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)Pb和Mn的總凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大, 對(duì)Cu的總凈化率以桐花樹最大, Zn和 Cd的總凈化率以無(wú)瓣海桑+桐花樹最大。當(dāng)灌5倍濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)Pb總凈化率以無(wú)瓣海桑+桐花樹最大, 對(duì)Cu和Cd總凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大, 對(duì)Zn和Mn總凈化率以無(wú)瓣海桑+木欖最大。當(dāng)灌10倍濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)Pb、Mn的總凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大, 對(duì)Cu的總凈化率以秋茄最大, 對(duì) Zn的總凈化率以無(wú)瓣海桑+木欖最大, 對(duì)Cd總凈化率以無(wú)瓣海桑最大。可見(jiàn), 要達(dá)到最佳的凈化效果, 需根據(jù)所凈化污水中重金屬的種類和濃度, 再來(lái)選擇種植的紅樹植物種類。

表3 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的凈化效率(%)Tab.3 Purification rate of seven kinds of simulated wetland system (%)

3.4 7種植物體子系統(tǒng)和土壤子系統(tǒng)對(duì)總凈化率的貢獻(xiàn)

根據(jù)表1—3可分別算出各植物體子系統(tǒng)和土壤子系統(tǒng)占各自整個(gè)模擬濕地系統(tǒng)總凈化率中所占比率 (表4)。

由表4可知, 不管是灌正常濃度污水、5倍濃度污水, 還是10倍濃度污水, 進(jìn)入模擬濕地系統(tǒng)中的重金屬有 95%以上存留在土壤中, 表明土壤子系統(tǒng)是積存重金屬的主要地方。李玫等[18]和劉金苓等[19]分別研究了Cd和Pb在無(wú)瓣海桑模擬濕地系統(tǒng)中的分布遷移及凈化效應(yīng), 陳桂珠等[20]和陳桂葵等[21–24]研究了白骨壤模擬濕地系統(tǒng)中 Pb、Ni、Cd、Zn的分布、遷移及其凈化效應(yīng), 結(jié)果均發(fā)現(xiàn)加入系統(tǒng)中的重金屬主要存留于土壤子系統(tǒng)中, 很少遷移到植物體和凋落物中。這些說(shuō)明土壤子系統(tǒng)是各種模擬系統(tǒng)凈化的主體。

表4 植物體和土壤子系統(tǒng)在模擬濕地系統(tǒng)凈化率中所占比例(%)Tab.4 Percentage of plant and soil subsystem purification rate in the simulated wetland system (%)

4 小結(jié)

7種人工模擬濕地系統(tǒng)對(duì)污水中Pb、Cu、Zn、Mn、Cd的凈化率達(dá) 71.28%以上, 說(shuō)明用紅樹植物人工模擬濕地系統(tǒng)凈化污水中的重金屬是可行的。土壤子系統(tǒng)是各種人工模擬濕地系統(tǒng)中凈化的主體,進(jìn)入該系統(tǒng)的重金屬大部分(95%)被截留在土壤中。

7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的總凈化率與紅樹植物種類和污水中重金屬濃度有關(guān)。當(dāng)灌正常濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì) Pb和 Mn的總凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大,對(duì)Cu的總凈化率以桐花樹最大, Zn和 Cd的總凈化率以無(wú)瓣海桑+桐花樹最大。當(dāng)灌5倍濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì) Pb總凈化率以無(wú)瓣海桑+桐花樹最大, 對(duì)Cu和Cd總凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大, 對(duì)Zn和Mn總凈化率以無(wú)瓣海桑+木欖最大。當(dāng)灌10 倍濃度污水時(shí), 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)Pb、Mn的總凈化率以無(wú)瓣海桑+秋茄最大,對(duì)Cu的總凈化率以秋茄最大, 對(duì)Zn的總凈化率以無(wú)瓣海桑+木欖最大, 對(duì)Cd總凈化率以無(wú)瓣海桑最大。

因此, 為較好地凈化污水中的重金屬, 必須根據(jù)污水中重金屬種類和濃度來(lái)選擇紅樹植物種類。當(dāng)然, 由于本實(shí)驗(yàn)是人工模擬濕地系統(tǒng), 而且僅SW、FW、TW三種濃度污水處理, 故還需野外試驗(yàn)以驗(yàn)證室內(nèi)模擬試驗(yàn), 為篩選適用于河口海灣的濕地凈化植物提供依據(jù)。

[1]李翠, 胡杰龍, 符秋苗, 等.5種紅樹植物對(duì)Cu, Zn, Pb積累特征研究[J].海洋湖沼通報(bào), 2013, (1): 105–112.

[2]謝海偉, 文冰, 郭勇, 等.深圳福田紅樹植物群落特征及重金屬元素分析狀況[J].廣西植物, 2010, 30(1): 64–69.

[3]李曉菊, 靖元孝, 陳桂珠, 等.紅樹林濕地系統(tǒng)污染生態(tài)及其凈化效果的研究概況[J].濕地科學(xué), 2005, 3(4):315–320.

[4]昝啟杰, 王勇軍, 王伯蓀.深圳福田紅樹林無(wú)瓣海桑與海桑群落的重金屬積累和循環(huán)[J].環(huán)境科學(xué), 2002, 23(4):81–88.

[5]章金鴻, 李玫, 潘南明.深圳福田紅樹林對(duì)重金屬 Cu、Pb、Zn、Cd的吸收、積累、循環(huán)[J].云南環(huán)境科學(xué), 2000,19(1): 53–56.

[6]鄭文教, 林鵬.深圳福田白骨壤紅樹林Cu、Pb、Zn、Cd的累積及分布[J].海洋與湖沼, 1996, 27(4): 386–393.

[7]唐以杰, 安東, 方展強(qiáng), 等.珠海夾洲島無(wú)瓣海桑與秋茄群落對(duì)重金屬吸附能力的比較研究[J].生態(tài)科學(xué), 2015,34(3): 13–19.

[8]譚長(zhǎng)銀, 劉春平, 周學(xué)軍.濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的修復(fù)作用[J].水土保持學(xué)報(bào), 2003, 17(4): 67–70.

[9]李霞, 莫?jiǎng)?chuàng)榮, 盧杰.我國(guó)紅樹林凈化污水研究進(jìn)展[J].海洋環(huán)境科學(xué), 2005, 24(4): 77–80.

[10]程皓, 陳桂珠, 葉志鴻, 等.紅樹林重金屬污染生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào), 2009, 29(7): 3893–3900.

[11]廖寶文, 李玫, 鄭松發(fā), 等.外來(lái)種無(wú)瓣海桑種內(nèi)、種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系研究[J].林業(yè)科學(xué)研究, 2003, 16(4): 418–422.

[12]李玫, 廖寶文, 劉金苓, 等.無(wú)瓣海桑模擬濕地系統(tǒng)對(duì)污水的凈化效應(yīng)[J].生態(tài)科學(xué), 2008, 27(1): 46–49.

[13]陳桂珠, 陳桂奎, 譚鳳儀, 等.白骨壤模擬濕地系統(tǒng)對(duì)污水的凈化效應(yīng)[J].海洋環(huán)境科學(xué), 2000, 19(4): 23–26.

[14]繆紳裕.模擬條件下排污對(duì)秋茄濕地的影響及系統(tǒng)的凈化效應(yīng)[D].廣州: 中山大學(xué), 1994: 1–3.

[15]馬驊.人工合成污水對(duì)桐花樹模擬濕地的影響及濕地凈化效應(yīng)研究[D].廣州: 中山大學(xué), 1996: 53–59.

[16]王仁恩, 楊文杰, 張鈺, 等.不同紅樹林群落土壤吸附重金屬的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 40(4): 2037–2038.

[17]季一諾, 趙志忠, 吳丹.東寨港紅樹林濕地沉積物和秋茄中重金屬的富集特征[J].安全與環(huán)境工程, 2015, 22(2):66–73.

[18]李玫, 廖寶文, 劉金苓, 等.Cd在無(wú)瓣海桑模擬濕地系統(tǒng)中的分布遷移及凈化效應(yīng)[J].海洋環(huán)境科學(xué), 2010,29(2): 201–204.

[19]劉金苓, 章家恩, 廖寶文, 等.無(wú)瓣海桑模擬濕地系統(tǒng)中Pb的分布遷移及凈化效應(yīng)[J].廣州環(huán)境科學(xué), 2012,27(1): 20–24.

[20]陳桂珠, 陳桂葵, 譚鳳儀, 等.白骨壤模擬濕地系統(tǒng)對(duì)污水的凈化效應(yīng)[J].海洋環(huán)境科學(xué), 2000, 19(4): 23–26.

[21]陳桂葵, 陳桂珠.白骨壤模擬濕地系統(tǒng)中Pb的分布、遷移及其凈化效應(yīng)[J].生態(tài)科學(xué), 2005, 24(1): 28–30.

[22]陳桂葵, 陳桂珠.模擬分析白骨壤濕地系統(tǒng)中Ni的分配循環(huán)及其凈化效果[J].海洋環(huán)境科學(xué), 2005, 24(4):16–19.

[23]陳桂葵, 陳桂珠.鎘在白骨壤模擬濕地系統(tǒng)中的分布、遷移及凈化效應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2005, 15(3): 550–554.

[24]陳桂葵, 陳桂珠.鋅在紅樹植物白骨壤–土壤系統(tǒng)中的分布與遷移[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2007, 18(7): 1505–1509.

Purification effects of simulation wetland system of several kinds of mangrove plants on heavy metals in wastewater

CHEN Simin, TANG Yijie*, LUO Lifen, ZHANG Jingjing, SONG Qianfeng, CHEN Xiaofen, HUANG Huijuan, SUN Tingqi,LIN Xiaochun
School of Biotechnology and Food engineering,Guangdong University of Education,Guangzhou510303,China

Seven kinds of simulation wetland systems were established in the greenhouse.They areSonneratia apetala,Aegiceras corniculatum, Bruguiera gymnorrhiza, Kandelia candel, S.apetala+ B.gymnorrhiza, S.apetala+ K.candel, andS.apetala+A.corniculatum, which were watered regularly and quantitatively with normal artificially formulated water and that of five times or ten times.The results indicated that the purification rate of heavy metals in wastewater was related to the mangrove species of simulated wetland ecosystems and the heavy metal concentrations in wastewater.The results showed that when we poured the normal concentration of wastewater in the seven kinds of simulation wetland systems, the total purification rate of Pb and Mn of theS.apetala+K.candelwetland ecosystem was the highest, the total purification rate of Cu of theA.corniculatumwetland ecosystem was the highest, and the total purification rate of Zn and Cd of theS.apetala+A.corniculatumwetland ecosystem was the highest.The results also showed that when we poured the FW concentration of wastewater in the seven kinds of simulation wetland systems, the total purification rate of Pb of theS.apetala+A.corniculatumwetland ecosystem was the highest, the total purification rate of Cu , Cd of theS.apetala+ K.candelwetland ecosystem was the highest, and the total purification rate of Zn , Mn of theS.apetala+B.gymnorrhizawetland ecosystem was the highest.However, when we poured the TW concentration of wastewater in the seven kinds of simulation wetland systems,the total purification rate of Pb ,Mn of theS.apetala+K.candelwetland ecosystem was the highest, the total purification rate of Cu of theKandelia candelwetland ecosystem was the highest, the total purification rate of Zn of theS.apetala+B.gymnorrhizawetland ecosystem was the highest, and the total purification rate of Cd of theSonneratia apetalawetland ecosystem was the highest.The results also revealed that more than 95% of heavy metal was accumulated in the soil which indicated that the soil subsystem was the main purification body of artificial wetland system.

mangrove plants; simulation wetland system; heavy metals; purification effect

10.14108/j.cnki.1008-8873.2017.05.004

X173

A

1008-8873(2017)05-027-07

陳思敏, 唐以杰, 羅麗芬, 等.幾種紅樹植物模擬濕地系統(tǒng)對(duì)污水中重金屬的凈化效應(yīng)[J].生態(tài)科學(xué), 2017, 36(5): 27-33.

CHEN Simin, TANG Yijie, LUO Lifen, et al.Purification effects of simulation wetland system of several kinds of mangrove plants on heavy metals in wastewater[J].Ecological Science, 2017, 36(5): 27-33.

2016-10-19;

2016-11-22

國(guó)家自然科學(xué)基金(31570525); 廣東省自然科學(xué)基金(2014A030313750); 廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015A030302096); 廣東大學(xué)生科技創(chuàng)新培育專項(xiàng)資金項(xiàng)目(pdjh2015a0394); 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目(201614278078)資助

陳思敏(1994—), 女, 廣東臺(tái)山人, 主要從事紅樹林生態(tài)學(xué)研究, E-mail: suky2min@126.com.

*通信作者:唐以杰, 男, 博士, 教授, 主要從事紅樹林生態(tài)學(xué)研究, E-mail: tyj@gdei.edu.cn