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人工湿地净化废水已经成为越来越受重视的环保技术之一,菖蒲是天南星科多年水生草本植物,也是人工湿地中常用植物,有研究表明菖蒲对重金属复合污染的废水有一定的净化效果。本文通过土培实验研究了菖蒲对锌(Zn)、铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、铜(Cu)、锰(Mn)六种重金属的胁迫反应及富集能力,通过水培实验研究了其对重金属锰、铬的胁迫反应及富集能力;通过人工湿地模型实验研究了菖蒲作为湿地植物对含锰污水的净化能力,所得研究结果如下: (1)土培实验表明,随着重金属浓度的增加,菖蒲的生物量和株高会有明显变化,当土壤中Cr浓度超过700 mg/kg、Cu浓度超过500 mg/kg时,菖蒲死亡;当Zn、Pb、Cu浓度为300 mg/kg时,菖蒲的生物量及株高最大,大于对照;当Cd浓度1 mg/kg时,菖蒲的株高及生物量低于对照,随着Cd浓度增加,菖蒲的株高及生物量呈现出递减趋势;当重金属处理浓度为1000 mg/kg时,菖蒲对Mn的富集量最大,达到25000.56 mg/kg(地上部分为6062.83 mg/kg,地下部分为18937.3 mg/kg),各项生理指标也最好;六种重金属在菖蒲体内地下部分含量均显著大于地上部分,表明菖蒲对六种重金属有较强的滞留效应。 (2)水培实验表明,菖蒲对 Mn的耐受能力要远大于 Cr,当 Cr浓度大于700 mg/L时,菖蒲死亡; Mn浓度达到1000 mg/L时,菖蒲株高、根数、生物量最大,大于对照; Mn浓度达到1700 mg/L时,菖蒲的叶绿素含量、叶绿素a/b值最大,大于对照,同时对Mn的富集量达到最大值53910.52 mg/L(地上部分达到25443.72 mg/L,地下部分达到28466.8 mg/L)。 (3)用以菖蒲为植物、石英砂及碎石为基质的人工湿地模型处理含 Mn废水,结果表明:当Mn浓度为1~15 mg/L、水力停留时间分别为2 d、4 d、6 d、8 d时,出水Mn去除率分别为45.38%、74.67%、83.94%、99.25%;当Mn浓度为20~35 mg/L、水力停留时间分别为2 d、4 d、6 d、8 d时,出水Mn去除率分别为21.05%、44.28%、72.67%、90.45%;当Mn浓度为30~45 mg/L、水力停留时间分别为2d、4d、6d、8d时,出水 Mn去除率分别为18.63%、43.8%、53.45%、57.9%。在这三种浓度中,人工湿地模型中不同处理区域的Mn含量显著不同,随着Mn浓度的变化,菖蒲的株高、根数、生物量、叶绿素含量也有显著变化。 在所选的锰、铅、铬、镉、铜、锌六种重金属中,菖蒲对锰的富集能力及耐受能力最强,以菖蒲为湿地植物构建人工湿地系统,对含锰废水取得了较好的净化效果。