橐吾论文：橐吾(Ligularia)对畜禽废水净化能力和耐污能力研究.doc

橐吾论文:橐吾( Ligularia )对畜禽废水净化能力和耐污能力研究【中文摘要】畜禽废水中有机物浓度和 N、P 含量高, 若直接排放极易引起水体富营养化。人工湿地是控制农业面源水体污染的重要技术手段。而湿地植物是人工湿地系统中重要的组成部分, 选择适宜的植物是构建人工湿地的关键。橐吾常生于沼地、湿草地、河边、山坡及林缘, 生命力非常旺盛, 抗寒能力强。目前将橐吾作为一种人工湿地植物用于污水处理的研究还未见报道。因此, 通过模拟实验, 本文首次将橐吾应用于人工湿地, 研究了橐吾人工湿地对两种浓度畜禽废水的净化能力以及橐吾在该湿地环境下的生理生态特性变化。探讨了橐吾对畜禽废水的净化能力和耐污能力, 旨在为人工湿地系统增加新的植物资源提供理论依据。研究结果表明: (1) 橐吾人工湿地系统对畜禽废水污染物具有较高的去除效果, 且更适合处理主要污染物为有机物的污水。它对较高浓度畜禽废水的 TP、 TN、 COD 和 NH4+-N 平均去除率分别达到 % 、 % 、 % 和 %, 对中浓度畜禽废水也分别达到 % 、 、 % 和 % 。(2) 橐吾根际基质中脲酶活性和磷酸酶活性均有所提高。其中根际基质脲酶活性与 TN 达到显著正相关, 可作为评价橐吾对污水中 TN 去除率的指标。而磷酸酶活性与 TP 去除率呈正相关但不显著, 说明橐吾人工湿地对磷的去除,主要不是通过磷酸酶水解有机磷为无机磷被植物吸收, 而是通过基质对磷的物理吸附来去除。(3) 橐吾具有相当发达的根系, 是优良的人工湿地植物。橐吾各器官生物量、氮磷含量和氮磷积累量均随处理浓度的增加有所增加。它能将氮磷元素从地下部分转移到地上部分, 在较高浓度的畜禽废水中仍表现为主动吸收。我们可以通过收割橐吾地上部分生物量来去除氮磷。另外, 橐吾从污水中吸收氮元素的能力相当强, 对磷的吸收能力相对较小。(4) 畜禽废水处理后橐吾的株高及叶片长度、宽度均有所增加, 且较高浓度的畜禽废水其促进作用更明显。同时, 橐吾的观赏品质也相应的得要提高。(5) 畜禽废水处理对橐吾生理特性的影响均表现为较高浓度大于中浓度。橐吾 POD 活性、 SOD 活性和根系活力均呈先降低再升高至较高水平稳定; 游离脯氨酸含量呈先降低后升高再降低到较低水平稳定的趋势。 MDA 含量变化趋势不规则, 但整体低于自然生长状态;质膜最终也未发生明显的电解质外渗现象。较高浓度的畜禽废水处理后,POD 活性、 MDA 含量、游离脯氨酸含量、质膜透性和根系活力水平在短时间内表现为逆境生理, 但橐吾能够通过自身调节最终适应较高浓度的畜禽废水环境, 说明橐吾的抗逆性较强。(6) 橐吾属于阴生植物, 其耐阴能力较强。畜禽废水处理后, 橐吾叶片中叶绿素总量、叶绿素 a 及叶绿素 b 含量均随处理浓度的增加而增加。较高浓度的叶绿素 a/b 值大于中浓度, 而中浓度与自然生长状态相近。另外, 畜禽废水处理使橐吾光合速率、气孔导度,胞间 C02 浓度和蒸腾速率均增加, 且较高浓度大于中浓度。综上所述, 橐吾人工湿地对两种浓度畜禽废水的净化效果较好, 对氮磷的吸收能力也较强。畜禽废水促进了橐吾的生长和观赏品质, 光合作用也得到加强。另外, 橐吾内部生理均能通过自我调节来适应两种浓度的畜禽废