模拟人工湿地处理含镉无机废水的研究

论文摘要

本研究通过水培试验筛选对重金属镉具有一定富集能力和耐受性的湿地植物,构建两种复合式垂直流人工湿地,研究了不同构型、不同植物组合的人工湿地中植物生长情况、去除镉的效果以及重金属镉、有机质在基质中的空间分布规律,探寻去除镉效果较佳的复合垂直流人工湿地构型和植物组合;初探复合垂直流人工湿地对重金属镉的净化机理,为今后应用人工湿地处理重金属废水提供理论依据和实践经验。研究结果显示:1、水培试验筛选结果表明,红蛋(Echinodorus osiris)、风车草(ToninaFluviatilis)、美人蕉(Canna L)和彩叶草(Coleus blumei Benth)对重金属镉都具有良好的耐受性、吸收性和累积性。在镉胁迫下,美人蕉对镉耐受性及吸收能力最强,其次为红蛋,再次为风车草,彩叶草最弱。2、模拟人工湿地运行结果表明,两种构型的人工湿地去除镉的效果都较好。但是,种植物的湿地系统去除镉的效果显著优于不种植物的湿地系统;同种植物组合、不同构型的人工湿地处理系统去除镉的效果是ⅡVCW显著优于ⅠVCW;不同植物组合、相同构型的人工湿地处理系统去除镉的效果是美人蕉—红蛋组合显著优于彩叶草—风车草组合。总体上是:ⅡVCW构型去除镉的效果显著优于ⅠVCW;美人蕉——红蛋组合去除镉效果显著优于风车草——彩叶草。3、重金属镉和有机碳含量在人工湿地基质中的空间分布均有一定的规律:上层(0～5cm)＞中层(5～15cm)＞下层(15～20cm),即随着基质层深度的增加,镉含量递减,有机碳含量也递减。4、通过相关性分析发现,脯氨酸与镉含量相关显著;人工湿地中基质的镉与有机碳含量呈显著负相关;基质中有效态镉与全量镉呈显著正相关;有效态镉含量与植株株高增长量。5、综合研究结果表明,ⅡVCW构型中的美人蕉和红旦组合处理含无机镉废水的效果最好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 重金属废水的来源
• 1.2 金属废水污染特性
• 1.3 重金属废水的危害性
• 1.4 重金属废水的污染现状
• 1.5 处理重金属废水的技术特点及意义
• 1.6 本研究的目的和意义
• 1.7 本研究的主要内容
• 2 材料和方法
• 2.1 人工湿地植物筛选的材料和方法
• 2.1.1 供试植物
• 2.1.2 其它相关辅助材料
• 2.1.3 试验方法
• 2.1.4 分析项目及方法
• 2.2 人工湿地净化效果研究的材料和方法
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验方法
• 3 结果与分析
• 3.1 人工湿地植物筛选的结果与分析
• 3.1.1 耐湿植物对镉的耐受性试验的结果与分析
• 3.2 人工湿地净化含镉无机废水效果的结果和分析
• 3.2.1 人工湿地植株的生长状况
• 3.2.2 人工湿地植株的含镉量
• 3.2.3 Cd的去除率
• 3.2.4 进出水pH的变化
• 3.2.5 进出水电导率的变化
• 3.3 人工湿地基质中有机碳含量的空间分布规律
• 3.4 人工湿地基质中镉含量的空间分布规律
• 3.4.1 人工湿地基质中有效态镉含量的空间分布
• 3.4.2 人工湿地基质中全量镉含量的空间分布
• 3.5 相关性分析
• 3.5.1 人工湿地基质中有机质含量和有效态镉含量的相关性分析
• 3.5.2 人工湿地基质中有机质含量和全量镉含量的相关性分析
• 3.5.3 人工湿地基质中有效态镉含量和全量镉含量的相关性分析
• 3.5.4 人工湿地基质中有效态镉含量与植株株高增长量的相关性分析
• 3.5.5 植株体内生理指标与镉含量的相关性
• 3.6 小结
• 4 讨论
• 4.1 人工湿地植物耐镉性
• 4.2 两种构型人工湿地的净化效果
• 4.3 人工湿地净化效果的分析
• 4.4 影响人工湿地基质中镉含量的因素
• 5 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录