不同水生植物配置模式对垃圾填埋场渗滤液尾水的净化能力研究

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随着经济的飞速发展,我国城市化进程的加快,中国城市生活垃圾产量不断增长。垃圾渗滤液由于其成分复杂、浓度高、水质变化大等特点,应用传统的处理方法往往难以达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008),且容易产生二次污染,成为亟需研究和解决的问题之一。而水生植物修复技术具有多样性、针对性和高效性的优点,运营成本低廉,易于维护管理,景观效果好,为渗滤液尾水处理提供了一种新的思路与途径。本研究根据老港垃圾填埋场渗滤液尾水的水质特性,选用菖蒲、黄菖蒲、香蒲、再力花和花叶芦竹为实验对象,通过水培实验,定期检测渗滤液尾水水质,测定实验前后植物体氮磷含量及植株生物量、高度、根长的变化,从而探究单种植物对渗滤液尾水的净化效果,通过分析对比,筛选出水质净化效果好,景观效果佳的水生植物种;并通过三种植物——黄菖蒲、菖蒲和再力花的排列组合水培实验,探究不同水生植物配置模式对渗滤液尾水的净化能力,从而为渗滤液尾水的水生植物修复技术的植物选择和配置提供依据,进一步对老港垃圾填埋场垃圾渗滤液尾水处理提出可行建议。结果表明:1、黄菖蒲、菖蒲、香蒲和再力花对垃圾填埋场渗滤液尾水各指标都有显著的去除作用。处理后水体各指标均基本达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)。2、随着渗滤液尾水浓度的降低,尾水对植物的胁迫作用减弱,植物的鲜重增长率、干重增长率、根长增长量和株高增长量呈现增大的趋势,其中黄菖蒲的生长最为旺盛。3、与其他植物混植时,菖蒲、黄菖蒲和再力花的鲜重和干重增长率均显示增大,但是由于生长阶段、种内和种间竞争的影响,株高和根长增长量变化根据植物的不同而有所差异,并没有比单独种植时一致增大。4、不同植物的耐污和净化作用不同:花叶芦竹在各浓度渗滤液尾水中,枯死率较高,耐污能力较弱,不适合用作垃圾填埋场渗滤液尾水的净化处理。香蒲在高浓度渗滤液尾水中,生长受到抑制,仅可适用于浓度较低的渗滤液尾水净化处理。在所选5种植物中,菖蒲对渗滤液尾水的除磷能力最强,黄菖蒲对渗滤液尾水的除氮能力最强,而再力花对尾水的COD去除能力最强,且由于其生物量大,单株植物体氮磷富集量最大。5、菖蒲、黄菖蒲和再力花3种植物混植时,渗滤液尾水的TN和TP最终去除率都显著大于两两混植和单种种植时;两两混植时,渗滤液尾水的TN和TP最终去除率大多较单种种植时显著提高;混植与单种种植时NH4+-N和COD的最终去除率没有显著差异。6、对各处理组植物体总氮、磷富集量进行统计分析表明:3种植物混植时,处理的植物体总氮、磷富集量显著大于两两混植和单种种植时,两两混植时相较于单种种植时,处理的植物体总氮、磷富集量大多显著提高。3种植物混植时,菖蒲和黄菖蒲的单位干重氮、磷富集量显著大于单种种植时;两两混植时,其单位干重氮、磷富集量则没有一致提高;再力花单种种植时,单位干重氮磷富集量反而比混种时较大。7、黄菖蒲、菖蒲和再力花这3种植物混植,相较于单种种植,可以降低渗滤液尾水对植物的胁迫程度,提高系统的生物多样性,改善系统的结构与功能,增加了食物链(网)中物质与能量的转化途径,使之形成一个较为稳定的水体净化系统,可以较大地提高水生植物对渗滤液尾水的净化效果。
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