水生植物類(lèi)型及生物量對(duì)污水處理廠尾水凈化有何影響

　　隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，污水處理廠建設(shè)的不斷增加，大量工業(yè)、生活污水經(jīng)過(guò)污水處理廠處理后排入周邊水體。目前，我國(guó)大部分污水處理廠尾水都實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放，但是仍存在部分污水處理廠尾水不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，這些未達(dá)標(biāo)尾水含有一定量的氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素，排放到河流、湖泊等水體后增加氮磷負(fù)荷，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。

　　水生植物凈化污水具有環(huán)保生態(tài)、經(jīng)濟(jì)高效的特點(diǎn)，被認(rèn)為是傳統(tǒng)水體修復(fù)的替代措施之一。近年來(lái)利用水生植物凈化污水的研究得到了廣泛的關(guān)注。植物可以通過(guò)不同途徑直接或間接地達(dá)到去除水體營(yíng)養(yǎng)鹽的目的。研究認(rèn)為植物在人工濕地中主要起著以下作用：直接吸收利用污水中可利用態(tài)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、吸附和富集重金屬和有毒有害物質(zhì)，錯(cuò)綜復(fù)雜的根系為微生物吸附生長(zhǎng)提供更大的表面積，植物對(duì)氧具有輸送、釋放和擴(kuò)散作用，可以將氧輸送到根部周?chē)�的區(qū)域，在根部形成好氧厭氧區(qū)域，為根區(qū)好氧微生物輸送氧氣。不同植物對(duì)水體營(yíng)養(yǎng)鹽去除效果不同。徐寸發(fā)等研究了水葫蘆、輪葉黑藻和香蒲對(duì)滇池富營(yíng)養(yǎng)化水體的改善效果，水葫蘆對(duì)總氮的去除率最高(86.87%)，輪葉黑藻去除率最低(78.58%)，張瑞斌研究認(rèn)為挺水植物旱傘草和沉水植物金魚(yú)藻的綜合凈化效能較強(qiáng)。生物量也是影響植物凈化效果的重要因素，吳建強(qiáng)等認(rèn)為不同植物對(duì)氮磷的吸收能力主要受生物量的差異影響，劉福興等研究發(fā)現(xiàn)生態(tài)浮床總覆蓋度越高，去除效果越好;但是關(guān)于生物量對(duì)凈化效果影響的研究結(jié)果存在差異，CHEN等對(duì)2種不同種植密度的寬葉香蒲的凈化效果進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)植物密度對(duì)總氮的凈化效果無(wú)顯著影響;宋超等研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)高的種植密度反而不會(huì)帶來(lái)明顯的凈化效果，因此，關(guān)于生物量對(duì)凈化效果的影響仍需要進(jìn)一步的研究。

　　創(chuàng)設(shè)合適的水體環(huán)境有利于氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)物質(zhì)的去除，不同類(lèi)型植物對(duì)水體環(huán)境的影響存在差異[17-19]，生物量也會(huì)影響水體環(huán)境;因此，對(duì)不同類(lèi)型植物和生物量進(jìn)行研究，根據(jù)不同類(lèi)型植物和生物量對(duì)水體環(huán)境的影響，篩選有利于污染物去除的植物，可以為處理污水處理廠尾水等低污染水體、進(jìn)一步削減氮磷負(fù)荷提供理論依據(jù)。

　　1 材料與方法

　　1.1 材料

　　實(shí)驗(yàn)選取3種不同植物，分別為粉綠狐尾藻、空心菜和苦草凈化污水處理廠模擬尾水。粉綠狐尾藻采自南京師范大學(xué)仙林校區(qū)三用河(32°06'09.20″N，118°54'30.35″E)�？招牟送ㄟ^(guò)購(gòu)買(mǎi)幼苗在溫室內(nèi)置于尼龍網(wǎng)上進(jìn)行水培15 d�？嗖莶捎檬覂�(nèi)培育，選擇大小相似的植株進(jìn)行培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)基質(zhì)選取太湖淤泥，采回后充分混勻，保持每個(gè)實(shí)驗(yàn)組添加的淤泥相同，排除底泥中營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)水生植物凈化效果的影響。實(shí)驗(yàn)水體根據(jù)前期對(duì)江蘇省宜興市周鐵鎮(zhèn)污水處理廠尾水氮磷濃度的監(jiān)測(cè)模擬配制而成。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)處理

　　實(shí)驗(yàn)采用高63 cm，桶口直徑50 cm的PVC桶。每個(gè)塑料桶水的體積為80 L，底層鋪設(shè)5 cm左右的淤泥，實(shí)驗(yàn)?zāi)�擬的尾水配置方法為：硝氮用KNO3配制，稱(chēng)取4.62 g，氨氮用NH4Cl配制，稱(chēng)取0.62 g，總磷用KH2PO4配制，稱(chēng)取0.35 g，溶解后倒入80 L的水中，濃度如表1所示。3種水生植物用自來(lái)水馴化2周后，選取生長(zhǎng)旺盛、大小相似的植株進(jìn)行尾水凈化實(shí)驗(yàn)。每個(gè)植物設(shè)4個(gè)生物量水平處理組(表2),每種植物生物量均按照質(zhì)量比為1:2:3:4進(jìn)行配置。每個(gè)處理重復(fù)3次，定期用自來(lái)水補(bǔ)充蒸發(fā)水量以保證體積恒定。實(shí)驗(yàn)在南京師范大學(xué)生態(tài)修復(fù)平臺(tái)溫室內(nèi)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)從2017年6月7日至7月6日，平均溫度為27 ℃。

　　表1 污水處理廠模擬尾水初始氮磷濃度

　　表2 3種水生植物初始生物量

　　1.3 取樣與測(cè)試

　　實(shí)驗(yàn)期內(nèi)采樣8次，在實(shí)驗(yàn)的第0、2、5、10、15、20、25、30天采集水樣，測(cè)定總氮、總磷、氨氮、硝氮、亞硝氮、DO、pH，同時(shí)測(cè)定植物生物量等指標(biāo)。生物量的測(cè)定方法是將水生植物從實(shí)驗(yàn)桶中取出，用吸水紙吸干水分后稱(chēng)重。如遇有水生植物破敗、死亡情況，及時(shí)撈出，不計(jì)入生物量。總氮用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB 11894-1989)測(cè)定，總磷用鉬酸銨分光光度法(GB 11893-1989)測(cè)定，硝態(tài)氮用Auto Analyzer 3 連續(xù)流動(dòng)分析儀(德國(guó)Bran Luebbe公司)測(cè)定;DO和pH用美國(guó)HACH生產(chǎn)的HQ30d便攜式溶氧、pH測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)定。采用Excel 2016統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，Origin 9.0軟件繪制圖表，采用SPSS17.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，采用Two-way ANOVA進(jìn)行方差分析。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 3種水生植物的生長(zhǎng)特征

　　各組植物均表現(xiàn)出初期生物量增加較快，后期增加有所放緩�？嗖莺头劬G狐尾藻生物量隨時(shí)間呈不斷增加趨勢(shì)。空心菜處理組生物量初期上升速度較快，葉片快速生長(zhǎng)，在實(shí)驗(yàn)第15天，空心菜各生物量處理組(B1~B4)分別增加了3.6、1.9、1.5、1.4倍，高生物量處理組在實(shí)驗(yàn)初期便覆蓋了整個(gè)生長(zhǎng)區(qū)域，但是生物量達(dá)到峰值后，開(kāi)始不斷下降，可能是生物量限制了植物的生長(zhǎng)，造成植物葉片衰亡，長(zhǎng)勢(shì)減弱(圖1)�？招牟�(B1)處理組在實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)持續(xù)生長(zhǎng)，但是后期長(zhǎng)勢(shì)減緩，說(shuō)明其生長(zhǎng)也受到了生物量的影響。苦草生物量在實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)葉長(zhǎng)和生物量持續(xù)增加，但是增加量較小，可能是苦草經(jīng)過(guò)前期培養(yǎng)，逐漸達(dá)到生長(zhǎng)穩(wěn)定期。高粉綠狐尾藻生物量處理組隨著時(shí)間增加，生物量達(dá)到了4種水生植物全生長(zhǎng)周期的最大生物量，為1 398.20 g。

　　圖1 3種水生植物生物量變化

　　2.2 3種水生植物對(duì)尾水溶解氧和pH的影響

　　不同植物對(duì)水體溶解氧含量影響存在差異，苦草、粉綠狐尾藻、空心菜3種水生植物水體DO平均值分別為10.47、3.30和2.89 mg·L−1�？嗖菟�體DO濃度最高，空心菜水體DO最低�？嗖菘梢燥@著提高水體溶解氧含量，其他2種植物由于覆蓋在水面，DO含量顯著低于苦草水體。苦草DO初期增加較快，由6 mg·L−1快速增加10 mg·L−1以上，而另外2種植物DO則隨時(shí)間不斷下降(圖2)。生物量對(duì)水體DO濃度存在影響，苦草和粉綠狐尾藻DO濃度均隨生物量增加，呈下降趨勢(shì)�？招牟怂�體DO濃度受植物生長(zhǎng)狀況影響，不同生物量處理組變化趨勢(shì)存在差異。最低生物量處理組(B1)在整個(gè)凈化周期內(nèi)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，植物覆蓋度不斷增加，到實(shí)驗(yàn)結(jié)束已基本覆蓋全部水面。而其DO隨生物量增加，呈現(xiàn)出不斷降低的趨勢(shì)，另外3個(gè)空心菜處理組，在實(shí)驗(yàn)后期均表現(xiàn)出一定的密度脅迫，植物有所衰敗�？瞻讓�(duì)照在整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)呈現(xiàn)初期快速上升，后期不斷下降，苦草溶解氧基本均大于空白對(duì)照，空心菜和粉綠狐尾藻水體DO濃度顯著低于空白對(duì)照。對(duì)溶解氧含量進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，第5、15和30天，水體溶解氧受植物類(lèi)型影響極顯著(P≤0.01)，生物量對(duì)溶解氧含量影響較小。

圖2 不同水生植物和生物量對(duì)污水溶解氧含量的影響

　　不同植物處理水體pH有所不同，苦草、粉綠狐尾藻、空心菜3種水生植物水體pH平均值分別為8.94、7.46和7.30。pH變化與DO相似，苦草水體pH顯著高于其他2種植物�？嗖菟�體pH開(kāi)始時(shí)快速上升，20 d上升到最高，各組pH均高于9.68，粉綠狐尾藻和空心菜水體pH均隨時(shí)間呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)(圖3)。水體pH受生物量影響，但整體差異不顯著�？嗖菟�體pH隨生物量增加呈下降趨勢(shì)。最高空心菜生物量處理組(B4)在實(shí)驗(yàn)初期pH低于最低空心菜生物量處理組(B1)，后期高于最低空心菜生物量處理組�？瞻讓�(duì)照pH呈先升高、后降低的趨勢(shì)�？嗖菟�體pH大于空白對(duì)照，粉綠狐尾藻和空心菜處理組水體均低于空白對(duì)照。對(duì)pH進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，第5、15和30天，受植物類(lèi)型影響顯著(P≤0.05)，生物量對(duì)pH影響較小。

　圖3 不同水生植物和生物量對(duì)污水pH的影響

　　2.3 3種水生植物對(duì)氮的去除效果

　　2.3.1 總氮的去除效果

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，除苦草外，其他2種水生植物凈化效果均高于空白對(duì)照�？傮w上，3種水生植物對(duì)TN均具有較好的去除效果�？嗖荨⒎劬G狐尾藻、空心菜3種植物對(duì)水體TN去除效果存在差異，對(duì)水體TN去除率(30 d)平均值分別為95.28%、92.58%和81.98%。粉綠狐尾藻對(duì)水體TN凈化效果最好，苦草凈化效果最差。粉綠狐尾藻和空心菜水體TN在前15 d下降較快，15 d以后，水體TN濃度逐漸達(dá)到平衡，之后保持穩(wěn)定在較低水平(圖4)。生物量對(duì)植物凈化效果存在影響，在第0～15天，粉綠狐尾藻TN濃度與種植密度呈現(xiàn)良好的負(fù)相關(guān)關(guān)系(R=−0.989，P<0.05);第15天后，種植密度對(duì)總氮的去除已無(wú)明顯差異，苦草生物量對(duì)TN去除效果影響不顯著�？招牟怂�體TN凈化效果受植物生長(zhǎng)情況影響，最低生物量處理組(B1)凈化效果最好，其他生物量處理組后期出現(xiàn)葉片凋亡，導(dǎo)致凈化效果低于最低生物量處理組，各生物量處理組最終凈化效果無(wú)顯著差異�？嗖萏幚斫MTN在凈化周期內(nèi)持續(xù)勻速降低，高生物量處理并未表現(xiàn)出高去除效果。方差分析結(jié)果表明，30 d去除效果，受植物類(lèi)型影響顯著(P<0.05)，生物量對(duì)凈化效果影響較小。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

圖4 不同水生植物和生物量對(duì)總氮凈化效果的影響

　　2.3.2 氨氮的去除效果

　　3種水生植物對(duì)氨氮去除效果存在差異，苦草、粉綠狐尾藻、空心菜3種水生植物對(duì)水體氨氮去除率平均值(30 d)分別為95.30%、94.10%和91.27%�？嗖輰�(duì)水體氨氮凈化效果最好，3種植物均表現(xiàn)為前期快速下降，5 d后逐漸穩(wěn)定(圖5)。凈化周期內(nèi)，各生物量處理組凈化效果無(wú)顯著差異。最低空心菜生物量處理組(B1)在10 d后，氨氮降到最低，低于其他生物量處理組，這可能是由植物生長(zhǎng)情況變化引起的。實(shí)驗(yàn)期間，空白對(duì)照水體氨氮下降顯著，效果好于空心菜，低于苦草和粉綠狐尾藻。對(duì)氨氮去除效果進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)初期(5 d)，植物類(lèi)型對(duì)氨氮凈化效果影響顯著(P<0.05)，實(shí)驗(yàn)?zāi)┢?30 d)，植物類(lèi)型和生物量對(duì)氨氮凈化效果影響較小。

圖5 不同水生植物和生物量對(duì)氨氮凈化效果的影響

　　2.3.3 硝氮的去除效果

　　硝氮的去除效果和總氮具有一致性。3種水生植物對(duì)硝氮的去除效果較好。植物對(duì)水體硝氮去除效果存在差異，苦草、粉綠狐尾藻、空心菜3種水生植物對(duì)水體硝氮去除率(30 d)平均值分別為98.50%、98.13%和89.06%。粉綠狐尾藻對(duì)水體硝氮凈化效果最好，苦草凈化效果最差。粉綠狐尾藻和空心菜均表現(xiàn)為前期快速下降，后期逐漸穩(wěn)定，穩(wěn)定時(shí)間在第20天�？嗖菟�體硝氮在前期差異不大，后期隨生物量增加凈化效果提高，粉綠狐尾藻前期隨生物量增加凈化效果升高，后期無(wú)顯著差異(圖6)。最低空心菜生物量處理組(B1)第10天后，硝氮低于其他生物量處理組，這與最低生物量處理組生長(zhǎng)狀況最好有關(guān)。對(duì)硝氮去除效果進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)中期(15 d)，植物類(lèi)型對(duì)去除效果影響極顯著(P<0.01)。實(shí)驗(yàn)?zāi)┢?30 d)，植物類(lèi)型和生物量對(duì)硝氮凈化效果影響較小。

圖6 不同水生植物和生物量對(duì)硝氮凈化效果的影響

　　2.3.4 亞硝氮的含量變化

　　不同植物對(duì)水體亞硝氮含量存在顯著影響，苦草、粉綠狐尾藻、空心菜3種水生植物水體亞硝氮含量平均值分別為60.29、54.06和30.88 μg·L−1，空心菜水體中亞硝氮含量最高，苦草亞硝氮含量最低�？招牟撕头劬G狐尾藻水體中亞硝氮含量均表現(xiàn)為，實(shí)驗(yàn)初期逐漸升高，達(dá)到峰值后逐漸降低(圖7)。最高空心菜生物量(B4)水體亞硝氮含量在第5天達(dá)到峰值，為455.60 μg·L−1。粉綠狐尾藻2個(gè)高生物量處理組(B3、B4)峰值出現(xiàn)在前5 d，2個(gè)低生物量處理組(B1、B2)峰值出現(xiàn)在第10天，高生物量的峰值出現(xiàn)較低生物量的提前�？嗖菟�體亞硝氮隨時(shí)間緩慢上升，亞硝氮隨生物量降低而升高，苦草水體亞硝氮濃度低于空白對(duì)照。

　圖7 不同水生植物和生物量對(duì)亞硝氮產(chǎn)生量的影響

　　2.4 3種水生植物對(duì)總磷的去除效果

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同水生植物對(duì)水體總磷去除效果不同，苦草、粉綠狐尾藻、空心菜3種水生植物對(duì)水體總磷去除率(30 d)平均值分別為95.80%、87.17%和86.24%，水生植物對(duì)總磷的平均凈化效果均高于空白對(duì)照。苦草對(duì)水體總磷凈化效果最好，粉綠狐尾藻凈化效果最差。3種植物水體總磷濃度在前10 d下降較快，10 d以后，水體總磷濃度逐漸達(dá)到平衡(圖8)。生物量對(duì)植物總磷凈化效果存在影響，苦草水體總磷在實(shí)驗(yàn)前期隨生物量增加，凈化效果升高，但不同生物量?jī)艋�效果整體差異不顯著�？招牟藘艋�效果受植物生長(zhǎng)情況影響，最低生物量處理組(B1)凈化效果最好，處理組(B2)在實(shí)驗(yàn)后期出現(xiàn)總磷濃度上升的情況，分析是由于植物殘?bào)w打撈不及時(shí)所致。方差分析結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)初期(5 d)，植物類(lèi)型對(duì)總磷凈化效果影響顯著(P<0.05)。

圖8 不同水生植物和生物量對(duì)總磷去除效果的影響

　　3 討論

　　在整個(gè)實(shí)驗(yàn)階段，苦草和粉綠狐尾藻的生物量隨時(shí)間呈不斷增加趨勢(shì)，且對(duì)總氮和總磷有良好的去除效果�？招牟嗽趯�(shí)驗(yàn)前期也表現(xiàn)出上述現(xiàn)象，后期受到高密度脅迫，出現(xiàn)衰亡，生物量下降。第5、15、30天，植物類(lèi)型對(duì)水體溶解氧和pH影響顯著(P<0.05)。沉水植物可以通過(guò)光合作用向水體輸送氧氣，造成苦草處理組DO顯著高于其他2種植物處理組。空心菜和粉綠狐尾藻處理組溶解氧低于空白對(duì)照，說(shuō)明和植物覆蓋比，敞水有利于復(fù)氧。另外，空白處理組有藍(lán)藻大量繁殖，藻類(lèi)在光照強(qiáng)烈的時(shí)候，光合作用也會(huì)相對(duì)較強(qiáng)，向水體釋放O2，水體DO升高。苦草水體pH高于其他2種植物，沉水植物通過(guò)光合作用消耗水體中CO2，甚至包括HCO3−游離出的CO2，造成苦草處理組pH前期持續(xù)升高，實(shí)驗(yàn)后期，水體pH降低，原因可能是植物向水體釋放酸性物質(zhì)�？瞻滋幚斫MpH實(shí)驗(yàn)初期呈上升趨勢(shì)，由于空白組缺乏植物，藻類(lèi)大量繁殖，藻類(lèi)在光照強(qiáng)烈的時(shí)候，通過(guò)光合作用向水體中釋放OH−，使水體pH增加[23]，后期藻類(lèi)死亡分解，水體pH出現(xiàn)下降。

　　總氮凈化效果(30 d)受植物類(lèi)型影響顯著(P<0.05)。粉綠狐尾藻對(duì)總氮凈化效果好于其他2種植物，從去除總氮角度，粉綠狐尾藻可以作為污水凈化的先鋒物種。實(shí)驗(yàn)前期，粉綠狐尾藻TN濃度與種植密度呈現(xiàn)良好的負(fù)相關(guān)關(guān)系 (R=−0.989，P<0.05)。總氮去除途徑主要是水生植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽氮素的吸收和微生物的硝化-反硝化作用，以及基質(zhì)的吸附沉淀作用。生物量高時(shí)吸收能力較強(qiáng)，同時(shí)，更大的根表面積也為微生物附著提供了空間，有利于氮素的去除。高粉綠狐尾藻生物量處理組的凈化效果最好，而其他2種水生植物高生物量處理組凈化效果反而低，說(shuō)明過(guò)高的生物量并不會(huì)帶來(lái)更好的凈化效果，這與宋超等的研究結(jié)果一致。植物的生長(zhǎng)情況對(duì)凈化效果會(huì)產(chǎn)生影響，在空心菜處理組，低生物量生長(zhǎng)情況最好，生物量在實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)持續(xù)升高，凈化效果后期逐漸好于其他處理組，而其他高生物量處理組則出現(xiàn)衰亡，后期凈化效果不顯著，說(shuō)明最低空心菜生物量處理(B1)有利于總氮的去除�？嗖�、粉綠狐尾藻、空心菜3種植物凈化總氮最佳生物量分別為157.50、460.80和1 120.00 g。

　　水體中氨氮的去除途徑包括植物直接吸收、吸附沉淀作用、硝化反硝化以及揮發(fā)等途徑。氨氮初期(5 d)凈化效果受植物類(lèi)型影響顯著(P<0.05)，不同類(lèi)型植物對(duì)氨氮的凈化效果(30 d)無(wú)顯著差異�？嗖輰�(duì)氨氮的凈化效果最好，這與苦草處理組水體中較高的DO有關(guān)，氨氮在好氧環(huán)境下可以迅速轉(zhuǎn)化為低價(jià)態(tài)的亞硝氮和硝氮，因此，氨氮在實(shí)驗(yàn)前2 d快速下降，而硝氮下降不明顯且有回升，這是由于氨氮向硝氮轉(zhuǎn)化造成硝氮增加的緣故。另外，苦草的吸收也是氨氮去除的重要途徑。在各植物處理組內(nèi)，生物量對(duì)凈化效果無(wú)顯著差異，低空心菜處理組氨氮凈化效果好于其他生物量處理組，這是由于低生物量處理給空心菜生長(zhǎng)創(chuàng)造了良好的空間，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期，低空心菜處理組生物量持續(xù)增加，說(shuō)明植物生長(zhǎng)狀況對(duì)氨氮凈化效果有重要影響。

　　硝氮是污水中總氮的主要成分，硝氮的去除效果與總氮具有較強(qiáng)的一致性，硝氮去除的主要途徑包括植物吸收、硝化反硝化等，研究認(rèn)為反硝化是硝氮去除的主要途徑[28]。實(shí)驗(yàn)中期(15 d)，植物類(lèi)型對(duì)硝氮去除效果影響極顯著(P<0.01)。狐尾藻對(duì)硝氮的凈化效果最好，分析原因是由于狐尾藻生物量較大，對(duì)硝氮具有較強(qiáng)的吸收能力，另外，在粉綠狐尾藻處理組，DO濃度較低，這也為硝化反硝化創(chuàng)造了條件，促進(jìn)了硝氮的去除。

　　亞硝氮是硝化反硝化的中間產(chǎn)物，亞硝氮產(chǎn)生量受植物種類(lèi)影響顯著，沉水植物苦草水體亞硝氮含量顯著低于其他2種植物，這和不同植物處理下水體DO有關(guān)，苦草水體DO最高，有利于硝化反應(yīng)的充分進(jìn)行，而其他2種植物處理由于較高的覆蓋度，導(dǎo)致DO較低，所以硝化反應(yīng)不完全，造成亞硝氮含量較高。這說(shuō)明種植沉水植物可以改善水體環(huán)境，降低水體亞硝氮產(chǎn)生量。

　　研究[31]認(rèn)為，人工濕地對(duì)總磷的主要去除途徑為基質(zhì)的吸附，植物吸收，以及沉淀、微生物固定等作用。實(shí)驗(yàn)初期(5 d)，總磷凈化效果受植物類(lèi)型影響顯著(P<0.05)。實(shí)驗(yàn)中苦草對(duì)總磷的凈化效果好于其他2種植物，這和苦草處理組有較高的DO有關(guān)，水體的強(qiáng)氧化性有利于磷的化學(xué)沉淀及沉降吸附。因此，苦草對(duì)總磷的吸收效果最好，可以作為去除總磷的先鋒物種。較低空心菜生物量處理組總磷后期有所上升，這是由于葉片衰亡沒(méi)有及時(shí)清理，導(dǎo)致腐爛分解，吸收的磷又回到水體。除了高苦草生物量處理組凈化效果最好外，其他2種植物的過(guò)高的生物量并不會(huì)提高總磷的去除效果，高苦草生物量良好的凈化效果是植物吸收和化學(xué)沉淀綜合作用的結(jié)果。苦草、粉綠狐尾藻、空心菜3種植物凈化總磷的最佳生物量分別為157.50、609.40和590.00 g。

　　4 結(jié)論

　　1)不同植物對(duì)污水處理廠尾水凈化效果存在差異，總氮凈化效果(30 d)受植物類(lèi)型影響顯著。粉綠狐尾藻對(duì)總氮和硝氮凈化效果(30 d)最好，苦草對(duì)氨氮和總磷凈化效果(30 d)最好，且苦草生長(zhǎng)有利于降低亞硝氮的產(chǎn)生量,不同植物可以營(yíng)造出不同的水體環(huán)境，可以利用這種差異，根據(jù)凈化對(duì)象選擇合適的植物，通過(guò)單獨(dú)種植或串聯(lián)的方式凈化污水，從而發(fā)揮不同植物的凈化優(yōu)勢(shì)。

　　2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，生物量對(duì)氮磷凈化效果影響較小，不同植物去除總氮的最佳生物量處理為空心菜 157.50 g、苦草460.80 g、粉綠狐尾藻1 120.00 g，總磷的最佳生物量處理為空心菜157.50 g、苦草609.40 g、粉綠狐尾藻590.00 g。

　　3)不同生物量處理對(duì)空心菜生長(zhǎng)存在影響，較高的空心菜生物量處理到后期會(huì)出現(xiàn)衰敗，而低生物量處理組在實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)持續(xù)生長(zhǎng)，植物生長(zhǎng)情況繼而對(duì)尾水凈化效果產(chǎn)生影響，造成高生物量?jī)艋�效果低于低生物量，建議使用空心菜凈化污水時(shí)，使用低生物量處理，且在其達(dá)到最大生物量(610.00~880.00 g)之前進(jìn)行收割。(來(lái)源：環(huán)境工程學(xué)報(bào) 作者：陳雙)