菖蒲对污水净化作用的探索与实践王开诚

生物学通报2(洲〕6年第41卷第】期营蒲对污水净化作用的探索与实践王开诚`朱健来`刘洋(l湖南省娄底市第一中学湖南娄底417戊旧2上海大学理学院数学系上海2以润日4验和模型摘要采集葛蒲等本地常见的4种湿地植物,用姿底市四处水样分别进行水培实验、金鱼生存实COD与总氮含量测定,定性、定量地测定了葛蒲净化污水的效果,并提出了水源治理的立体生态关键词湿地植物污水净化作用COD总氮含量立体生态模型湿地植物的采集与鉴定金鱼藻水浮莲营蒲水花生ceart叩h夕lIn〕山m毗um乃st至as廷ar企fo妞esAco川5eal日用usAlteman山earp为lIox~fdes金鱼藻科天南星科天南星科觅科2水样的采集其是在严重污染的生活污水中,表现强劲的生长态势,且前人未见这方面的阐述。3.3净化效果定量测试在适应力定性测试的同时,我们每sd收集1次经营蒲处理后的污水水样,分别测定其COD和总氮含量的变化。每个水样重复测3次,取平均值。结果如图1、图2。采集地点水样性质颜色产七味透明度一中下水道涟氮排污口人文学院排污口娄底一小生活污水工业污水混合污水人工池塘水黑绿黄褐色绿色微青很臭无臭基本无臭味有泥土香味不透明半透明浑浊,基本不透明好,透明】幻25002加Q留叭#3样#23实验过程及结果分析:3.1水样化学需氧量(COD)和总氮含量的检测水样l#2#3##4COD(mg/I)238.11202160445刀总氮含量(m创I)45265346320.5COD:采用重铬酸钾氧化法测定,总氮含量:采用微量定氮法测定。(以下同).32湿地植物适应能力定性测试取等重量营蒲分别放在装有等量生活污水(#l)、工业污水(2#)、混合污水(3#)、池塘水(姗)的透明玻璃容器中水培巧d,每sd观察l次。观察比较根数、根长、节长、叶数等生长指标。结果表明:营蒲在各种水样中生长良好,尤图1COD的变化(单位:mglL)值值.....)...督.。lllllllllllllllll口口口口口口口9月9日日口口口口口口口9月14日日么么么么么么么9月19日日.............9月24日日图2总氮含t的变化(单位:mgl/』)植物2叶片水势测定结果与已知的植物1叶片水势结果相比较,结果表明叶片1水势明显低于叶片2,结合叶片形态解剖特点,表明植物1为干旱环境下生长的植物,而植物2需稍作修正,结构上表现为中生植物叶的特点,而水势验证应为湿生或水生植物,有55%的考生注意到了这一差别。2.3建议①进一步加强基础知识和基本技能的训练,对于教科书上的知识不能采用死记硬背的方法,而是让学生在解决问题的过程中加以应用,在应用过程中培养学生的思维能力和创新精神。②实验在生物学研究过程中占有十分重要的地位,实验设计的合理性与可操作性、实验操作的有序与规范、实验原始数据的记录与结果的分析是生物学实验的完整内容,考生在这一方面的能力尚需加强。③如实验(一)试题分析时所指出的应加强对学生进行与生物学科相关学科的综合训练,从答卷反映的情况看学生的数学计算能力、语言表述能力和运用图表描述的能力等方面的良好训练都有助于学生正确地表达生物学的知识、实验设计和实验结果。上面对2005年的生物学竞赛实验(二)的试卷和学生在竞赛中的表现进行了说明,并通过这些表现作出简要的分析,提出了相关建议,旨在使更多的生物学教师进一步了解生物学竞赛的特点,使他们在今后的教学活动中,能够进一步提高学生对生物学问题研究的兴趣,更好地激发学生的思维能力和创造能力。(BZ)2006年第41卷第1期生物学通报结论从4种水样经营蒲巧d的处理过程中,连续取样分析来看,水样中的COD和总氮含量持续下降,最终达到池塘水相当的水平。说明营蒲对生活污水(l#)、工业污水(2#)、混合污水(3#)3种水样都有明显的净化效果。3.4水质净化程度的定性对比实验实验组:取4个金鱼缸,编号。从水培营蒲巧d来收集到的4种水样中各取3kg,分别加人4个金鱼缸中。每个金鱼缸中分别放养同种、生长状况都相同的金鱼5条。对照组:取4个金鱼缸,编号。从未经水培处理的4种水样中各取3kg,分别加入4个金鱼缸中。放同样大小的同种金鱼各5条。培养1周,观察记录每个水样中5条金鱼的生存时间的长度(天数),取平均值。结果如图3。藻、水花生间行种植的搭配模式,适当加大了金鱼藻的比例,适宜设置在排污渠下游,彻底净化和利用较低浓度的污水。考虑到沉水植物一金鱼藻对阳光的依赖,排污渠宽应在3m以上,水深不超过1.5m为宜。:{厉而丽习二`)皿皿皿妇一水样图34种水样中金鱼生存时间(平均值)的比较结论葛蒲草在处理生活污水中作用效果显著,净化后的水质几乎可达到池塘水标准。4设想通过营蒲的水培实验,我们能了解到它对污水环境的很强的适应能力。通过对处理前、后污水的COD、总氮含量和金鱼生存实验,显示了它良好的净化污水的能力。通过查找资料,我们发现水浮莲、金鱼藻、水花生也有类似的效果。这4种植物在我们这里很常见,而它们的生态环境和特点各异:浮水植物一水浮莲(优势:绿化、增氧、除臭,特别适应生活污水)挺水植物一营蒲(优势:绿化、立体增氧、除臭,适应各种污染水域)沉水植物一金鱼藻(优势:增氧、除臭;缺点:要求水质有一定透明度)水边陆生植物一水花生(立体增氧、除污、水陆环境生长均优)基于以上认识,考虑不同植物的优势和特点,经反复实验,我们建立了两个污水立体综合治理模型,如下图(见图4,图5)说明:模型A采用营蒲、水浮莲、水花生间行种植的搭配模式,适当加大营蒲、水花生的比例(是B模式的1.5倍),以降低水流速度,可以处理水质较浊,浓度较高的污水,适宜设置在排污渠上游。模型B采用营蒲、金鱼水花生、水浮莲、营蒲等都能直接有效地吸收、积累和转化废水中的氮、磷等营养盐类和重金属元素。它们发达的根系及其营造的适宜的生态环境有利于各种微生物的生长和繁殖,通过这些微生物能有效地分解和转化多种有机污染物。资料表明,在最适宜的生长条件下,lh耐水浮莲能将800人排放的氮、磷元素当天吸收掉。而4种湿地植物的综合效果应该更强。6意义利用湿地植物净化污水是一种成本低廉、节约能源、效益较高的简便易行的方法。由于湿地植物具有生长繁殖快、蛋白质含量高等特点,除在重金属污水中培养的植物体外,所收获的植物体,经过分析,确无二次污染可能后又能用作鱼类、禽畜饵料,也可用作肥料以及沼气的生物能源。7建议虽然湿地植物对污水的净化具有一定的作用,但受浓度和时间限制,因此,我们认为治污的最根本的措施是节约用水,减少污水排放,改善能源结构,关停并转污染大户。在此前提下,在分散的污染较轻的水域(如孙水河下游宽阔水域、污水处理厂的排污渠上),应用我们的生态立体模型,进行二级深度处理,应该能够取得理想的效果,发挥它的生态和环保效益。当然水浮莲和水花生是外来物种,适应性奇强,在应用中也应慎重考虑这些问题,以防它们形成对当地生态系统的危害。主要参考文献1王惠勇,阎鹏.中国污水资源化问题及对策.环境保护,2O(D〕,4:6一9.2马耀光,马柏林.废水的农业资源化利用.北京:化学工业出版社.20()2:l一16.3李旭东等.废水处理技术及工程应用.北京:机械工业出版社,2003:5一31.(BF)