環(huán)境科學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文浮床美人蕉對富營養(yǎng)化水體凈化效果研究

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　浮床美人蕉對富營養(yǎng)化水體凈化效果研究</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 環(huán)

2、境科學(xué) </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　目錄</b>

3、</p><p>　　摘要.....................................................................................................................................................I</p><p>　　Abstract..............

4、................................................................................................................................II </p><p><b>　　1引言1</b></p><p>　　2國內(nèi)外研究進展...........

5、.................................................................................................................2</p><p>　　2.1植物修復(fù)的發(fā)展.........................................................................

6、............................................2</p><p>　　2.2植物修復(fù)機理研究................................................................................................................3</p><p><b&g

7、t;　　3材料與方法5</b></p><p>　　3.1試驗水源及環(huán)境條件5</p><p><b>　　3.2試驗材料5</b></p><p>　　3.3試驗設(shè)計.................…..............................................................

8、.......................................….6</p><p>　　3.4所測水質(zhì)指標的及意義7</p><p>　　3.4.1化學(xué)需氧量(COD)……...……………. . ..............…….....……….……….……. . 7</p><p>　　3.4.2活性磷酸鹽...................

9、............................................................................................…7</p><p>　　3.4.3無機總氮….............................................................................................

10、.................….7</p><p>　　3.5采樣及分析測定方法…............................................................................................….8</p><p>　　3.5.1采樣方法…....................................

11、..........................................................................….8</p><p>　　3.5.2各指標測定方法...….............................................................................................….9</p&g

12、t;<p>　　4試驗結(jié)果...........................…..............................................................................................….11</p><p>　　4.1溫度......................….......................

13、.............................................................................….11</p><p>　　4.2COD的含量...........................................................................................................

14、.......….12</p><p>　　4.3活性磷酸鹽的含量…..................................................................................................….13</p><p>　　4.4總氮的含量............…............................

15、......................................................................….14</p><p>　　4.5氨氮的含量............…..................................................................................................….16

16、</p><p>　　5結(jié)果分析與討論.......….......................................................................................................….18</p><p>　　5.1浮床美人蕉對COD的去除效果結(jié)果分析….............................

17、...........................….18</p><p>　　5.2浮床美人蕉對活性磷酸鹽的去除效果結(jié)果分析….............................................….19</p><p>　　5.3浮床美人蕉對總氮的去除效果結(jié)果分析….................................................

18、.......…...20</p><p>　　5.4浮床美人蕉對氨氮的去除效果結(jié)果分析…........................................................…...20</p><p>　　5.5美人蕉塊根的重量...................................................................

19、...............................….21</p><p>　　5.6浮床美人蕉對水質(zhì)凈化效果的總結(jié)和可能存在的問題..........…..........................21</p><p>　　5.6.1凈化效果的總結(jié).................................…............................

20、.............................….21</p><p>　　5.6.2可能存在的問題....…..........................................................................................….22</p><p>　　小結(jié)............................

21、...........….................................................................................................….23</p><p>　　參考文獻..........................….....................................................

22、............................................….24</p><p>　　致謝..................................….................................................................................................….26</p>

23、<p>　　浮床美人蕉對富營養(yǎng)化水體凈化效果研究</p><p>　　[摘要] 當前，水體富營養(yǎng)化問題正嚴重影響著人類的生存環(huán)境，因此迫切需要采取有效措施凈化污染水體。植物修復(fù)作為近20年來發(fā)展起來的一種廉價的替代傳統(tǒng)污水處理技術(shù)的方案，越來越受到世界各國的普遍重視。與傳統(tǒng)的污水處理法相比，植物修復(fù)具有基建和運行費用低，操作與維護簡單等優(yōu)點。植物修復(fù)有生態(tài)浮床和人工濕地兩種，由于生態(tài)浮床體積較小，容易

24、在實驗室里進行試驗，凈化效果也相對較好，所以本試驗研究了生態(tài)浮床。而根據(jù)研究美人蕉凈化效果較一般的植物較好。本次試驗采用重鉻酸鉀法、鉬酸銨分光光度法、紫外分光光度法和鈉氏試劑分光光度法等分別測定了污水處理廠出水口的水和人工配置的營養(yǎng)液，并用污水處理廠出水口的水和人工配置的營養(yǎng)液種植浮床美人蕉，隔天取樣，測定美人蕉凈化水質(zhì)的指標。通過這些指標，分析了浮床美人蕉對水質(zhì)的凈化效果。結(jié)果表明：浮床美人蕉對氨氮的去除效果較好，平均去除效率可達到4

25、3.7%，浮床美人蕉對活性磷酸鹽的去除效果較低，平均去除率為16.1%。美人蕉凈化水質(zhì)可能受到溫度的影響，在冬季的去除污水效率較低。</p><p>　　[關(guān)鍵詞] 植物修復(fù)；凈化效果；去除率；水質(zhì)指標；美人蕉</p><p>　　Study on the nutrients removal effects by floating-bed Canna indica on eutrophi

26、c water</p><p>　　[Abstract] At present, the problem of eutrophication is a serious impact on the survival of the human environment, and there is an urgent need to take effective measures to repair polluted w

27、ater. Phytoremediation developed 20 years ago, as an inexpensive alternative to traditional sewage treatment technology has attracted widespread attention around the world. And compared to conventional sewage treatment m

28、ethods, phytoremediation has the advantages of low infrastructure and operational cost, </p><p>　　[Key words] Phytoremediation; Purification; Removal; Water quality indicators; Canna indica</p><

29、p><b>　　1引言</b></p><p>　　隨著我國人口的增長和社會經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)業(yè)面源、工業(yè)點源及生活源含氮磷污水數(shù)量在不斷增加，而對污水處理和水質(zhì)管理則明顯滯后，大量直接排出的未處理污水已造成地表水環(huán)境嚴重污染,富營養(yǎng)化的水域也日漸增多，許多江湖河池等水體生態(tài)系統(tǒng)已遭到破壞。我國面臨著嚴峻的淡水資源氮磷污染和富營養(yǎng)化問題。如何實施對水體富營養(yǎng)化的有效控制與整治以保障社會經(jīng)濟

30、的可持續(xù)發(fā)展和人體健康已成為世人關(guān)注的熱點課題。</p><p>　　水體富營養(yǎng)化是指人類活動的影響下，氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在河流湖泊中出現(xiàn)稱為水華，在海洋中稱為赤潮。</p><p>　　水體富營養(yǎng)化已成為一個世界性的環(huán)境問題, 其修復(fù)的關(guān)鍵在于降低水體中N、

31、P 含量以及底泥中有機C 和N、P 的負荷。傳統(tǒng)的污水處理方法須將污水收集到污水處理廠進行集中治理，雖然工藝成熟、處理效果理想，但建造、運行、管理費用過高，且在治理污染水體時需要進行換水，僅適用于小型水體。水生植物生長過程需要吸收大量氮磷作為營養(yǎng)物質(zhì)合成自身物質(zhì)，利用植物的這一生物生化特征，在污染水體中有選擇地種植一些植物，能夠有效地吸收水體中的原位復(fù)原，還能在一定階段收獲植物作為飼料，獲得一定的經(jīng)濟效益。種植水生植物，特別是大型水生植

32、物作為改善水質(zhì)的一種高效低能耗的方法日益受到人們的重視，近年來已經(jīng)成為環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點之一。</p><p>　　伴隨植物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展，眾多的學(xué)者對修復(fù)植物和修復(fù)方法進行了研究，生態(tài)浮床和人工濕地都是近年來在國內(nèi)外采用的用于凈化水質(zhì)的生態(tài)修復(fù)的方法，其中生態(tài)浮床又有其特殊的優(yōu)勢，便于實驗室分析與研究。修復(fù)植物中，包括挺水植物、沉水植物等，在水生植物中，只有挺水植物在光合作用時釋放氧氣于水體中，這對富營養(yǎng)化水體

33、自凈作用至關(guān)重要，決定了挺水植物在水生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)重要的地位。所以本研究，在實驗室靜態(tài)水體條件下，選擇挺水植物美人蕉，設(shè)計生態(tài)浮床，對挺水植物的水質(zhì)改善效應(yīng)研究是基礎(chǔ)的理論研究，可為利用挺水植物修復(fù)受污染水體提供一定的理論依據(jù)。</p><p>　　2國內(nèi)外研究進展綜述</p><p>　　2.1植物修復(fù)的發(fā)展</p><p>　　生態(tài)修復(fù)的概念自20世紀70年代被

34、提出以來，由于其應(yīng)用廣、成本低、環(huán)境美學(xué)價值高、環(huán)境擾動小、治理污染同時也有利于改善生態(tài)環(huán)境等特點在美國、西歐等一些發(fā)達國家引起廣泛重視，國際上曾多次召開專題討論會進行了一些相關(guān)性研究；一些國家也開展了一系列的工程試驗研究工作，并取得大量科研成果。20世紀90年代以來，亞洲的中國、日本、韓國等國家對生態(tài)修復(fù)的研究也尤為重視，并且實施了一系列的生態(tài)修復(fù)工程，使河流湖泊的水質(zhì)得到一定的改善，保證了飲用水的質(zhì)量，并相繼開展了一系列生態(tài)工程的實

35、驗研究，也取得了大量的研究成果。</p><p>　　圖2.1生態(tài)浮床與人工濕地的植物生長狀況（左為生態(tài)浮床，右為石子濕地）</p><p>　　Figure 2.1 growth condition of plant in the ecology floating and the artificial wetland (left : ecology floating , right::

36、gravel wetland)</p><p>　　在廣義上說植物修復(fù)技術(shù)是利用植物的吸收和代謝功能將環(huán)境介質(zhì)中的有毒有害污染物進行分解、富集和穩(wěn)定的過程。在狹義上說的生物修復(fù)通常是指在自然或人工控制的條件下，利用特定的微生物降解、清除環(huán)境中污染物的技術(shù)。也就是說植物修復(fù)是利用綠色植物清除環(huán)境中的污染物，使其去除降低或消失稱作植物修復(fù)。植物修復(fù)的主要對象是有毒重金屬和有機污染物。</p><p

37、>　　生態(tài)浮床和人工濕地都是近年來在國內(nèi)外采用的用于凈化水質(zhì)的生態(tài)修復(fù)的方法。</p><p>　　人工濕地污水處理工藝起源于原聯(lián)邦德國。1953年原聯(lián)邦德國的 MaxPlanck的研究所的 D:KatheSeidel首次采用人工濕地凈化污水，實驗發(fā)現(xiàn)種植蘆葦能去除大量有機和無機污染物，通過進一步實驗發(fā)現(xiàn)污水中的一些細菌如大腸菌、腸球菌、沙門氏菌在種植蘆葦時消失。20世紀60年代中期，Seidel與Kick

38、uth合作開發(fā)了“根區(qū)法”(root zone method， RZM)，由Kickuth于 1972年提出了根區(qū)理論。此根區(qū)法由一種由蘆葦?shù)木匦纬刈咏M成。土壤經(jīng)選擇含有鈣、鐵、鋁添加劑，以改善土壤結(jié)構(gòu)和對P的沉淀性能。水以地下潛流水平流過蘆葦根。污水流過蘆葦床時，有機物降解，N被硝化反硝化，P與Ca，F(xiàn)e，Al共沉淀積累于土壤中。水面保持在地面水平，在池子進口、出口進行布水和收集。此法問題在于土壤滲透能力并非像Dr.Kickuth預(yù)測

39、隨時間而增大，且蘆葦傳氧至根的能力也通常被認為比Dr.Kickuth聲稱的要少。根區(qū)理論推動了對人工濕地污水處理的試驗研究，掀起了人工濕地的研究與應(yīng)用的“熱潮”。</p><p>　　生態(tài)浮床技術(shù)是一門針對富營養(yǎng)化水質(zhì), 利用生態(tài)工學(xué)原理, 降解水中COD, 降低氮、磷含量的水環(huán)境保護技術(shù), 該項技術(shù)具有較好的社會效益和環(huán)境效益, 具有非常廣闊的應(yīng)用前景。目前該技術(shù)已經(jīng)在閉鎖性水域得到了較多的應(yīng)用 , 并取得了一

40、定的效果。本試驗是利用浮床美人蕉對污染水體進行植物修復(fù)，進而起到了凈化水質(zhì)的效果。</p><p>　　2.2植物修復(fù)機理研究方面</p><p>　　水生植物的存在可以提高水體凈化的效率，這一點已經(jīng)得到充分的證明。植物可以直接從水層和底泥中吸收氮、磷，并同化為自身的結(jié)構(gòu)組織成物質(zhì)（蛋白質(zhì)和核酸等），從而加快了水體中氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的去除，但這種同化作用并非植物去除水體中氮、磷的主要途徑。研

41、究表明：植物對氮磷的同化吸收只占全部去除量的很小一部分，約占2%-5%。由于污染物的理化特性和環(huán)境行為不同，加之植物新陳代謝各異，污染物植物修復(fù)的作用機理也不盡相同，植物促進富營養(yǎng)化水體的凈化的作用機制主要表現(xiàn)在促進反硝化作用、與微生物協(xié)同作用以及促進相關(guān)酶的活性等幾個方面。具體可分為：植物固定、植物降解、植物揮發(fā)、植物提取、根系過濾。而植物對有機物的作用往往不是單一的表現(xiàn)，是兩種或幾種綜合作用的結(jié)果。</p><p

42、>　　2.3美人蕉凈化水體的研究</p><p>　　一些學(xué)者研究表明:植被不僅本身能吸收同化污水中氮、磷等污染物,而且還能提高整個濕地生態(tài)系統(tǒng)微生物數(shù)量,調(diào)整其組成結(jié)構(gòu),促進濕地生態(tài)系統(tǒng)的硝化和反硝化作用的進行,強化其凈化能力,部分植物還有克藻效應(yīng)。其中，挺水植物是構(gòu)建人工濕地植被系統(tǒng)的主要類型植物,挺水植物不僅具有同化吸收污染物的功能,還有攔截、過濾污染物的作用。</p><p>

43、;　　近年來開展了很多以水生植物為核心的污水處理與富營養(yǎng)化水體治理的研究, 并篩選出如蘆葦、燈心草、香蒲等能明顯改善水質(zhì)的水生植物。關(guān)于水生美人蕉這種挺水植物凈化水質(zhì)的效果有些研究, 但對其凈化效果具體研究以及種植凈化效果的研究尚未有明確的報道。</p><p>　　本次實驗是為了了解浮床美人蕉對污水中COD、總氮、總磷和氨氮等水質(zhì)指標的去除效果。通過對種植有美人蕉的水桶里取樣，測的COD、總氮、總磷和氨氮等含量

44、的測定，計算浮床美人蕉對污水的去處效果，并分析美人蕉在去除污水中的問題。</p><p><b>　　3材料與方法</b></p><p>　　3.1試驗水樣及環(huán)境條件</p><p>　　本試驗水體取自浙江舟山定海污水處理廠出水口的水和人工配置的營養(yǎng)液。</p><p>　　定海污水處理廠位于定海區(qū)鹽倉街道，采用MSB

45、R工藝，主要處理定海區(qū)域的生活污水及部分企業(yè)生產(chǎn)廢水。該項目一期工程于2007年6月通過驗收，日處理廢水量20000噸，總投資4600萬元，其中30%由政府出資，其余來自銀行貸款。污水處理設(shè)施大致可分為兩類：一是企業(yè)獨立的污水治理設(shè)施，主要處理企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)的污水；二是集中式污水處理設(shè)施，主要對特定區(qū)域部分企業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)污水、生活污水進行集中處理。</p><p>　　定海區(qū)污水處理廠位于鹽倉街道躍進村，占地97畝

46、，設(shè)有日處理污水2萬噸級SBR池2座，24小時自動化中央控制室1個，水質(zhì)監(jiān)測化驗室1個，紫外線消毒房2個，以及進水泵房、粗細格柵、鼓風機房、變配電間等配套設(shè)施，主要負責集中處理定海城區(qū)、舟山經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、城西開發(fā)區(qū)及老塘山區(qū)域城市生活污水，日處理污水能力為4萬噸。今年1到4月，污水廠共處理污水418.46萬噸，COD削減量達1031.9噸，COD平均進水指標為268.5mg/L，經(jīng)過污水處理后，平均出水指標為21.18mg/L，優(yōu)于國家二

47、級污水處理廠出水排放標準。</p><p>　　而人工營養(yǎng)液是由0.2098g的硝酸鉀、10.0138g的磷酸二氫鉀、10.0105g氯化銨和1.2135g的鄰苯二氫鉀配置而成的。</p><p><b>　　3.2試驗材料</b></p><p>　　美人蕉（英文名：Canna indica）別名：蘭蕉、曇華，

48、 圖3.1 美人蕉</p><p>　　多年生球根草本花卉，為姜目， Figure 3.1 Canna indica</p><p>　　美人蕉科。株高可達100～150厘米，根莖肥大；地上莖肉質(zhì)，不分枝。莖葉具白粉，葉互生，寬大，長橢圓狀披針形。闊橢圓形。總狀花序自莖頂抽出，花徑可達20 厘米，花瓣直伸，具四枚瓣化雄蕊?；ㄉ腥?/p>

49、白、鮮黃、橙黃、桔紅、粉紅、大紅、紫紅、復(fù)色斑點等50多個品種。 花期北方6月～10月（北方）；南方全年。原產(chǎn)印度，現(xiàn)在中國南北各地常有栽培。</p><p>　　本試驗由于在冬天，而且在體積較小的水桶內(nèi)進行培養(yǎng)，所以用發(fā)有小芽的美人蕉塊根代替成年的大型美人蕉。</p><p>　　水桶是用30cm深的塑料水桶，口徑是約是30cm，底部略小，大約是20cm；浮板是用25cm×25

50、cm的泡沫板，剪成與塑料水桶口徑大小，使得浮板能夠浮在塑料水桶的表面。</p><p><b>　　3.3試驗設(shè)計</b></p><p>　　在2010年12月24日去定海污水處理廠采取試驗所用的水樣，和配置人工營養(yǎng)液，分別取兩個8L污水處理廠出水口的水和人工配置的營養(yǎng)液倒入水桶中，編號水桶①、水桶②、水桶③、水桶④。</p><p>　　取

51、12株美人蕉的塊根分別做上記號，稱得其重量, 并得到數(shù)據(jù)記錄如下。</p><p>　　表3.1 試驗前美人蕉塊根的重量</p><p>　　Table 3.1 The weight of Canna indica root tuber before the test</p><p>　　然后取4個浮板，在浮板中打上小孔。在浮板1中放2個塊根，美人蕉1和美人蕉2，固

52、定好，放入水桶①中；在浮板2中放4個塊根，美人蕉3-6，放入水桶②中；在浮板3中放2個塊根，美人蕉7和美人蕉8，放入水桶③中；在浮板4中放4個塊根，美人蕉9-12，放入水桶④中。在水桶上做上水刻度線的記號，當水蒸發(fā)或取樣減少時可以及時補充蒸餾水。</p><p>　　每天來測一次水溫，當陽光充足時，把水桶拎到陽光下，進行光合作用；當晚上溫度低時，在水桶上方套上塑料薄膜，以保證美人蕉在低溫下能夠存活。由2010年1

53、2月24日起，每隔一天來采一次水樣，測得水樣中的各項水質(zhì)指標，如COD、總氮、活性磷酸鹽和氨氮，并記錄試驗數(shù)據(jù)，至2011年1月7日止。</p><p>　　2010年12月24日記為1天，2010年12月26日記為3天，2010年12月28日記為5天，2010年12月30日記為7天，2011年1月1日記為9天，2011年1月3日記為11天，2011年1月5日記為13天，2011年1月7日記為15天。</p

54、><p>　　3.4所測水質(zhì)指標及意義</p><p>　　3.4.1化學(xué)需氧量(COD) </p><p>　　化學(xué)需氧量是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個指標。水中的還原性物質(zhì)有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機物。因此，化學(xué)需氧量(COD)又往往作為衡量水中有機物質(zhì)含量多少的指標。

55、化學(xué)需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。COD都是越低越好，但并沒有統(tǒng)一的限制指標。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中COD（KMnO4法）>5mg/L時，水質(zhì)已開始變差。它對于研究河流及受工業(yè)污水影響的海灣，沿岸等，是一個重要的快速的測定參數(shù)，是量度水樣中還原性物質(zhì)的重要指標。</p><p>　　3.4.2活性磷酸鹽 </p><p>　　磷在水中幾乎只以磷酸鹽的形式存在。磷酸鹽可以溶解，

56、吸附在顆粒物上，或是存在于水生生物體內(nèi)。磷酸鹽可能以最簡單的正磷酸鹽形態(tài)存在，也可能以分子量更大的形態(tài)，例如縮合磷酸鹽和有機磷酸鹽存在。 </p><p>　　正磷酸鹽常被稱為活性磷，因為只有這種磷酸鹽會和比色法測定磷酸鹽的試驗中所用的試劑直接發(fā)生反應(yīng)。這種類型的磷酸鹽被植物、細菌和藻類所利用，被認為是湖泊等地表水體中的一種限制性營養(yǎng)鹽?；屎姓姿猁}，并可能隨著農(nóng)業(yè)用地的徑流進入水體，使水體中含有大量磷元素。

57、</p><p>　　3.4.3 無機總氮</p><p>　　無機氮包括硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮和氨氮。(亞)硝態(tài)氮是指(亞)硝酸鹽中所含有的氮元素。水和土壤中的有機物分解生成銨鹽，被氧化后變?yōu)橄鯌B(tài)氧。氨態(tài)氮是由微生物分解土壤中含有動植物遺骸和排泄物的蛋白質(zhì)與尿酸、尿素等做出的氮源。氨態(tài)氮是水相環(huán)境中氮的主要形態(tài)，是水體富營養(yǎng)化和環(huán)境污染的一種重要污染物。</p><p>

58、;<b>　　3.4.4氨氮</b></p><p>　　氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4）形式存在的氮。 動物性有機物的含氮量一般較植物性有機物為高。同時，人畜糞便中含氮有機物很不穩(wěn)定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高時指以氨或銨離子形式存在的化合氨。</p><p>　　3.5采樣及分析測定方法 </p><p>　　3.

59、5.1 采樣方法</p><p>　　培養(yǎng)水桶中污水樣品的采集、貯存和預(yù)處理及其分析測定均按《水和廢水檢測分析方法》中的相應(yīng)要求進行，具體測試方法見表3.2。</p><p>　　表3.2生活污水分析測定方法</p><p>　　Table 3.2 Analysis of determination of sewage</p><p>　　表

60、3.3生活污水排放標準(GB18918－2002)</p><p>　　Table 3.3 Sewage discharge standard(GB18918－2002)</p><p>　　3.5.2 各指標測定方法</p><p>　?。?）COD——重鉻酸鉀法</p><p>　　在強酸性溶液中，準確加入過量的重鉻酸鉀標準回流，將水樣中

61、還原性物質(zhì)氧化，過量的重鉻酸鉀以硫酸-硫酸銀作為指示劑，測610nm下的吸光值。</p><p>　　在6個消解管中分別加入0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0mL鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液稀釋至2mL。分別加入0.75mL重鉻酸鉀溶液和2.25 mL硫酸-硫酸銀溶液，于150±2℃下消解2h。在610nm波長下測定吸光度。</p><p>　　(2) 活性磷酸鹽——鉬酸銨分光

62、光度法</p><p>　　在中性條件下用過硫酸鉀（或硝酸-高氯酸）使試樣消解，將所含磷全部氧化為正磷酸鹽，在酸性介質(zhì)中，正磷酸鹽與鉬酸銨反應(yīng)，在銻鹽存在下生成磷鉬雜多酸后，立即被抗壞血酸還原，生成藍色的絡(luò)合物。</p><p>　　取7支具塞刻度管分別加入0.0，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0，15.0mL磷酸鹽標準溶液。加水至25mL。分別向各份溶液中加入1mL抗壞血

63、酸溶液混勻，30秒后加2mL鉬酸鹽溶液充分混勻。室溫下放置15min后，使用光程為30mm比色皿，在700nm波長下，以水作參比，測定吸光度。</p><p>　?。?）總氮——紫外分光光度法</p><p>　　總氮測定方法通常采用過硫酸鉀氧化，使有機氮和無機氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}后，再以紫外法進行測定。在60℃以上的水溶液中，過硫酸鉀如下反應(yīng)式分解，生成氫離子和氧。</p>

64、<p>　　加入氫氧化鈉用以中和氫離子，使過硫酸鉀分解完全。</p><p>　　在120~124℃的堿性介質(zhì)條件下，用過硫酸鉀作氧化劑，不僅可將水樣中的氨氮和亞硝酸鹽氮氧化為硝酸鹽，同時將水樣中大部分有機氮化合物氧化為硝酸鹽。而后用紫外分光光度法分別于波長220nm與275nm處測定其吸光度，按計算硝酸鹽氮的吸光度值，從而計算總氮的含量。其摩爾吸光系數(shù)為1.47×10L／(mol·

65、;cm)。</p><p>　?。?）氨氮——鈉氏試劑分光光度法</p><p>　　碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，其色度與氨氮含量成正比，通常可在波長410—425nm范圍內(nèi)測其吸光度，計算其含量。</p><p>　　吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL銨標準使用液于50mL比色管中，加水至標線，加1.

66、0mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻。加1.5mL納氏試劑，混勻。放置10min后，在波長420nm處，用光程20mm比色皿，以水為參比，測定吸光度。</p><p><b>　　4試驗結(jié)果</b></p><p><b>　　4.1溫度</b></p><p>　　根據(jù)實驗所采集的水樣對水桶里水的溫度進行了測定，并得到數(shù)據(jù)記錄如下

67、表4.1。</p><p>　　表4.1 水桶里水的溫度變化表</p><p>　　Table 4.1 The temperature change in buckets table </p><p>　　圖4.1水溫隨時間變化曲線圖</p><p>　　Figure 4.1 The temperature change with time

68、curve</p><p>　　由圖4.1可以看出水桶里的水隨時間的變化較小，起變化可能是由于當時的氣溫變化而變化，與植株的光合作用或呼吸作用沒有明顯關(guān)系。試驗中，水溫一般在14-15℃左右，水溫較為穩(wěn)定。</p><p><b>　　4.2COD的含量</b></p><p>　　表4.2 COD的標準曲線表</p><p

69、>　　Table 4.2 The standard curve table of COD</p><p>　　圖4.2 COD的標準曲線圖</p><p>　　Figure 4.2 The standard curve of COD</p><p>　　表4.3 水樣中COD的濃度</p><p>　　Table 4.3 The con

70、centrations of COD in water samples</p><p>　　從表4.3中可以看出每個平行樣中測得的數(shù)據(jù)幾乎相同，說明沒有存在試驗的操作誤差。隨著美人蕉在水樣中培養(yǎng)時間的增加，水樣中COD的含量也在逐漸的減少。</p><p>　　4.3 活性磷酸鹽的含量</p><p>　　表4.4 活性磷酸鹽的標準曲線表</p>&l

71、t;p>　　Table 4.4 The standard curve of reactive phosphate table</p><p>　　圖4.3活性磷酸鹽的標準曲線圖</p><p>　　Figure 4.3 The standard curve of reactive phosphate</p><p>　　表4.5 水樣中活性磷酸鹽的濃度<

72、/p><p>　　Table 4.5 The concentration of reactive phosphate in water samples</p><p>　　從表4.5中可以看出每個平行樣中測得的數(shù)據(jù)幾乎相同，但是第三天中水桶①2這組數(shù)據(jù)明顯存在誤差，可以直接去處這組數(shù)據(jù)。且隨著美人蕉在水樣中培養(yǎng)時間的增加，水樣中活性磷酸鹽的含量也在逐漸的減少，說明試驗中美人蕉是在去除污水中的活

73、性磷酸鹽物質(zhì)。</p><p><b>　　4.4 總氮的含量</b></p><p>　　表4.6 總氮的標準曲線表</p><p>　　Table 4.6 The standard curve of nitrogen table</p><p>　　圖4.4總氮的標準曲線圖</p><p>　

74、　Figure 4.4 The standard curve of total nitrogen</p><p>　　表4.7 水樣中總氮的濃度</p><p>　　Table 4.7 The concentration of total nitrogen in water samples</p><p>　　從表4.7 中可以看出每個平行樣中測得的數(shù)據(jù)幾乎相同，說

75、明試驗沒有存在明顯的誤差。隨著美人蕉在水樣中培養(yǎng)時間的增加，水樣中總氮的含量在逐漸的減少，但是減少的速率越來越慢，說明植物在一定濃度下對總氮吸收很少或幾乎不吸收。</p><p><b>　　4.5 氨氮的含量</b></p><p>　　表4.8 氨氮的標準曲線表</p><p>　　Table 4.8 The standard curve

76、of ammonia nitrogen table</p><p>　　圖4.5氨氮的標準曲線圖</p><p>　　Figure 4.5 The standard curve of ammonium</p><p>　　表4.9 水樣中氨氮的濃度</p><p>　　Table 4.9 The concentration of ammoni

77、a in water samples</p><p>　　從表4.9 中可以看出每個平行樣中測得的數(shù)據(jù)幾乎相同，說明沒有存在試驗的操作誤差。隨著美人蕉在水樣中培養(yǎng)時間的增加，水樣中氨氮的含量也在逐漸的減少，說明試驗中美人蕉是可以去除污水中的氨氮。</p><p><b>　　5 結(jié)果分析與討論</b></p><p>　　表5.1 污染物的去除

78、率</p><p>　　Table 5.1 The removal efficiency of pollutant</p><p>　　圖5.1污染物的去除率</p><p>　　Figure 5.1 The removal efficiency of pollutant</p><p>　　由圖5.1可以看出，浮床美人蕉對于氨氮是去除率比較

79、與其他污染物的去除率較高，平均去除率可達到43.7%；其次是總氮的去除率，其平均去除率為22.9%；最差的是COD和活性磷酸鹽，平均去除率分別的17.0%和16.1%。不管是在污水處理廠出水口取的水樣還是人工營養(yǎng)液，其去除率都相差不大。但是在植株較為密集的水樣中，去除率較高。</p><p>　　5.1浮床美人蕉對COD的去除結(jié)果分析</p><p>　　圖5.2 水樣中COD隨時間變化圖

80、</p><p>　　Figure 5.2 COD change with time graph in water samples</p><p>　　由圖5.2可以看出，浮床美人蕉對COD的去處效果不高，去除率在15%--19%之間，較為穩(wěn)定。水桶①中的去除率達到17.3%，水桶②中的去除率達到18.6%，水桶③中的去除率達到15.4%，水桶④中的去除率達到16.8%。由此可見，美人蕉對

81、于同樣的水，植株密度較高的水桶中，COD的去除效果較好。從表4.3 中可以看出，污水處理廠出水的COD含量較高，還需進一步的處理。</p><p>　　5.2 浮床美人蕉對活性磷酸鹽的去除結(jié)果分析</p><p>　　圖5.3 水樣的活性磷酸鹽隨時間的變化圖</p><p>　　Figure 5.3 the activity of phosphate changes

82、 with time in water samples graph</p><p>　　由圖5.3 可以看出，浮床美人蕉對活性磷酸鹽的去處效果不好，去除率在10%--21%之間，較不穩(wěn)定。水桶①中的去除率達到19.4%，水桶②中的去除率達到20.7%，水桶③中的去除率達到10.7%，水桶④中的去除率達到13.5%。由此可見，美人蕉對于同樣的水，植株密度較高的水桶中，活性磷酸鹽的去除效果較好。從表4.5中可以看出，

83、污水處理廠出水的活性磷酸鹽含量較低，沒有必要進行進一步的處理。</p><p>　　5.3 浮床美人蕉對總氮的去除結(jié)果分析</p><p>　　圖5.4 水樣的總氮隨時間的變化圖</p><p>　　Figure 5.4 The total nitrogen changes with time in water samples graph</p>&l

84、t;p>　　由圖5.4 可以看出，浮床美人蕉對總氮的去處效果不好，去除效率在20%--25%之間，較穩(wěn)定。水桶①中的去除率達到22.6%，水桶②中的去除率達到24.8%，水桶③中的去除率達到20.8%，水桶④中的去除率達到23.5%。由此可見，美人蕉對于同樣的水，植株密度較高的水桶中，總氮的去除效果較好。從表4.7 中可以看出，污水處理廠出水的總氮含量較低，已經(jīng)達到國家一級排放標準，沒有必要用此方法進行進一步的污水凈化處理。<

85、;/p><p>　　5.4 浮床美人蕉對氨氮的去除結(jié)果分析</p><p>　　圖5.5 水樣的氨氮隨時間的變化圖</p><p>　　Figure 5.5 Ammonia changes with time water in sample graph</p><p>　　由圖5.5 可以看出，浮床美人蕉對氨氮的去處效果較高，去除效率在40%--

86、45%之間，較穩(wěn)定。水桶①中的去除率達到44.2%，水桶②中的去除率達到46.2%，水桶③中的去除率達到40.8%，水桶④中的去除率達到43.7%。由此可見，美人蕉對于同樣的水，植株密度較高的水桶中，氨氮的去除效果較好。從表4.9 中可以看出，處理后水的氨氮含量較低，遠小于國家一級排放標準，說明運用浮床美人蕉這種植物修復(fù)的效果非常好。</p><p>　　5.5美人蕉塊根的重量</p><p&

87、gt;　　試驗結(jié)束后，從水桶里拿出美人蕉的塊根，用濾紙吸干其根部的水分后，放在電子天平上稱其重量。</p><p>　　表5.2 試驗后美人蕉塊根的重量</p><p>　　Table 5.2 The weight of Canna indica roof tuber after the test</p><p>　　試驗后美人蕉的每個塊根都比原來增重0.2—0.4

88、g左右可能是光合作用將水中的無機物轉(zhuǎn)化為其自身的有機物，和部分水還殘留在根部。</p><p>　　5.6浮床美人蕉對水質(zhì)凈化效果總結(jié)和可能存在的問題</p><p>　　5.6.1凈化效果的總結(jié)</p><p>　　本試驗所用的水不管是污水處理廠的出水還是人工配置的營養(yǎng)液，其中的化學(xué)需氧量、氨氮、活性磷酸鹽和總氮的濃度總體來說不高，水質(zhì)較為穩(wěn)定。利用浮床美人蕉技術(shù)

89、凈化水質(zhì)，其中COD和活性磷酸鹽的去除效果不是很好，氨氮和總氮的效果比較好，特別是氨氮是去除效果。</p><p>　　由于本次試驗是在冬季做的，試驗的效果沒有預(yù)想的好，在其他人的研究試驗中，最理想的試驗效可以達到90%，而本次試驗最理想的試驗要算氨氮的去除了，可以達到43.7%，其他污染物的去除效果就更加差了，只達到16%。處理效果的不好也許還和污水的濃度有關(guān)，本試驗所采用的水是來自污水處理廠出水口的水和人工配

90、置的營養(yǎng)液，其COD、活性磷酸鹽、總氮和氨氮的濃度比較于其他人的研究都是處于偏低的水平。</p><p>　　5.6 .2可能存在的問題</p><p>　　利用浮床技術(shù)是有很好的處理污水的效果，可他也存在一定的問題。水體中污染物濃度過高或過低都會影響植物修復(fù)的效果。污染物濃度過高超過植物的耐毒性，將導(dǎo)致植物死亡；過低，則限制植物對污染物的吸收。因此，植物對污染物的去除可能產(chǎn)生殘留濃度，該

91、殘留濃度若超過環(huán)境標準，就需要考慮其他方法進行修復(fù)。</p><p>　　通過植物固定作用吸收的污染物質(zhì)停留在植物體內(nèi)，并不能從根本上解決污染問題，且植物能將一些在體內(nèi)無法降解或只能部分降解的物質(zhì)，以及水溶性極強的有機物在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)物質(zhì)釋放到大氣中。避免水體中污染物通過不完全降解和蒸騰作用擴散到大氣中引起大氣污染。如何合理確定和控制植物蒸騰量，防止富集在植物中的污染物再次回到環(huán)境和食物鏈又是一個技術(shù)難點。&l

92、t;/p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　水體中的氮和磷等污染物的去除是非常麻煩的。在自然狀態(tài)下氮的去除可通過氨的揮發(fā)、硝態(tài)氮的反硝化作用或者通過水體中的顆粒吸附而從水體中去除，而磷的去除只有通過顆粒的吸附沉降或微生物的吸收而去除，但這種去除往往不是將氮和磷從水體中去除，而是轉(zhuǎn)換成另外一種形態(tài)存在于水體中而已。目前還沒有一種簡單的方法可以把磷從水體中

93、根本性地去除，而采用化學(xué)和物理等工藝去除水體中的氮和磷，需耗費大量的投資和設(shè)備，非常不經(jīng)濟。浮床種植植物修復(fù)系統(tǒng)為富營養(yǎng)化生活污水污染物的去除提供了一種投資少、效率高、管理方便的路子。在靜態(tài)試驗中水美人蕉對水體中營養(yǎng)物質(zhì)的去除效果最好，但其在動態(tài)試驗中受環(huán)境的影響較大，對水質(zhì)的凈化能力不如其他植物。</p><p>　　本試驗得出以下試驗結(jié)果：</p><p>　　(1) 定海污水處理廠出

94、水的水樣中氨氮、總氮、活性磷酸鹽和COD濃度不高，水質(zhì)比較穩(wěn)定。</p><p>　　(2) 浮床美人蕉處理生活污水效果好，經(jīng)過美人蕉培養(yǎng)后的水中COD、總氮、活性磷酸鹽和氨氮的濃度都達到生活污水排放標準一級標準，水質(zhì)穩(wěn)定。浮床美人蕉處理生活污水，水中總氮、COD、活性磷酸鹽和氨氮的濃度與美人蕉的植株密度有關(guān)。在適當條件下，植株密度越高，凈化效率也較高</p><p>　　(4) 除總氮和

95、氨氮外，COD和活性磷酸鹽的去除都很穩(wěn)定，美人蕉對COD的去處效率較低，在10%-20%之間，比較穩(wěn)定，去除率較高受溫度和植物影響較小。</p><p>　　(5) 美人蕉對氨氮呈現(xiàn)出了較高且穩(wěn)定的去除率，平均去除率為43.7%。美人蕉的水樣中氨氮較穩(wěn)定，COD、活性磷酸鹽的去除率較高且穩(wěn)定，最不穩(wěn)定的是總氮。</p><p>　　(6) 美人蕉凈化污染水質(zhì)的運行可能受到溫度的影響較為顯著

96、，由于本試驗是在冬季做的，植株的光合作用沒有春夏兩季來的強烈，使得美人蕉在凈化污水中的污染物質(zhì)時效果沒有預(yù)想的好。</p><p>　　總而言之，它無論是在機理還是在應(yīng)用方面都需要進一步研究。利用浮床美人蕉除污的同時，還可以欣賞花，這樣就可以集除污、觀賞、娛樂于一體，甚至在有效的規(guī)劃下能夠成為一道獨特的風景線。但是隨著時間的推移，在廣大科研工作者和一切社會力量的共同努力下，這項技術(shù)將會日趨成熟，造福于人類。<

97、;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 胡康萍. 人工濕地污水處理系統(tǒng)初步研究[J]. 上海環(huán)境科學(xué). 1991. 10(9): 41-44.</p><p>　　[2] 李文朝. 線型富營養(yǎng)湖泊的生態(tài)恢復(fù)——五里湖水生植被重建實驗[J]. 湖泊科學(xué), 1996, 8(增刊): 1-10.</p>&

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