论文部分内容阅读
绿色生态修复技术作为一种废水处理新技术，以其投资少、效果好、运行维护方便等优点，在世界范围内得到了迅速发展。水生植物作为人工湿地等生态修复工程中最明显的生物特征，在其中发挥着重要作用。本研究主要从湿地植物种类选择、植物修复机理、湿地生态系统条件的选择和强化措施的应用几个方面对城市污水和电镀废水进行了模拟人工湿地植物修复研究，以期为利用绿色生态修复技术控制水污染、改善水环境提供科学依据。通过对上述研究结果的分析，可得出以下一些结论：1、通过模拟湿地，研究了玉带草（Reinekea carnea）、石菖蒲（Acorus gramineus）、泽泻（Alisma orientale）、菖蒲（Acorus calamus）、黄花鸢尾（Iris pseudacorus）、千屈菜（Lythrum salicaria）这六种水生观赏植物对城市污水的处理效果，分别在第5d、10d和15d对污水中的TN、TP、BOD5、COD、重金属元素（Cr、Pb、Cd）含量进行定期监测，探讨植物对城市污水的修复能力。研究结果表明，各种水生观赏植物对污水都表现出较强的适应性，对TN、TP、COD、BOD5以及重金属Cr、Pb、Cd净化效果显著。但是，不同植物对不同污染物的净化效率之间存在差异，其中黄花鸢尾和石菖蒲对城市污水的修复能力强，是两种值得推荐的污水修复植物。另一方面，污水停留时间以及污水中不同污染物之间的相互作用对植物修复效果产生了一定的影响。2、采用模拟垂直流湿地方法，从植物生长情况和提高湿地系统净化效率两方面评价了小香蒲（Typha minima）、芦苇（Phragmites australis）、千屈菜、花叶芦竹（Arundo donax var. versicolor）、灯心草（Juncus effusus）、梭鱼草（Pontederia cordata）、旱伞草（Cyperus alternifolius）、香蒲（Typha orientalis）、菖蒲、黄花鸢尾等十种水生植物对修复电镀废水中重金属的综合能力。结果表明，千屈菜、芦苇、黄花鸢尾适合用于人工湿地方法处理电镀废水，解决其重金属超标问题。3、采用模拟植物漂浮床方法，从植物生长情况和提高湿地系统净化效率两方面评价了凤眼莲（Eichnornia crassipes）、空心莲子草（Alternanthera philoxcroide）、鸭跖草（Commelina commelis）、紫鸭跖草（Setcreasea purpurea Boom）、黑麦草（Lolium perenne）、水芹（Denanthe decumbens）、李氏禾（Leersia hexandra）、美女樱（Verena hybrida）、沿街草（Ophiopogon bodinieri）等九种水生植物本地种对净化电镀废水中重金属的综合能力。结果表明，供试9种植物中凤眼莲、水芹最适合用于漂浮床方法对电镀废水中重金属的净化。4、通过对根系生长情况观察以及根系活力、过氧化氢酶、丙二醛等逆境生理指标的考察，初步研究了香蒲、千屈菜、黄花鸢尾、菖蒲、花叶芦竹等水生植物对电镀重金属污水的耐性特点。主要结论有：重金属胁迫下，植物往往会表现出生物量较小、生长缓慢等症状，而香蒲、千屈菜、黄花鸢尾等植物能通过维持良好的根系长势和根系活力抵御外界不利环境；重金属等逆境导致的氧化胁迫是绿色植物中存在的一种普遍现象，而菖蒲、花叶芦竹等植物能通过提高或维持抗氧化作用以保护细胞膜免受重金属破坏或者减弱破坏程度。5、利用等离子放射光谱技术，以千屈菜、芦苇、黄花鸢尾三种湿地优势种为植物材料研究了湿地植物对电镀废水中重金属的吸收和转化机理。结果表明，Cr、Fe、Zn主要集中于植物地下部分，少数被转运到地上部分，Cu相对于其他三种重金属更易被向地上部分转移；3种植物中，芦苇主要侧重于植物萃取并转运至地上部分，千屈菜主要作用在于根系过滤，黄花鸢尾则在重金属元素的提取和地下部分积累上具有较大优势。6、利用傅立叶红外光谱技术探寻湿地植物（凤眼莲）对电镀废水中重金属的吸收和转化机理的研究表明：植物根细胞壁结合Cr（Ⅵ）时物理吸附与化学吸附共同作用；铬处理下，凤眼莲根细胞壁上一OH、COO-等基团与铬的结合和转运密切相关，这些基团的含量可作为植物筛选的一个参考指标。7、选取三种最具代表性的根系分泌物——柠檬酸、草酸、酒石酸，研究不同浓度、不同种类有机酸对美人蕉（Canna glauca L．．）吸收重金属的影响。结果表明，施加4～8 mmol／L的柠檬酸和8 mmol／L的酒石酸，是提高植物去除电镀废水中重金属效果最佳的诱导措施。8、以凤眼莲作为植物材料，研究了不同水体pH对Cr（Ⅵ）处理下，植物生物量、叶绿素含量、光能转换效率、抗氧化能力等逆境营养指标和植物对水体中Cr6+的去除效率的影响。结果表明，不同水体pH对植物营养和植物修复效果的影响均存在明显差异，无论从植物角度还是从治污角度考虑，3为水体的最适pH。