CN102153203A

CN102153203A - 一种利用水蓼修复磷污染水体的方法

Info

Publication number: CN102153203A
Application number: CN2011100455893A
Authority: CN
Inventors: 李廷轩; 郑子成; 王永东; 余海英; 张锡洲; 曾凡凤; 黄霞; 何淑勤
Original assignee: Sichuan Agricultural University
Current assignee: Sichuan Agricultural University
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2011-08-17

Abstract

本发明涉及磷污染水体的生物修复，具体为一种利用水蓼修复磷污染水体的方法。一种利用水蓼修复磷污染水体的方法，将水蓼种植于被畜禽粪便污染的磷污染水体中；水蓼在种植时采样直接移植或种子直播的方法；对栽种的水蓼进行定期收割并作为一种绿肥回归土壤。本发明的技术效果表现在：成本低、处理效果好、可操作性强等。

Description

一种利用水蓼修复磷污染水体的方法

技术领域

本发明涉及磷污染水体的生物修复，具体为一种利用水蓼修复磷污染水体的方法。

背景技术

磷素是刺激藻类和其它光合水生生物生长的关键营养元素之一，并最终可能诱发水体富营养化，磷被视为水体富营养化的主要诱导因素之一。由于其对水体环境的负面影响的风险较大，迫切需要将水体中的富余磷含量降低到正常水平。因此，去除污染水体中高含量的磷对于控制水体富营养化具有重要意义。一般磷的去除方法主要有物化法和生物法两种。但是物化法去除磷要消耗大量的能源、化学药剂，并会产生大量的化学污泥，不能从根本上防治或去除磷素在水体中的累积，仅能在短期内降低水体中水溶性磷的含量。可见，磷只有通过颗粒的吸附沉降或微生物的吸收而去除，但这些方法不是把磷从水体中去除，而是把可溶态磷从一种形态转换成另外一种形态存在于环境中。目前，还没有一种简单的方法可以把磷从土壤或水体等磷污染环境中根本去除，且采用化学和物理等方法去除水体中的磷，需耗费大量的财力和物力。

为此，人们积极寻找一种廉价易行的代替方法，虽目前开展了芦苇、香蒲、菖蒲、睡莲、水葱、梭鱼草等系列植物对水体中磷去除效果的研究，但针对目前畜禽养殖水体污染日趋严重的问题，尤其是磷素污染而引发的面源污染问题，加上用于畜禽粪便污水处理的植物品种资源的有限性，无法满足实际需要，仍需要寻求新的植物品种资源，以用于不同畜禽粪便磷素污染水体的修复。目前，磷污染水体的治理多采用污染防治和工程措施相结合的方法，用粉煤灰吸附水体中的磷，用人工湖滨带截留水体中的磷。人工湿地除磷主要依赖湿地基质、水生植物和微生物以及三者之间的联合作用，还可通过一系列复杂的物理、化学以及生物的途径，实现去除磷素的目的。大量富含Al³⁺、Fe³⁺、Ca²⁺的基质(钢渣)具有显著的除磷效果，但限于材料自身的特性，不能广泛应用。因此，上述治理方法不仅成本高，而且不能从根本上解决水体磷富营养化的问题，在实际应用中受到了极大的限制。

植物修复技术与治理磷素污染的一般物理、化学和工程措施相比，其利用植物的协助作用提取环境中的水溶性磷，将成为一种很有潜力和应用价值的方法。常规的农作物或者牧草由于其吸收磷素的能力很低，再加之生物量较小，在去除土壤磷素的效率方面存在较大的局限性。按照常规植物去除水体中磷效率的速度，要降低高的磷素达到环境安全水平，目前的农作物种植系统至少需要几十年的时间。因此，寻求一种快速、简捷、持久去除污水中磷素的植物品种及方法十分必要，利用富集植物净化磷污染水体已成为当今国际生物修复研究的热点和前沿。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术用于处理磷污染水体的植物资源不足等问题，提供一种可用于处理畜禽粪便磷污染水体的一种新的植物资源，将水蓼用于处理畜禽粪便磷污染水体，具有成本低、处理效果好、可操作性强等特点。

本发明的具体技术方案如下：

一种利用水蓼修复磷污染水体的方法，将水蓼种植于被畜禽粪便污染的磷污染水体中。

所述的水蓼在种植时采样直接移植或种子直播的方法。

所述的对栽种的水蓼进行定期收割并作为一种绿肥回归土壤。

水蓼，一年生草本，高20～80厘米，直立或下部伏地。茎红紫色，无毛，节常膨大，且具须根。叶互生，披针形成椭圆状披针形，长4～9厘米，宽5～15毫米，两端渐尖，均有腺状小点，无毛或叶脉及叶缘上有小刺状毛；托鞘膜质，简状，有短缘毛；叶柄短。穗状花序腋生或顶生，细弱下垂，下部的花间断不连；苞漏斗状，有疏生小脓点和缘毛；花具细花梗而伸出苞外，间有1～2朵花包在膨胀的托鞘内；花被4～5裂，卵形或长圆形，淡绿色或淡红色，有腺状小点；雄蕊5～8；雌蕊1，花柱2～3裂。瘦果卵形，扁平，少有3棱，长2.5毫米，表面有小点，黑色无光，包在宿存的花被内。花期7～8月。生长环境：生湿地，水边或水中。我国大部分地区有分布。为蓼属多年生草本植物，拉丁名为Polygonum hydropiper，主要对磷素具有富集特性。

水蓼的适应性强，易成活，可进行直接移栽或将种子直播生长；在自然条件下即可成活，在其整个生长过程中不需要进行特殊的管理。水蓼生物量大，磷含量高能有效地降低土壤和污水中的磷的含量，从而达到修复污染的水体。水蓼收获后可作为一种绿肥回归土壤，实现磷的循环再利用。同时，水蓼药用价值高，可用于行滞化湿；散瘀止血；祛风止痒；解毒，可以充分合理的利用资源，一物多用。

本发明充分利用了水蓼对磷的富集特性，将其移栽磷污染水体中，吸收积累污水中的磷，降低污水中磷的含量，可达到减少污水中磷含量的目的。

在畜禽养殖废水污染的环境中种植水蓼，充分利用水蓼对畜禽养殖废水中总磷、可溶性磷酸盐等污染物具有的吸附和去除特性，将其种植于畜禽养殖废水污染环境中，吸收积累废水中的总磷、可溶性磷酸盐等污染物，从而降低废水中磷污染物的含量；具有成本低、效果好、可操作性强等特点；为畜禽养殖废水污染的处理开发了新的植物资源品种，还可充分合理的利用资源，实现一物多用。

本发明的技术效果表现在：成本低、处理效果好、可操作性强等。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例：

水蓼在种植时采样直接移植或种子直播的方法。

对栽种的水蓼进行定期收割并作为一种绿肥回归土壤。

下面是对本方法的试验分析结果：

污水取自四川农业大学污水处理厂，两种供试水样：经污水处理厂初步净化后的污水和未经处理的畜禽粪便水。供试水样的理化性质如表1。

表1两种供试水样的基本理化性质

试验在四川农业大学科研园区标准网室中进行，每桶装5L污水，试验期间不换水，补充去离子水维持水的体积不变。试验设两个污水处理：经污水处理厂净化处理后的污水(污水)和未经处理的畜禽粪便水(畜禽粪便水)，12次重复，随机区组排列。在植物生长的15d、30d、45d采集植物样和水样，每次采4次重复。采样时间是结合前期试验和植物长势而设定的。对植物体内磷含量、水样中总磷和水样中可溶性磷酸盐的含量进行了测定与分析。

结果表明：在污水处理中：水中总磷的去除率随种植时间的增加显著增加，在45天时达到最大，为97.63％。在15天、30天、45天水蓼对可溶性磷酸盐的去除率分别14.42％、77.05％、98.27％。本试验中水蓼去除了水样中95％总磷和可溶性磷酸盐。在试验结束时，水样中的总磷和可溶性磷酸盐的含量分别为0.25mg L^-1和0.16mg L^-1。水蓼地上部生物量和磷的累积量都随种植时间的增加而显著增加，在45天时达到最大；而地上部磷的含量在30天时达到最大为6.38gkg^-1(DW)。

在畜禽粪便水处理中：在15天、30天、45天，水蓼对总磷的去除率分别为46.20％、60.36％、67.05％。水样中可溶性磷酸盐的也随种植时间的增加显著增加，在45天时达到最大，整个试验过程中去除了54.40％的可溶性磷酸盐。在试验最后水样中总磷和可溶性磷的含量，分别为7.19mgL^-1和5.70mgL^-1，也是远低于试验前的含量。水蓼对畜禽粪便水中总磷和可溶性磷酸盐的去除率比对污水的较低，主要是因为畜禽粪便水中污染物浓度较高，对植物生长有抑制作用，但是在试验30天时去除率明显增加，表明随着种植时间的延长，污染物对水蓼的抑制作用降低，水蓼降解污染物的能力逐渐增加。水蓼地上部生物量和磷的累积量都随种植时间的增加而显著增加，在45天时达到最大，这和水样中磷的去除率有一个相关的关系。由此可将水蓼直接种植于磷污染的水体中，随着植物的收获可将水体中的磷提取出来。

Claims

1.一种利用水蓼修复磷污染水体的方法，其特征在于：将水蓼种植于被畜禽粪便污染的磷污染水体中。

2.根据权利要求1所述的一种利用水蓼修复磷污染水体的方法，其特征在于所述的水蓼在种植时采样直接移植或种子直播的方法。

3.根据权利要求1所述的一种利用水蓼修复磷污染水体的方法，其特征在于所述的所述的对栽种的水蓼进行定期收割并作为一种绿肥回归土壤。