申 鵬

（蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院，甘肅 蘭州 730101）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日漸凸顯出來，各類污染事故常有發(fā)生。全人類要想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，任何破壞生態(tài)平衡的行為都是不可取的。如何做到人類和自然協(xié)調(diào)共存，就成為了關(guān)鍵。黨的十九大報(bào)告在“堅(jiān)持推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體”中提出，構(gòu)筑尊崇自然、綠色發(fā)展的生態(tài)體系。新常態(tài)下的綠色發(fā)展，核心內(nèi)容是構(gòu)建綠色的經(jīng)濟(jì)體系，即低投入、高產(chǎn)出，低消耗、少排放，能循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展。

1 研究背景

隨著城鄉(xiāng)一體化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，居民生活水平日益提高，而村鎮(zhèn)生活污水的排放量也不斷增加。在大力發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，由于配套的污染處理設(shè)施不齊備，不僅影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且還危及生態(tài)安全，目前產(chǎn)生的環(huán)境污染問題逐漸進(jìn)入人們的視野，已成為人們普遍關(guān)注的社會(huì)熱點(diǎn)問題。據(jù)國家進(jìn)行的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，全國60%以上農(nóng)村地區(qū)缺乏必要的污染治理投資，而已建成的污水處理廠也由于管理措施不健全、不到位，導(dǎo)致污水處理效果不好，達(dá)不到污水排放標(biāo)準(zhǔn)，造成了對周邊環(huán)境的污染。

農(nóng)村產(chǎn)生的生活污水如果利用傳統(tǒng)的處理方法需要投入很多資金，農(nóng)村地區(qū)用戶分散、根本無法承受較大的成本壓力，同時(shí)傳統(tǒng)的處理方法不能完全徹底處理生活污水中的氮、磷等物質(zhì)，而植物凈化修復(fù)技術(shù)則具有較好的處理效果，能夠有效地對污染水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行降解利用，并且通過收割異地處理將污染物質(zhì)清除。同時(shí)，植物凈化修復(fù)技術(shù)較傳統(tǒng)的處理方法還具有資金投入少、易操作、處理過程無二次污染產(chǎn)生等優(yōu)勢。

植物凈化修復(fù)技術(shù)是以植物忍耐和超量積累某種或某些污染物質(zhì)的理論為基礎(chǔ)，利用植物及其共存微生物體系清除環(huán)境中污染物的一門環(huán)境污染治理技術(shù)。植物是自然界中的初級(jí)生產(chǎn)者，它能通過光合作用將無機(jī)物合成轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，大部分水生植物光合生產(chǎn)力接近于陸生植物，其中有些水生植物在適宜的外界條件下，生產(chǎn)力甚至可以超過一般的陸生植物。本研究就是通過水生植物凈化修復(fù)的特性，將積累在植物體內(nèi)的離子采取收割異地處理的方法，清除農(nóng)村地區(qū)生活污水中的污染物，達(dá)到凈化水體的目的。

2 研究方法

本課題主要是探究適合凈化生活污水的植物類型，通過實(shí)驗(yàn)及處理效果分析確定不同植物對生活污水的耐受度，希望通過植物的凈化處理，將生活污水經(jīng)處理后達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18466-2005 中允許的最高日均排放濃度標(biāo)準(zhǔn)，或能夠滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB5084-2005，以達(dá)到不污染環(huán)境、可重復(fù)利用的目的，為甘肅地區(qū)利用植物凈化生活污水提供數(shù)據(jù)支撐，使農(nóng)業(yè)地區(qū)產(chǎn)生的污水污染得到有效治理。

本實(shí)驗(yàn)根據(jù)已有研究基礎(chǔ)，同時(shí)綜合考慮甘肅省氣候情況，挑選適合在甘肅當(dāng)?shù)馗粻I養(yǎng)化水體修復(fù)工程中可以使用的濕地植物，選取了3 種植物進(jìn)行研究，分別是：蘆葦、菖蒲、鳶尾。

圖1 3種植物對CODcr的凈化效果Fig.1 The purification effect of three plants on CODcr

圖2 3種植物對NH3-N 的凈化效果Fig.2 The purification effect of three plants on NH3-N

圖3 3種植物對TN的凈化效果Fig.3 The purification effect of three plants on TN

圖4 3種植物對TP的凈化效果Fig.4 The purification effect of three plants on TP

研究采用模擬人工濕地的方法。先分別進(jìn)行一段時(shí)間的種植培養(yǎng)，待各種植物生長穩(wěn)定后，將其移至建立的模擬人工濕地系統(tǒng)中，開始用生活污水進(jìn)行澆灌實(shí)驗(yàn)，待植物適用且人工濕地系統(tǒng)中形成生物膜后，便開始測定污水的處理效果。不同的水力停留時(shí)間會(huì)影響處理效果，通過資料查閱，選擇14 d作為本研究的植物凈化處理時(shí)間。

本實(shí)驗(yàn)主要是針對生活污水，因此主要測定指標(biāo)為：CODcr（化學(xué)需氧量）、NH3-N（氨氮）、TN（總氮）、TP（總磷）等，各項(xiàng)指標(biāo)的測定均以國標(biāo)方法為準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)采用的污水來自甘肅某農(nóng)村地區(qū)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果如圖1～圖4。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同的植物對同一指標(biāo)的降解凈化效率不同。3 種植物對CODcr 的降低起到明顯的促進(jìn)作用，去除率為：鳶尾>菖蒲>蘆葦，其中鳶尾的凈化效果最好，達(dá)80.6%，這可能是由于植物發(fā)達(dá)的根系給微生物提供了良好的活動(dòng)場所，從而促進(jìn)污染物分解；3 種植物對NH3-N 去除率為：鳶尾>菖蒲>蘆葦，其中鳶尾的凈化效果最好，達(dá)73.0%，可能是因?yàn)橹参飳ξ廴疚锏娜コ饕科涓滴眨? 種植物對TN 去除率為：蘆葦>鳶尾>菖蒲，其中蘆葦?shù)膬艋Ч詈?，達(dá)85.4%；3 種植物對TP 的去除率比較接近，最好的是蘆葦，達(dá)85.8%，而且可以通過收割將污染物移出水體?？瞻讓φ諏?shí)驗(yàn)表示，3 種植物的污水凈化效果均高于水體的自凈能力。

由于植物在其生長過程中，每個(gè)階段對有機(jī)物質(zhì)的吸收能力不同，所以本實(shí)驗(yàn)選擇初始生長狀態(tài)較為一致的單株，降低誤差，提高實(shí)驗(yàn)精確度，確保后期數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于不同的外界環(huán)境也會(huì)影響植物對污染水體的凈化能力，而水體本身含有各種微生物以及各種外界因素的影響，因此在后期還需要結(jié)合植物學(xué)、環(huán)境學(xué)等學(xué)科知識(shí)進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)充研究。