畜禽養殖廢水的植物凈化技術初探

申鵬

（蘭州交通大學博文學院 甘肅蘭州 730101）

0 緒論

近年來，隨著甘肅省養殖業的快速發展，特別是規?；B殖場的建立，給我省農村畜禽養殖業帶來經濟增長，但是養殖廢水中含有大量的有機質、還會伴有重金屬、殘留藥液、消毒液、各類病原體等污染物，會嚴重污染周圍的水環境、土壤、大氣，甚至威脅人們的健康。而且養殖場多在農村地區，管理人員對環境保護的意識不夠，加上污染治理的技術不到位，導致畜禽養殖廢水污染問題日益嚴重，繼工業污染和生活污染后，畜禽養殖廢水污染成為農業面源污染第三大污染源。

1 畜禽養殖廢水的處理方法

養殖廢水的處理是近年來研究的熱點，目前的處理方法主要有物理法、化學法、生物法。物理法主要利用過濾、絮凝沉淀、吸附等方法，去除處理養殖廢水中的懸浮物質，減小污染物負荷；化學法主要利用藥劑進行中和、離子交換等去除有害物質；生物法是養殖廢水最常用的方法，主要是利用微生物對有機物質的分解轉化作用，達到水質凈化的目的。

由于養殖廢水中污染物濃度高，成分復雜，實際中采用多種方法綜合處理才能達到較好的處理效果，然而利用這些方法，雖然可以凈化廢水，但是造價比較高，畜禽養殖農民和經營者無法承受。因此，如何探尋一個新技術、新方法，既能很好的處理廢水，保護環境，又能降低成本，節約費用，這是解決養殖業污染的關鍵。因此低投資的植物修復技術被引入養殖污水處理中，這種方法投資低、運行費用低、利用自然界本身的植物去凈化廢水，對于一些中、小型養殖場適用，也是實現人與自然和諧健康發展、實現可持續發展的一條新的技術創新路線。

2 植物凈化修復技術

植物修復（phytoremediation）技術是以植物忍耐和超量某種或某些污染物質的理論為基礎，利用植物及其共存微生物組成的生物體系，對廢水中的污染物質進行吸收、消化、轉化、富集，將有毒有害物質轉化為無毒無害，或者蓄積在植物體內，從而達到降低污染物濃度、凈化水質的目的。通過植物不但可以去除廢水中的污染物質，通過植物體的吸收，實現水中一些營養物質的循環利用，還可以綠化養殖場環境、改善大氣環境，促進整體生態環境的良性發展。

植物的水質凈化修復功能主要有以下幾點：

2.1 促進懸浮物質的沉降

水生植物利用其發達的根系，在水中形成茂密植被，形成密集的過濾層，減緩水流，通過沉淀或黏附，降低廢水中懸浮物或不溶性膠體物質，促進廢水中懸浮物的沉降；植物根部釋放出氧氣形成根際氧化區，使底泥有厭氧狀態變為好氧狀態，利用微生物進行好氧分解。因此，想要降低污水中懸浮物，可以選用根系發達的一些植物。

2.2 降低水中N、P的含量

無機營養元素N、P是引起水體富營養化的主要原因，利用植物降低污染水體中的N、P等物質是治理水體富營養化很有效的途徑。由于N、P是植物體的主要結構組成，因此植物生長時，對廢水中N、P等營養物質的吸收速率很快，如果生物量能夠被有效利用，則通過收割植物，廢水中的氮磷等營養污染物就能被帶出。中科院水生生物研究所（陳金霞等，2000）在湖北黃石完成了具有污水凈化和污水資源化雙重功能的新型穩定塘設計，試驗結果表明，即使在冬季，氣溫較低，植物對N、P的去除率也較高。另有報道，被制成浮床的香根草松、水芹多花黑麥草等對去除水體中的N、P和抑制藻類滋生均有明顯的作用（劉淑媛等，1999）（閻水玉，1999）（馬立珊，2000）。

通過多位學者對N、P植物修復的研究發現，植物中各器官的N、P含量均高于空白對照，實驗前N、P在植物體的分布規律為根＞葉＞莖，經過植物吸附污水后，分布規律為葉＞根＞莖，可以看出，植物的葉對N、P的吸收率最高、其次為莖、最后是根部。此研究結果對于去除N、P有很好的思路指導，在處理高濃度N、P時，可以選用一些枝葉發達的植物進行凈化處理。

2.3 吸收、分解有機污染物

有機物進入植物體內有著多種代謝機制，包括富集、轉化和降解。

植物除了直接吸收、分解有機物外，還可以通過根系分泌有機酸類物質，刺激根際微生物群落的活性，促進微生物對有機污染物的降解。

隨著生態要求的提高，植物凈化廢水中有機物的相關研究報道也越來越多。廖新俤等（2004年）研究了應用于養豬場廢水處理的植物，通過實驗研究發現，針對養豬場養殖廢水，最適用的植物是風車草和香根草。趙麗娜等（2007年），研究植物對污水中有機污染物TN、TP、CODcr的去除效果，研究發現，蘆葦、菖蒲、香蒲這3種植物對這些有機污染物均有良好的去除效果。ReddyK.R等（1985）通過對8種水生植物的研究發現：夏季鳳眼蓮的除氮效果最好，而冬季除氮效果最好的植物是水鱉。

不同污水中有機污染物的含量都不相同，因此想要探索出適用不同養殖廢水的凈化植物，應該通過實驗研究，針對不同地區進行植物篩選，選擇一種或幾種耐污能力較強的植物進行搭配，實現廢水凈化的植物修復。

2.4 對重金屬的吸收

重金屬污染與其他污染物不同，不能直接通過植物降解，只能將重金屬從污染水體中轉移至植物體內，從而將降低水中重金屬的濃度。重金屬在水生植物體內不同部位的分布特點一般是根＞莖＞葉。這主要由于植物為了避免重金屬對其生理活動的毒害，通過一定的解毒機制避免重金屬的向上部遷移。因此只要尋找到能夠超累積或超耐受該有害重金屬的植物，將重金屬污染物從水中轉移至植物特定部位，再將植物進行處理，或者依靠植物將重金屬固定在某一空間防止其擴散。

研究表明，植物能吸收大量的重金屬污染物并積累在植物組織里。對重金屬元素的吸收量超過一般植物100倍以上的植物被稱為超積累植物，其積的 Cr、Co、Ni、Cu、Pb 等元素的含量一般在 0.1%以上，積累的Mn、Zn含量一般在1%以上。因此，植物修復重金屬污染的方法往往是尋找能夠超累積或超耐受該有害重金屬的植物，將金屬污染物以離子的形式從地表水中轉移至植物特定部位，再將植物進行處理，或者依靠植物將金屬固定在一定環境空間以阻止其進一步擴散。

3 結語

雖然植物修復在我國起步較晚，但已經有了很多研究成果，植物修復技術在畜禽養殖廢水的凈化處理上有很大的應用前景。植物修復技術在處理效果、經濟效果、景觀效果、可持續發展程度等方面均體現出了優越性。利用綠色植物生態修復技術，可以實現人與自然的協調發展，可持續發展。