植物對生活污水凈化效果的研究

申 鵬

（蘭州交通大學博文學院，甘肅 蘭州 730101）

隨著社會經濟的快速發展，環境污染問題日漸凸顯出來，各類污染事故常有發生。全人類要想實現可持續發展，任何破壞生態平衡的行為都是不可取的。如何做到人類和自然協調共存，就成為了關鍵。黨的十九大報告在“堅持推動構建人類命運共同體”中提出，構筑尊崇自然、綠色發展的生態體系。新常態下的綠色發展，核心內容是構建綠色的經濟體系，即低投入、高產出，低消耗、少排放，能循環、可持續發展。

1 研究背景

隨著城鄉一體化建設和經濟的快速發展，居民生活水平日益提高，而村鎮生活污水的排放量也不斷增加。在大力發展農村經濟的同時，由于配套的污染處理設施不齊備，不僅影響經濟發展，而且還危及生態安全，目前產生的環境污染問題逐漸進入人們的視野，已成為人們普遍關注的社會熱點問題。據國家進行的調查發現，全國60%以上農村地區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，導致污水處理效果不好，達不到污水排放標準，造成了對周邊環境的污染。

農村產生的生活污水如果利用傳統的處理方法需要投入很多資金，農村地區用戶分散、根本無法承受較大的成本壓力，同時傳統的處理方法不能完全徹底處理生活污水中的氮、磷等物質，而植物凈化修復技術則具有較好的處理效果，能夠有效地對污染水體中的氮、磷等營養物質進行降解利用，并且通過收割異地處理將污染物質清除。同時，植物凈化修復技術較傳統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生等優勢。

植物凈化修復技術是以植物忍耐和超量積累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體系清除環境中污染物的一門環境污染治理技術。植物是自然界中的初級生產者，它能通過光合作用將無機物合成轉化為有機物，大部分水生植物光合生產力接近于陸生植物，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的特性，將積累在植物體內的離子采取收割異地處理的方法，清除農村地區生活污水中的污染物，達到凈化水體的目的。

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，通過實驗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，將生活污水經處理后達到《污水綜合排放標準》GB18466-2005 中允許的最高日均排放濃度標準，或能夠滿足《農田灌溉水質標準》GB5084-2005，以達到不污染環境、可重復利用的目的，為甘肅地區利用植物凈化生活污水提供數據支撐，使農業地區產生的污水污染得到有效治理。

本實驗根據已有研究基礎，同時綜合考慮甘肅省氣候情況，挑選適合在甘肅當地富營養化水體修復工程中可以使用的濕地植物，選取了3 種植物進行研究，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。先分別進行一段時間的種植培養，待各種植物生長穩定后，將其移至建立的模擬人工濕地系統中，開始用生活污水進行澆灌實驗，待植物適用且人工濕地系統中形成生物膜后，便開始測定污水的處理效果。不同的水力停留時間會影響處理效果，通過資料查閱，選擇14 d作為本研究的植物凈化處理時間。

本實驗主要是針對生活污水，因此主要測定指標為：CODcr（化學需氧量）、NH3-N（氨氮）、TN（總氮）、TP（總磷）等，各項指標的測定均以國標方法為準。本實驗采用的污水來自甘肅某農村地區。

3 實驗結果及分析

實驗測定結果如圖1～圖4。

實驗結果表明，不同的植物對同一指標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作用，去除率為：鳶尾>菖蒲>蘆葦，其中鳶尾的凈化效果最好，達80.6%，這可能是由于植物發達的根系給微生物提供了良好的活動場所，從而促進污染物分解；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73.0%，可能是因為植物對污染物的去除主要靠其根系吸收；3 種植物對TN 去除率為：蘆葦>鳶尾>菖蒲，其中蘆葦的凈化效果最好，達85.4%；3 種植物對TP 的去除率比較接近，最好的是蘆葦，達85.8%，而且可以通過收割將污染物移出水體。空白對照實驗表示，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，每個階段對有機物質的吸收能力不同，所以本實驗選擇初始生長狀態較為一致的單株，降低誤差，提高實驗精確度，確保后期數據的準確性。由于不同的外界環境也會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合植物學、環境學等學科知識進行優化補充研究。