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        生態(tài)溝渠對(duì)水中氮磷去除效果的模擬研究

        2019-03-07 07:49:44郭秋萍杜建軍雷澤湘
        廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2019年12期
        關(guān)鍵詞:植物生態(tài)質(zhì)量

        梁 善,郭秋萍,杜建軍,劉 雯,雷澤湘

        (仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院/廣東省產(chǎn)地環(huán)境污染防控工程技術(shù)研究中心,廣東 廣州 510225)

        【研究意義】近年來(lái),農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重威脅著水環(huán)境的質(zhì)量與安全[1-3]。調(diào)查表明,目前我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染總氮、總磷排放量分別占全國(guó)總氮、總磷排放總量的57.2%和67.3%,農(nóng)業(yè)面源污染是國(guó)內(nèi)主要河流、湖泊等氮磷主要輸入源,氮磷流失的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)占其輸入總量的50%以上[4]。即使在挪威、瑞典、荷蘭和芬蘭等歐洲國(guó)家,農(nóng)業(yè)面源污染總氮、總磷排放量也均占排放總量的50%和40%以上,部分地區(qū)甚至更高[5]。因此,綜合施策,實(shí)施“源頭減量-過(guò)程阻控-末端治理”的農(nóng)田氮磷污染防控模式已成為農(nóng)田氮磷污染防控重要措施[6]。

        【前人研究進(jìn)展】水泥硬化的溝渠,使溝渠失去吸收農(nóng)田退水中氮磷物質(zhì)的能力[7-9]。生態(tài)溝渠主要是通過(guò)溝渠內(nèi)部的動(dòng)植物、土壤、微生物之間的吸收轉(zhuǎn)化作用,來(lái)降低水體中的氮磷污染物質(zhì)質(zhì)量濃度,從而達(dá)到水體凈化的效果[10~11]。因此,若以生態(tài)溝渠代替水泥硬化的溝渠,種植不同生態(tài)型水生植物,不僅可以改善農(nóng)田景觀、美化環(huán)境,同時(shí)可以吸收農(nóng)田退水中的氮磷物質(zhì),對(duì)于氮磷物質(zhì)起到吸收和攔截作用(過(guò)程阻控),為人工濕地或生態(tài)塘進(jìn)一步的末端治理減輕負(fù)荷[12-14]。在正常農(nóng)田種植狀態(tài)下,溝渠中的水體一般呈現(xiàn)流動(dòng)變化狀態(tài),這對(duì)研究生態(tài)溝渠對(duì)于氮磷吸收和攔截作用及其機(jī)理帶來(lái)極大的影響與不便[13,15]?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前,許多研究者為分析溝渠的凈化效果和機(jī)理,在室內(nèi)搭建模擬生態(tài)溝渠(生態(tài)水槽),在水體流動(dòng)狀態(tài)下,對(duì)水槽植物種植種類、槽內(nèi)水力停留時(shí)間、槽內(nèi)底部填料種類和水槽構(gòu)造等方面進(jìn)行了研究,但在模擬生態(tài)溝渠內(nèi)對(duì)于不同生態(tài)型植物搭配種植對(duì)水體凈化效果的研究較少[16-19]?!緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究以珠三角地區(qū)常見(jiàn)水生植物為試材,搭建具有水體循環(huán)系統(tǒng)的生態(tài)溝渠模擬裝置,通過(guò)改變生態(tài)溝渠模擬裝置的水力停留時(shí)間等關(guān)鍵因素,分析不同進(jìn)水流量及不同植物組合生態(tài)溝渠裝置的氮磷去除能力,旨在為珠三角地區(qū)農(nóng)田生態(tài)溝渠工程設(shè)計(jì)與建造提供理論支持。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        試驗(yàn)于2018年8—12月在仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院海珠校區(qū)溫室大棚內(nèi)進(jìn)行,溫室大棚面積約50 m2。供試植物:針對(duì)珠三角地區(qū)氣候及生態(tài)環(huán)境條件,在前期研究的基礎(chǔ)上,模擬生態(tài)溝渠確定采用氮磷去除效果較好的2種不同生態(tài)型植物組合C1(再力花Thalia dealbata-大薸Pistia stratiotes-九冠草Echinodorus major)與C2(再力花Thalia dealbata-鳳眼蓮Eichhorniacrassipes-黑藻Hydrilla verticillata)。其中,再力花是挺水植物,九冠草和黑藻是沉水植物,大薸和鳳眼蓮是浮水植物。每個(gè)處理2次重復(fù)。

        試驗(yàn)污水:采用模擬農(nóng)田退水,氮磷質(zhì)量濃度組成為 TN 15~17 mg/L、TP 0.9~1.1 mg/L、NO3--N 7.5~8.5 mg/L、NH4+-N 7.5~8.5 mg/L,微量元素鐵、硼、錳、鋅、銅、鉬離子質(zhì)量濃度分別為1.4、0.5、0.5、0.05、0.02、0.01 mg/L。

        1.2 模擬生態(tài)溝渠的構(gòu)建與運(yùn)行

        模擬生態(tài)溝渠裝置的渠體以廣東省廣州市南沙區(qū)廣州市福安農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園有限公司農(nóng)田實(shí)地溝渠為模板,通過(guò)田間現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際農(nóng)田排水溝渠的測(cè)繪,運(yùn)用CAD2017軟件進(jìn)行裝置初步制圖,并在溫室內(nèi)搭建完成。該裝置由前置水箱、生態(tài)水槽和后置水箱3個(gè)部分構(gòu)成(圖1、圖2),通過(guò)PVC管、循環(huán)水泵和控制電路連接成為一個(gè)整體,為了貼近實(shí)際農(nóng)田溝渠運(yùn)作情況,采用水位控制器自動(dòng)控制前端水箱水位高度,進(jìn)而控制生態(tài)水槽進(jìn)水流量和生態(tài)水槽槽內(nèi)水體循環(huán)速度。后置水箱是試驗(yàn)水體的加藥箱,同時(shí)也是生態(tài)水槽溢流的臨時(shí)儲(chǔ)水箱,通過(guò)控制電路控制水泵將后置水箱水體抽至前置水箱,再?gòu)那爸盟涞投碎y門控制進(jìn)入生態(tài)水槽的水體流量,形成完整的水體處理循環(huán)系統(tǒng)。

        生態(tài)溝渠模擬裝置采用不銹鋼材質(zhì),共4條,每條長(zhǎng)6 m×寬(下0.3 m,上0.5 m)×高0.45 m,槽內(nèi)每1.5 m設(shè)置攔截網(wǎng),以防生態(tài)溝渠內(nèi)不同區(qū)域植物漂移;生態(tài)水槽進(jìn)水端裝有流量計(jì),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水體流量變化,溢流口設(shè)置停留水箱,各水槽均安裝有單獨(dú)的循環(huán)水泵,并設(shè)置有手自動(dòng)控制電箱,渠內(nèi)不同植物立體布置。

        圖1 生態(tài)溝渠模擬裝置結(jié)構(gòu)Fig. 1 Structure diagram of the ecological ditch simulation device

        圖2 模擬生態(tài)溝渠植物布置Fig. 2 Plant layout in the simulated ecological ditch

        參考當(dāng)?shù)販锨?shí)際情況與裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)確定具體的試驗(yàn)水體流速,試驗(yàn)流量設(shè)定為60、180、300 L/h 3個(gè)水平(水力停留時(shí)間分別為0.54、0.18、0.108 d),水槽有效容量0.78 m3,水槽橫截面積0.13 m2。

        植物移植前,在水箱內(nèi)先預(yù)培育3~5 d,再移植到生態(tài)水槽中進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn),選擇適當(dāng)?shù)闹参飻?shù)量(按生物量分配),各溝渠內(nèi)等量放置挺水植物60株,總植物量為0.8~1.2 kg/m2;浮水植物100株,水面覆蓋率在25%~30%之間,總植物量為0.8~1.0 kg/m2;沉水植物45株,總植物量為0.8~1.0 kg/m2。相同植物各重復(fù)處理間試驗(yàn)前重量誤差不超過(guò)±10%,每批試驗(yàn)前后稱量試驗(yàn)植物鮮重。槽邊的魔術(shù)貼固定挺水植物,槽底定植環(huán)與定植棉固定沉水植物,設(shè)置攔截網(wǎng)來(lái)限制浮水植物的流動(dòng),控制水面覆蓋率,避免影響沉水植物生長(zhǎng)的光合作用,從而形成立體空間植物布置。

        提前配制好人工模擬農(nóng)田退水,并先將自來(lái)水添加到指定水位(前置水箱與中段生態(tài)水槽),開(kāi)始放置植物并往水中添加濃縮人工模擬農(nóng)田退水,手動(dòng)攪拌;結(jié)合田間現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),使生態(tài)水槽試驗(yàn)水體達(dá)到試驗(yàn)質(zhì)量濃度要求。水樣現(xiàn)場(chǎng)采集,放置于100 mL聚乙烯瓶中存放,帶回實(shí)驗(yàn)室,以便測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

        1.3 化學(xué)分析方法

        水質(zhì)pH、DO測(cè)定:多參數(shù)分析儀(上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司,型號(hào)DZS-706)現(xiàn)場(chǎng)采樣測(cè)定;水質(zhì)總氮測(cè)定采用過(guò)硫酸鉀氧化-紫外分光光度法(HJ636-2012);總磷測(cè)定采用鉬酸銨分光光度法(GB11893-89);硝態(tài)氮測(cè)定采用紫外分光光度法;銨態(tài)氮測(cè)定采用納氏試劑分光光度法(HJ535-2009);參照地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)。

        植株重量測(cè)定采用分析天平(梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易上海有限公司,型號(hào)TLE104/02);植株消解采用濃H2SO4-H2O2消煮,全氮測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法、全磷測(cè)定采用釩鉬黃比色法。

        數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用Microsoft Office Excel 2019軟件,數(shù)據(jù)分析采用IBM SPSS statistics 20軟件,繪圖采用Origin 2017軟件。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 低進(jìn)水流量模擬生態(tài)溝渠的氮磷去除效果

        圖3 低進(jìn)水流量模擬生態(tài)溝渠中氮素質(zhì)量濃度(A)與磷素質(zhì)量濃度(B)動(dòng)態(tài)變化Fig. 3 Dynamic changes of nitrogen (A) and phosphorus(B) mass concentrations in the water of simulated ecological ditch with low influent flow rate

        由圖3A可知,在低進(jìn)水流量(60 L/h)條件下,隨著裝置運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng),總氮質(zhì)量濃度在逐漸下降,至運(yùn)行22 d時(shí)趨于平穩(wěn),運(yùn)行26 d時(shí),2種植物組合C1與C2總氮去除率分別達(dá)到36.74%和34.91%;硝態(tài)氮質(zhì)量濃度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),約在運(yùn)行10 d時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn),由于植物吸收和硝化作用,銨態(tài)氮質(zhì)量濃度從裝置運(yùn)行開(kāi)始就一直快速下降,至運(yùn)行8 d時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn),之后趨于平穩(wěn),此時(shí)C1與C2銨態(tài)氮質(zhì)量濃度分別僅為0.23、0.24 mg/L,相較于銨態(tài)氮去除率達(dá)到90%以上,達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002);對(duì)比質(zhì)量濃度變化曲線可知,從裝置運(yùn)行開(kāi)始,硝態(tài)氮相較于銨態(tài)氮在水中的氮素占比呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì),裝置運(yùn)行至12 d以后,生態(tài)溝渠內(nèi)氮素以硝態(tài)氮為主,硝態(tài)氮的質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)與總氮接近一致。C1與C2在低流量下總氮、硝態(tài)氮與銨態(tài)氮的去除率沒(méi)有明顯差異,但模擬生態(tài)溝渠裝置對(duì)氮素呈現(xiàn)出較好的去除效果。

        由圖3B可知,在裝置運(yùn)行前期總磷質(zhì)量濃度下降速率較快,在運(yùn)行18 d后速率放緩,質(zhì)量濃度變化趨于穩(wěn)定,C1與C2總磷質(zhì)量濃度均為0.07 mg/L,總磷去除率最高為96.01%,處理后總磷質(zhì)量濃度能夠達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002);前期C2植物組合去除速率略高于C1,最終總磷去除率都能達(dá)到95.00%以上。

        不同植物由于生長(zhǎng)習(xí)性不同,生物量與氮磷吸收量存在差異[20]。由表1可知,低進(jìn)水流量下,試驗(yàn)結(jié)束時(shí)C1植物總鮮重小于C2,而C2生物量增量高于C1,差異顯著。但植物體內(nèi)氮、磷吸收量,C1都要略高于C2。

        表1 低進(jìn)水流量模擬生態(tài)溝渠中不同植物組合的生物量與氮磷吸收量Table 1 Biomass, nitrogen and phosphorus absorption amounts of two plant combinations in simulated ecological ditch with low influent flow rate

        2.2 中進(jìn)水流量生態(tài)溝渠的氮磷去除效果

        由圖4A可知,中進(jìn)水流量(180 L/h)下,總氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)與低進(jìn)水流量時(shí)相似,總氮在第18 d時(shí)質(zhì)量濃度變化趨于穩(wěn)定,C1與C2總氮去除率分別達(dá)到18.23%和17.65%,去除率僅約為低進(jìn)水流量的50%;硝態(tài)氮質(zhì)量濃度變化在運(yùn)行10 d時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn),C1與C2比較,C1對(duì)硝態(tài)氮的去除率略高于C2。裝置運(yùn)行14 d后,硝態(tài)氮與銨態(tài)氮質(zhì)量濃度變化不大,C1與C2銨態(tài)氮質(zhì)量濃度維持在0.14、0.15 mg/L,其去除率均達(dá)到98%以上,均達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)。

        由圖4B可知,C1與C2總磷質(zhì)量濃度下降趨勢(shì)相同,與低進(jìn)水流量時(shí)相似,前期質(zhì)量濃度下降速率快,在運(yùn)行14 d時(shí)質(zhì)量濃度下降速率趨于平緩,C1與C2質(zhì)量濃度曲線重疊,至運(yùn)行18 d時(shí),C1與C2總磷質(zhì)量濃度均降低到0.20 mg/L以下,去除率分別為79.39%與80.67%,處理后總磷質(zhì)量濃度能夠達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

        圖4 中進(jìn)水流量模擬生態(tài)溝渠中氮素質(zhì)量濃度(A)與磷素質(zhì)量濃度(B)的動(dòng)態(tài)變化Fig. 4 Dynamic changes of nitrogen (A) and phosphorus(B) concentrations in the water of simulated ecological ditch with medium influent flow rate

        由表2可知,相較于低進(jìn)水流量,中進(jìn)水流量C1和C2植物生物量增重、氮吸收量、磷吸收量顯著降低,分別只有低進(jìn)水流量的56.1%、47.1%,56.8%、37.7%,77.1%、67.9%。低進(jìn)水流量下,試驗(yàn)結(jié)束時(shí),C1的總鮮重大于C2,而C2的生物量增量高于C1,但植物體內(nèi)的氮吸收量與磷吸收量C1都要高于C2,C1分別比C2高55.7%與18.4%,差異顯著。

        表2 中進(jìn)水流量模擬生態(tài)溝渠中不同植物組合的生物量與氮磷吸收量Table 2 Biomass, nitrogen and phosphorus absorption in simulated amounts of two plant combinations ecological ditch with medium influent flow rate

        2.3 高進(jìn)水流量下生態(tài)溝渠的氮磷去除效果

        由圖5A可知,高進(jìn)水流量(300 L/h)下,總氮去除率變化波動(dòng)較大,相較于前2種流量情況,運(yùn)行12 d時(shí),總氮去除率最高僅為9.2%,C1與C2在高流量下總氮去除率相差不大。觀察發(fā)現(xiàn),高流量運(yùn)行14 d時(shí),浮水植物開(kāi)始出現(xiàn)整體葉子腐爛情況,導(dǎo)致總氮去除率降低;由于硝化作用的影響,銨態(tài)氮大量轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,水中硝態(tài)氮大量累積;至運(yùn)行10 d時(shí),C1與C2銨態(tài)氮質(zhì)量濃度分別僅為0.06、0.05 mg/L,去除率均達(dá)到99%以上,達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。C1與C2比較,總氮變化趨勢(shì)相同,運(yùn)行4~10 d時(shí),C1比C2的硝態(tài)氮質(zhì)量濃度略高,而C2比C1的銨態(tài)氮質(zhì)量濃度略高。

        由圖5B可知,C1與C2總磷下降趨勢(shì)相同,前期質(zhì)量濃度下降速率快,在運(yùn)行14 d時(shí)質(zhì)量濃度下降至0.35 mg/L左右,C1與C2間質(zhì)量濃度下降曲線重疊,去除率最高為66.13%,處理后總磷質(zhì)量濃度能夠達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)。

        圖5 高進(jìn)水流量模擬生態(tài)溝渠中氮素質(zhì)量濃度(A)與磷素質(zhì)量濃度(B)的動(dòng)態(tài)變化Fig. 5 Dynamic changes of nitrogen (A) and phosphorus (B)concentrations in the water of simulated ecological ditch with high influent flow rate

        表3 高進(jìn)水流量模擬生態(tài)溝渠中不同植物組合的生物量與氮磷吸收量Table 3 Biomass, nitrogen and phosphorus absorption amounts of two plant combinations in simulated ecological ditch with high influent flow rate

        由表3可知,相較于低、中進(jìn)水流量,高進(jìn)水流量時(shí),C1和C2植物生物量增重、氮吸收量、磷吸收量進(jìn)一步顯著降低,分別只有低進(jìn)水流量的 27.2%、28.57%,37.51%、35.40%,51.5%、44.0%。高進(jìn)水流量下,試驗(yàn)結(jié)束時(shí),C1的總鮮重大于C2,而C2的生物量增量高于C1,但植物體內(nèi)的氮吸收量與磷吸收量C1均高于C2,C1比C2分別高9.4%與22.2%,其中磷吸收量差異顯著。

        3 討論

        在農(nóng)田普通溝渠承擔(dān)著農(nóng)田灌溉與退水功能的基礎(chǔ)上,將其改造成生態(tài)溝渠,強(qiáng)化溝渠對(duì)污染物和營(yíng)養(yǎng)污染物質(zhì)的吸收與轉(zhuǎn)化的功能[21]。由于野外實(shí)地生態(tài)溝渠試驗(yàn),環(huán)境影響因素眾多,因此在室內(nèi)搭建模擬生態(tài)溝渠裝置。本研究重點(diǎn)在于探討溝渠內(nèi)種植植物的搭配、溝渠水力停留時(shí)間兩種關(guān)鍵性因素,研究結(jié)果表明,模擬生態(tài)溝渠在3種流速下對(duì)模擬農(nóng)田退水氮磷均具有凈化效果,但不同流速對(duì)水中氮磷去除效果存在差異。

        模擬生態(tài)溝渠裝置主要利用植物吸收和微生物轉(zhuǎn)化的方式去除模擬農(nóng)田退水的氮磷。生態(tài)溝渠中,降低水體流速,延長(zhǎng)水力停留時(shí)間,同時(shí)種植根系發(fā)達(dá)的水生植物,增大植物根部與水體的接觸面積,能夠提高其對(duì)水中氮磷的去除效果[22-24]。本研究結(jié)果表明,中低流速時(shí),模擬生態(tài)溝渠凈化效果最優(yōu),這與水體在生態(tài)溝渠內(nèi)水力停留時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)[25]。模擬生態(tài)溝渠總氮去除率為9.20%~36.74%、銨態(tài)氮去除率為97.26%~99.31%,低流速時(shí)高于張春旸等[26]研究的生態(tài)溝渠總氮去除率31.4%,且銨態(tài)氮去除率遠(yuǎn)高于部分實(shí)際農(nóng)田生態(tài)溝渠系統(tǒng)凈化效果,水中銨態(tài)氮質(zhì)量濃度下降較快,而在銨態(tài)氮質(zhì)量濃度極低的情況下,總氮與硝態(tài)氮質(zhì)量濃度還具有差異,說(shuō)明水體中存在部分其他形態(tài)的氮素[27]。由于水體處于流動(dòng)狀態(tài),模擬生態(tài)溝渠裝置的前端進(jìn)水口、末端溢流孔都處于跌水狀態(tài),運(yùn)行時(shí)水體DO值在3.60~4.65 mg/L范圍內(nèi),有利于為生態(tài)水槽水體表面創(chuàng)造好氧環(huán)境。由于模擬生態(tài)溝渠良好的好氧環(huán)境條件,使水體中硝化作用明顯,而挺水植物和浮水植物根部、沉水植物表面、水槽底部和槽邊利于微生物的生長(zhǎng)與繁殖,產(chǎn)生好氧與厭氧環(huán)境,從而達(dá)到去除氮素的效果[15,28]。

        相較于氮素,模擬生態(tài)溝渠對(duì)總磷去除效果更好,去除率為63.38%~96.10%,出水總磷質(zhì)量濃度能夠達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ~Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其去除率高于部分實(shí)際農(nóng)田生態(tài)溝渠系統(tǒng)凈化效果[11,29]。生態(tài)溝渠農(nóng)田退水中磷素的去除,主要是通過(guò)污泥沉淀與植物吸收等方式來(lái)實(shí)現(xiàn),植物根部產(chǎn)生的微生物絮團(tuán),試驗(yàn)后期溝渠底部因微生物殘?bào)w而產(chǎn)生活性污泥成分,污泥中含有鐵鋁氧化物,對(duì)磷素具有吸附能力,同時(shí)溝渠內(nèi)植物生長(zhǎng)發(fā)育也是促進(jìn)溝渠內(nèi)水體磷素吸收的主要貢獻(xiàn)者[29-30],而在本試驗(yàn)?zāi)M狀態(tài)下,植物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)磷的吸收是去除磷的主要形式。

        生態(tài)溝渠植物不同的種植搭配,影響著水體氮磷的去除效果。本研究植物有兩種搭配組合,適應(yīng)于珠三角地區(qū)氣候及生態(tài)環(huán)境條件,既美觀又有實(shí)用效應(yīng)。隨著溝渠植物的生長(zhǎng),生物量隨之增加,對(duì)水中氮磷的吸收也隨之增加[31-33]。但隨著植物的生長(zhǎng)發(fā)育,浮水植物的數(shù)量增長(zhǎng),占據(jù)更大的水域面積,影響著沉水植物的光合作用,植物易出現(xiàn)腐爛分解的情況,使水質(zhì)變差,所以需要制定合理有效的管理模式,避免因植物腐爛釋放的氮磷等物質(zhì)產(chǎn)生二次污染[19,34]。

        4 結(jié)論

        (1)生態(tài)溝渠進(jìn)水流量設(shè)置為低進(jìn)水流量(60 L/h)時(shí),模擬生態(tài)溝渠運(yùn)行26 d時(shí),兩種植物組合C1與C2的總氮去除率分別達(dá)到36.74%和34.91%,氨氮去除率均達(dá)97%以上,總磷去除率均達(dá)95%以上,總磷質(zhì)量濃度達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),銨態(tài)氮質(zhì)量濃度達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),該條件下模擬生態(tài)溝渠對(duì)水中氮磷去除效果較好。

        (2)植物對(duì)水體氮磷物質(zhì)的去除效果受到進(jìn)水流量大小的影響,低進(jìn)水流量(60 L/h)時(shí)有利于植物生長(zhǎng)和植物對(duì)水體氮磷的阻控。不同進(jìn)水流量下,C2生物量增重均高于C1,但C1對(duì)氮、磷的吸收量要高于C2,因此,C1植物組合搭配對(duì)水中氮磷去除效果影響較好。

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