湿地植物抗锌、镉离子毒性能力及其去污效果研究

论文摘要

研究了在单一与复合离子水培系统中,空心菜、水葫芦对锌、镉离子的抗毒性能力；考察了在植物抗镉离子浓度极限点上,加入锌、钾离子对植物吸收镉离子的影响。在已构建的具有处理生活污水和部分实验室废水综合功能的人工湿地中试基地上,布置试验研究了不同充氧条件下不同种类湿地植物的去污能力。单一锌、镉离子水培试验结果表明：1)空心菜抵抗Zn2+与Cd2+离子的能力高于水葫芦；2)适宜空心菜生长的离子浓度分别为：Zn2+≤100mg·L-1;Cd2+≤10mg·L-1；适宜水葫芦生长的离子浓度分别为：Zn2+≤5mg·L-1;Cd2+≤1mg·L-1。混合离子水培试验结果表明：1)在上述检测的空心菜的耐镉离子浓度极限点上（Cd2+=10 mg·L-1）,镉/锌/钾混合离子系列中植物正常生长的锌、钾离子浓度分别为：Zn2+≤80mg·L-1、K+≤200mg·L-1,镉/钾混合离子系列中植物正常生长的钾离子浓度为：K+≤500mg·L-1;在检测的水葫芦的耐镉离子受浓度极限点上（Cd2+=1mg·L-1）,镉/锌/钾混合离子系列中植物正常生长的锌、钾离子浓度分别为：Zn2+≤5mg·L-1、K+≤50mg·L-1,镉/钾混合离子系列中植物正常生长的钾离子浓度为：K+≤110mg·L-1。试验结果说明加入锌与钾离子可以缓解单一镉离子对植物生长的危害。2)混合镉/钾离子体系测试植物的镉离子浓度比其在单一镉离子体系高,显示加入钾离子可以提高植物体内镉离子浓度；同时加入锌、钾离子时,测试植物体内的镉浓度无显著性差异,其原因很可能归结为锌、镉离子的吸收竞争。人工湿地污水处理中试研究结果表明：1)污水经过湿地系统处理后出水各项指标达到和超过GB 18918-2002规定的二级排放标准2)有植物的湿地系统比无植物的湿地系统的去污效果好。3)不同基质不同种类植物配置对湿地去污效果具有显著影响：a)一级系统中,对CODcr、TN、NH4+-N、TP的去除率最好的湿地单元配置分别为沸石+梭鱼草+月季+金叶女贞,沸石+再力花,沸石+再力花,红壤+香蒲。b)一、二级组合系统中,CODcr去除率最高的一级单元配置为沸石+梭鱼草+月季+金叶女贞,二级单元配置为沸石+千屈菜+冬青+萼距花；TN和NH4+-N的去除率最高的一级单元配置为沸石+再力花,二级单元配置为沸石+风车草+花菖蒲；TP的去除率最高的一级单元配置为红壤+美人蕉,二级单元配置为红壤+黄花美人蕉+泽泻。4)充氧对湿地的去污效果具有明显的影响。充氧提高了湿地对CODcr、NH4+-N、TN、TP的去除率,降低了.植物叶片中丙二醛含量,提高了植物根际的生物活性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 水资源现状
• 1.2 水资源污染的现状、危害及治理方法
• 1.2.1 水资源污染的现状
• 1.2.2 水资源污染的危害
• 1.2.3 水污染的处理方法
• 1.3 人工湿地技术的发展与应用
• 1.3.1 人工湿地的发展
• 1.3.2 人工湿地的类型及特点
• 1.3.3 人工湿地的构成
• 1.3.4 人工湿地处理污水的去污机理
• 1.3.5 人工湿地技术的应用
• 1.4 人工湿地植物
• 1.4.1 人工湿地植物的选择
• 1.4.2 锌、镉对植物的生物效应
• 1.4.3 锌、镉的交互作用
• 1.5 充氧对湿地吸附缓冲单元的影响
• 1.5.1 对污水净化的影响
• 1.5.2 对基质的影响
• 1.5.3 对植物及微生物的影响
• 1.6 课题来源、研究意义及研究内容
• 1.6.1 课题来源
• 1.6.2 研究意义
• 1.6.3 研究内容
• 2 组合人工湿地试验系统
• 2.1 工艺流程
• 2.2 湿地单元构造
• 2.3 处理系统进水水质
• 2.4 湿地植物
• 2.5 填料的性质
• 3 湿地植物的锌、镉离子抗性研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试植物
• 3.1.2 试验试剂
• 3.1.3 植物抗性试验
• 3.1.4 实验仪器
• 3.1.5 分析测定方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 不同锌离子水平下植物的生长状况
• 3.2.2 不同镉离子水平下植物的生长状况
• 3.2.3 混合处理时空心菜的生长状况
• 3.2.4 混合处理时水葫芦的生长状况
• 3.2.5 锌离子的去除
• 3.2.6 镉离子的去除
• 3.2.7 植物对锌、镉吸收富集性能
• 3.3 小结
• 4 湿地植物生长与去污能力研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试植物
• 4.1.2 试验系统运行方式
• 4.1.3 植物生长与去污能力试验
• 4.1.4 实验仪器
• 4.1.5 分析测定方法
• 4.2 结果与讨论
• cr的影响'>4.2.1 不同基质不同种类植物配置对湿地去除COD_cr的影响
• 4.2.2 不同基质不同种类植物配置对湿地去除TN的影响
• 4⁺-N的影响'>4.2.3 不同基质不同种类植物配置对湿地去除NH₄⁺-N的影响
• 4.2.4 不同基质不同种类植物配置对湿地去除TP的影响
• 4.2.5 各系统总去污效果比较
• 4.2.6 缓冲单元充氧试验
• 4.3 小结
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 5.3 建议
• 参考文献
• 附录
• 致谢