幾種紅樹植物模擬濕地系統(tǒng)對污水中重金屬的凈化效應

陳思敏, 唐以杰, 羅麗芬, 張京京, 宋乾峰, 陳曉芬, 黃慧娟, 孫婷琪, 林曉純

廣東第二師范學院生物與食品工程學院, 廣州 510303

幾種紅樹植物模擬濕地系統(tǒng)對污水中重金屬的凈化效應

陳思敏, 唐以杰*, 羅麗芬, 張京京, 宋乾峰, 陳曉芬, 黃慧娟, 孫婷琪, 林曉純

廣東第二師范學院生物與食品工程學院, 廣州 510303

在溫室中建立無瓣海桑(Sonneratia apetala)、桐花樹(Aegiceras corniculatum)、木欖(Bruguiera gymnorrhiza)、秋茄(Kandelia candel)、無瓣海桑+木欖(S.apetala+B.gymnorrhiza)、無瓣海桑+秋茄(S.apetala+K.candel)、無瓣海桑+桐花樹(S.apetala+A.corniculatum)等 7種模擬濕地系統(tǒng), 用正常濃度污水(SW)、5倍濃度污水(FW)和 10倍濃度污水(TW)3種人工配制的生活污水分別對7種模擬濕地系統(tǒng)進行污灌6個月。結果發(fā)現(xiàn): 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對污水中重金屬的凈化率與紅樹植物種類以及污水中重金屬濃度有關。當灌正常濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對Pb和 Mn的總凈化率以無瓣海桑+秋茄最大, 對 Cu的總凈化率以桐花樹最大, 對 Zn和 Cd的總凈化率以無瓣海桑+桐花樹最大。當灌5倍濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對Pb總凈化率以無瓣海桑+桐花樹最大, 對Cu和Cd總凈化率以無瓣海桑+秋茄最大, 對Zn和Mn總凈化率以無瓣海桑+木欖最大。當灌10倍濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對Pb、Mn的總凈化率以無瓣海桑+秋茄最大, 對Cu的總凈化率以秋茄最大, 對 Zn的總凈化率以無瓣海桑+木欖最大, 對Cd總凈化率以無瓣海桑最大。重金屬有95%以上是積累在土壤中, 表明土壤子系統(tǒng)是人工模擬濕地系統(tǒng)凈化的主體。

紅樹植物; 模擬濕地系統(tǒng); 重金屬; 凈化效應

1 前言

紅樹林濕地系統(tǒng)可通過物理、化學及生物作用對污水中的重金屬加以吸收、積累而起到凈化作用[1–7], 利用紅樹林濕地系統(tǒng)處理污水中重金屬具有投資少、能耗低、操作和維護簡單、處理效率高等優(yōu)點[8], 因此日益受到重視。國內不少學者通過構建人工紅樹林濕地系統(tǒng)研究其對人工污水的凈化效應, 研究發(fā)現(xiàn)紅樹林模擬濕地系統(tǒng)對污水中Cd、Ni、Pb、Zn等重金屬污染物有較高的凈化效率, 且重金屬有 95%以上是被土壤所積累, 因此土壤子系統(tǒng)是模擬系統(tǒng)凈化的主體[9]。隨著沿海地區(qū)城市化的發(fā)展和各種產業(yè)的興起, 大量污水、廢物源源不斷地排放入海, 篩選出重金屬凈化效果最佳的紅樹植物及搭配方式以改善生態(tài)環(huán)境, 已成為目前重要研究領域之一[10]。無瓣海桑(Sonneratia apetala)從 1985年自孟加拉引種我國海南島,90年代從海南引種到廣東、廣西、福建等地。由于該樹種適應性強、生長迅速, 近年已成為我國華南沿海灘涂紅樹林造林的重要樹種, 在生產中被大面積推廣[11]。但其對城市生活污水中的重金屬的凈化效果, 是否優(yōu)于鄉(xiāng)土紅樹植物？未見報道。另外, 為了改善無瓣海桑人工純林生物多樣性低、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差、易發(fā)生病蟲害等弊端, 有學者建議逐步對現(xiàn)有無瓣海桑純林進行改造, 修枝后在林下種植適宜的鄉(xiāng)土樹種形成混交結構, 這些混交林對污水的凈化效果是否優(yōu)于無瓣海?；蜞l(xiāng)土紅樹植物純林？這些問題迄今也未見報道。本項目通過建立無瓣海桑、鄉(xiāng)土紅樹植物、無瓣海桑+鄉(xiāng)土紅樹植物等不同模擬濕地系統(tǒng), 分別研究它們對人工合成生活污水的凈化效應, 為篩選適用于河口海灣的濕地凈化植物以及合理利用無瓣海桑提供依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 實驗材料與儀器

實驗用植物材料為長勢相同的外來紅樹植物無瓣海桑、鄉(xiāng)土紅樹植物秋茄、木欖和桐花樹的1 a生幼苗; 實驗用底泥取自珠海市淇澳島紅樹林濕地; 實驗海水用天然海鹽加自來水配制而成(鹽度為15)。

使用的大型儀器有 AAS火焰原子吸收分光光度計(型號: 原子吸收分光光度儀, 公司: 日本日立公司), 微波消解萃取系統(tǒng)(型號: MARS, 儀器編號:MD2023, 制造商: CEM)。

2.2 實驗方法

2.2.1 實驗裝置

試驗所用人工濕地裝置用 PVC 材料制成。每個人工濕地試驗裝置大小為0.84 m×0.65 m×0.32 m, 并將其分割成3部分: 進水區(qū)(0.15 m×0.65 m×0.32 m),處理區(qū)(0.59 m×0.65 m×0.32 m)和出水區(qū)(0.10 m×0.65 m×0.32 m)。進水區(qū)和出水區(qū)填充直徑為1.2—2.8 cm的礫石, 處理區(qū)用取自珠海市淇澳島紅樹林濕地的底泥, 并填充參入少量細砂和粉煤灰作為植物生長的基質。試驗中紅樹植物的種植密度為每個試驗裝置6株。

2.2.2 實驗設計

實驗共設無瓣海桑、秋茄、木欖、桐花樹、無瓣海桑+秋茄、無瓣海桑+木欖和無瓣海桑+桐花樹7種人工濕地系統(tǒng), 每個系統(tǒng)分別進行不灌污水、灌正常濃度污水(SW)、灌 5倍濃度污水(FW)和灌 10倍濃度污水(TW)4種處理, 每種處理進行 3個平行試驗。

試驗開始階段為適應性培養(yǎng)階段, 將紅樹植物種植于人工濕地裝置后, 每天用鹽度為15的人工海水對其進行澆灌。持續(xù)1個月時間, 觀察到紅樹植物長勢良好后進入廢水處理研究階段, 人工合成污水的澆灌量為每盆10 L (剛浸沒土表), 持續(xù)6個月時間, 為了使?jié)补嗟奈鬯鼙３纸]土表, 期間根據(jù)需要我們進行了12次補充等量污水成分。經常用淡水補充因蒸發(fā)而失去的水分, 使鹽度保持一致。為了排除溫度、光照和其他變量對實驗結果的干擾,將放置試驗裝置的玻璃網室按東西方向分為相等面積的三個區(qū)域, 再將每種人工濕地系統(tǒng)的每種處理的 3個平行試驗裝置分別放置到這三個區(qū)域中, 盡量使各個試驗裝置每天受到的陽光照射時間一致。

2.2.3 人工合成污水的配制

正常濃度的人工合成污水的配制, 具體成分參考“污水綜合排放標準”(國家環(huán)境保護局污染管理司, 1991 年)和李玫等[12]。

2.2.4 樣品采集和分析測試方法

實驗前和實驗結束時選擇人工濕地試驗裝置對角線上的5個代表性位點分3層采集基質樣品, 深度分別為距表面 0—5、10—15和20—25 cm, 混合后, 風干土樣過100目篩。用HClO4-H2SO4消化法消化后, 使用火焰原子吸收分光光度計測樣品中的Pb、Cu、Zn、Mn、Cd的濃度。植物樣品清洗干凈后, 分不同部位, 60 ℃烘干磨碎過 60目篩。其處理、消化和分析測試方法與土壤相同。

3 結果與分析

3.1 各土壤子系統(tǒng)對污水中重金屬的凈化效應

7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對污水中重金屬的凈化效率以6個月中土壤各重金屬的增加量與污水和海水中重金屬的總加入量之比表示,結果見表1。因未向對照組排放污水, 故未研究其凈化效率。

表1 7種土壤子系統(tǒng)對污水的凈化效率(%)Tab.1 Purification rate of seven kinds of soil subsystem on wastewater (%)

從表1可以看出, 同一模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對同一處理濃度污水中各種重金屬的凈化效應是不同的。比如灌正常濃度污水時, 無瓣海桑模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對重金屬的凈化率按大小排列為: Pb ＞ Cd＞ Mn ＞ Zn ＞ Cu, 這與李玫[12]和陳桂珠等[13]研究無瓣海桑和白骨壤模擬濕地系統(tǒng)對污水中重金屬的凈化結果相一致。從表1還可見, 同一模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對不同處理濃度污水中的同一種重金屬的凈化效應是不同的。比如無瓣海桑土壤子系統(tǒng)對Cd的凈化率, 當灌正常濃度污水時為95.72%, 灌5倍濃度污水時為86.79%, 灌10倍濃度污水時為92.83%。這與其他學者研究秋茄、桐花樹模擬濕地對污水中各種重金屬的凈化效應結果相一致[14–15]。王仁恩等[16]研究了無瓣海桑、海桑(Sonneratia caseolaris)、秋茄人工林區(qū)等不同紅樹林群落土壤吸附重金屬情況, 得出土壤吸附重金屬的含量與土壤受污染水平有關的結論。表1還顯示, 不同模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對同一處理濃度污水中同一種重金屬的凈化效應是不同的。當灌正常濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對 Pb、Mn的凈化率以無瓣海桑+秋茄最大, 對 Cu的凈化率以桐花樹最大, 對Zn、Cd的凈化率以無瓣海桑最大。當灌5倍濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對 Pb的平均凈化率以無瓣海桑+桐花樹最大, 對Cu、Cd的平均凈化率以秋茄最大, 對Zn、Mn的平均凈化率均以無瓣海桑+木欖最大。當灌10倍濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對Pb平均凈化率以無瓣海桑+秋茄最大, 對Cu、Mn平均凈化率以秋茄最大, 對Zn平均凈化率以無瓣海桑+木欖最大, 對Cd平均凈化率均以無瓣海桑最大。綜合上面實驗結果, 可見為了達到最佳凈化效果, 應根據(jù)污水中重金屬種類和濃度來靈活選擇濕地生態(tài)系統(tǒng)需要種植的紅樹植物類型。

3.2 各植物體子系統(tǒng)對污水中重金屬的凈化效應

將各種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)中每種紅樹植物根、莖、葉對某種重金屬的凈增量相加, 得出該種紅樹植物體對某種重金屬的凈增量。然后, 用植物體中各重金屬元素凈增量與污水和海水中重金屬總加入量之比(不含凋落物), 計算出7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物體子系統(tǒng)對污水所含重金屬的凈化效率, 結果見表2。

表2 7種植物體子系統(tǒng)對污水的凈化效率(%)Tab.2 Purification rate of seven kinds of plant subsystem on wastewater (%)

隨著污水處理濃度的升高, 7種植物體子系統(tǒng)對污水中重金屬的凈化率下降。這與李玫[12]、陳桂珠[13]、馬驊[15]和繆紳裕[14]研究模擬濕地系統(tǒng)中無瓣海桑、白骨壤、桐花樹和秋茄對污水中重金屬凈化效率隨污水濃度上升而下降的結果相一致。

從表2還可見, 即便在同一濃度污水處理下,同一人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物體對污水中不同重金屬的凈化率也是不同的。比如當灌5倍濃度污水時, 木欖模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物體對污水中重金屬凈化率從大到小排列為: Cd＞Mn＞Zn＞ Cu ＞Pb。表2還顯示, 同一人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物體對不同濃度污水中同一種重金屬的凈化率是不同的。比如秋茄對Mn的凈化率, 當灌正常濃度污水時為0.91%,灌5倍濃度污水時為0.84%, 灌10倍濃度污水時為0.66%。另外, 表2還顯示, 即便在同一濃度污水處理下, 不同人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物體對污水中相同重金屬的凈化率也是不同的。當灌正常濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物子系統(tǒng)對Pb、Cu、Mn和 Cd凈化率以無瓣海桑+桐花樹最大, 對Zn凈化率以無瓣海桑+木欖最大。當灌5倍濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)植物子系統(tǒng)對 Pb和 Zn的凈化率以無瓣海桑+木欖最大, 對 Cu、Mn和 Cd的凈化率以無瓣海桑+桐花樹最大。當灌 10倍濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤子系統(tǒng)對 Pb和 Zn的凈化率以無瓣海桑+木欖最大, 對Cu和Mn的凈化率以無瓣海桑+桐花樹最大, 對Cd的凈化率以無瓣海桑+秋茄最大。季一諾[17]研究了東寨港紅樹林濕地沉積物和秋茄中重金屬的富集特征,認為紅樹植物秋茄體內的重金屬與周圍沉積物中重金屬濃度關系密切。李翠等[1]研究了木欖、海蓮(Bruguiera sexangula)、秋茄、角果木(Ceriops tagal)、桐花樹, 結果表明不同的植物類型對重金屬吸附功能具有明顯差異。

可見, 要根據(jù)污水中所需凈化重金屬種類和濃度來選擇種植的紅樹植物, 才可達到最佳凈化效果。

3.3 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)的總凈化效應

將表1中某種人工模擬濕地土壤子系統(tǒng)對污水的凈化率和表2對應的植物體子系統(tǒng)對污水的凈化率相加, 可以得出 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對污水中重金屬的總凈化率 (表3)。由表3可見, 7種人工模擬濕地系統(tǒng)對污水中 5種重金屬的凈化率達71.28%以上, 說明用紅樹植物人工模擬濕地系統(tǒng)凈化污水中的重金屬是可行的。這與許多學者的研究結論相一致[3,12–15]。由表3還可見, 各人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對污水中重金屬的總凈化率與植物種類和污水中重金屬種類、濃度有關。當灌正常濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對Pb和Mn的總凈化率以無瓣海桑+秋茄最大, 對Cu的總凈化率以桐花樹最大, Zn和 Cd的總凈化率以無瓣海桑+桐花樹最大。當灌5倍濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對Pb總凈化率以無瓣海桑+桐花樹最大, 對Cu和Cd總凈化率以無瓣海桑+秋茄最大, 對Zn和Mn總凈化率以無瓣海桑+木欖最大。當灌10倍濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對Pb、Mn的總凈化率以無瓣海桑+秋茄最大, 對Cu的總凈化率以秋茄最大, 對 Zn的總凈化率以無瓣海桑+木欖最大, 對Cd總凈化率以無瓣海桑最大?？梢? 要達到最佳的凈化效果, 需根據(jù)所凈化污水中重金屬的種類和濃度, 再來選擇種植的紅樹植物種類。

表3 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對污水中重金屬的凈化效率(%)Tab.3 Purification rate of seven kinds of simulated wetland system (%)

3.4 7種植物體子系統(tǒng)和土壤子系統(tǒng)對總凈化率的貢獻

根據(jù)表1—3可分別算出各植物體子系統(tǒng)和土壤子系統(tǒng)占各自整個模擬濕地系統(tǒng)總凈化率中所占比率 (表4)。

由表4可知, 不管是灌正常濃度污水、5倍濃度污水, 還是10倍濃度污水, 進入模擬濕地系統(tǒng)中的重金屬有 95%以上存留在土壤中, 表明土壤子系統(tǒng)是積存重金屬的主要地方。李玫等[18]和劉金苓等[19]分別研究了Cd和Pb在無瓣海桑模擬濕地系統(tǒng)中的分布遷移及凈化效應, 陳桂珠等[20]和陳桂葵等[21–24]研究了白骨壤模擬濕地系統(tǒng)中 Pb、Ni、Cd、Zn的分布、遷移及其凈化效應, 結果均發(fā)現(xiàn)加入系統(tǒng)中的重金屬主要存留于土壤子系統(tǒng)中, 很少遷移到植物體和凋落物中。這些說明土壤子系統(tǒng)是各種模擬系統(tǒng)凈化的主體。

表4 植物體和土壤子系統(tǒng)在模擬濕地系統(tǒng)凈化率中所占比例(%)Tab.4 Percentage of plant and soil subsystem purification rate in the simulated wetland system (%)

4 小結

7種人工模擬濕地系統(tǒng)對污水中Pb、Cu、Zn、Mn、Cd的凈化率達 71.28%以上, 說明用紅樹植物人工模擬濕地系統(tǒng)凈化污水中的重金屬是可行的。土壤子系統(tǒng)是各種人工模擬濕地系統(tǒng)中凈化的主體,進入該系統(tǒng)的重金屬大部分(95%)被截留在土壤中。

7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對污水中重金屬的總凈化率與紅樹植物種類和污水中重金屬濃度有關。當灌正常濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對 Pb和 Mn的總凈化率以無瓣海桑+秋茄最大,對Cu的總凈化率以桐花樹最大, Zn和 Cd的總凈化率以無瓣海桑+桐花樹最大。當灌5倍濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對 Pb總凈化率以無瓣海桑+桐花樹最大, 對Cu和Cd總凈化率以無瓣海桑+秋茄最大, 對Zn和Mn總凈化率以無瓣海桑+木欖最大。當灌10 倍濃度污水時, 7種人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)對Pb、Mn的總凈化率以無瓣海桑+秋茄最大,對Cu的總凈化率以秋茄最大, 對Zn的總凈化率以無瓣海桑+木欖最大, 對Cd總凈化率以無瓣海桑最大。

因此, 為較好地凈化污水中的重金屬, 必須根據(jù)污水中重金屬種類和濃度來選擇紅樹植物種類。當然, 由于本實驗是人工模擬濕地系統(tǒng), 而且僅SW、FW、TW三種濃度污水處理, 故還需野外試驗以驗證室內模擬試驗, 為篩選適用于河口海灣的濕地凈化植物提供依據(jù)。

[1]李翠, 胡杰龍, 符秋苗, 等.5種紅樹植物對Cu, Zn, Pb積累特征研究[J].海洋湖沼通報, 2013, (1): 105–112.

[2]謝海偉, 文冰, 郭勇, 等.深圳福田紅樹植物群落特征及重金屬元素分析狀況[J].廣西植物, 2010, 30(1): 64–69.

[3]李曉菊, 靖元孝, 陳桂珠, 等.紅樹林濕地系統(tǒng)污染生態(tài)及其凈化效果的研究概況[J].濕地科學, 2005, 3(4):315–320.

[4]昝啟杰, 王勇軍, 王伯蓀.深圳福田紅樹林無瓣海桑與海桑群落的重金屬積累和循環(huán)[J].環(huán)境科學, 2002, 23(4):81–88.

[5]章金鴻, 李玫, 潘南明.深圳福田紅樹林對重金屬 Cu、Pb、Zn、Cd的吸收、積累、循環(huán)[J].云南環(huán)境科學, 2000,19(1): 53–56.

[6]鄭文教, 林鵬.深圳福田白骨壤紅樹林Cu、Pb、Zn、Cd的累積及分布[J].海洋與湖沼, 1996, 27(4): 386–393.

[7]唐以杰, 安東, 方展強, 等.珠海夾洲島無瓣海桑與秋茄群落對重金屬吸附能力的比較研究[J].生態(tài)科學, 2015,34(3): 13–19.

[8]譚長銀, 劉春平, 周學軍.濕地生態(tài)系統(tǒng)對污水中重金屬的修復作用[J].水土保持學報, 2003, 17(4): 67–70.

[9]李霞, 莫創(chuàng)榮, 盧杰.我國紅樹林凈化污水研究進展[J].海洋環(huán)境科學, 2005, 24(4): 77–80.

[10]程皓, 陳桂珠, 葉志鴻, 等.紅樹林重金屬污染生態(tài)學研究進展[J].生態(tài)學報, 2009, 29(7): 3893–3900.

[11]廖寶文, 李玫, 鄭松發(fā), 等.外來種無瓣海桑種內、種間競爭關系研究[J].林業(yè)科學研究, 2003, 16(4): 418–422.

[12]李玫, 廖寶文, 劉金苓, 等.無瓣海桑模擬濕地系統(tǒng)對污水的凈化效應[J].生態(tài)科學, 2008, 27(1): 46–49.

[13]陳桂珠, 陳桂奎, 譚鳳儀, 等.白骨壤模擬濕地系統(tǒng)對污水的凈化效應[J].海洋環(huán)境科學, 2000, 19(4): 23–26.

[14]繆紳裕.模擬條件下排污對秋茄濕地的影響及系統(tǒng)的凈化效應[D].廣州: 中山大學, 1994: 1–3.

[15]馬驊.人工合成污水對桐花樹模擬濕地的影響及濕地凈化效應研究[D].廣州: 中山大學, 1996: 53–59.

[16]王仁恩, 楊文杰, 張鈺, 等.不同紅樹林群落土壤吸附重金屬的研究[J].安徽農業(yè)科學, 2012, 40(4): 2037–2038.

[17]季一諾, 趙志忠, 吳丹.東寨港紅樹林濕地沉積物和秋茄中重金屬的富集特征[J].安全與環(huán)境工程, 2015, 22(2):66–73.

[18]李玫, 廖寶文, 劉金苓, 等.Cd在無瓣海桑模擬濕地系統(tǒng)中的分布遷移及凈化效應[J].海洋環(huán)境科學, 2010,29(2): 201–204.

[19]劉金苓, 章家恩, 廖寶文, 等.無瓣海桑模擬濕地系統(tǒng)中Pb的分布遷移及凈化效應[J].廣州環(huán)境科學, 2012,27(1): 20–24.

[20]陳桂珠, 陳桂葵, 譚鳳儀, 等.白骨壤模擬濕地系統(tǒng)對污水的凈化效應[J].海洋環(huán)境科學, 2000, 19(4): 23–26.

[21]陳桂葵, 陳桂珠.白骨壤模擬濕地系統(tǒng)中Pb的分布、遷移及其凈化效應[J].生態(tài)科學, 2005, 24(1): 28–30.

[22]陳桂葵, 陳桂珠.模擬分析白骨壤濕地系統(tǒng)中Ni的分配循環(huán)及其凈化效果[J].海洋環(huán)境科學, 2005, 24(4):16–19.

[23]陳桂葵, 陳桂珠.鎘在白骨壤模擬濕地系統(tǒng)中的分布、遷移及凈化效應[J].應用生態(tài)學報, 2005, 15(3): 550–554.

[24]陳桂葵, 陳桂珠.鋅在紅樹植物白骨壤–土壤系統(tǒng)中的分布與遷移[J].應用生態(tài)學報, 2007, 18(7): 1505–1509.

Purification effects of simulation wetland system of several kinds of mangrove plants on heavy metals in wastewater

CHEN Simin, TANG Yijie*, LUO Lifen, ZHANG Jingjing, SONG Qianfeng, CHEN Xiaofen, HUANG Huijuan, SUN Tingqi,LIN Xiaochun
School of Biotechnology and Food engineering,Guangdong University of Education,Guangzhou510303,China

Seven kinds of simulation wetland systems were established in the greenhouse.They areSonneratia apetala,Aegiceras corniculatum, Bruguiera gymnorrhiza, Kandelia candel, S.apetala+ B.gymnorrhiza, S.apetala+ K.candel, andS.apetala+A.corniculatum, which were watered regularly and quantitatively with normal artificially formulated water and that of five times or ten times.The results indicated that the purification rate of heavy metals in wastewater was related to the mangrove species of simulated wetland ecosystems and the heavy metal concentrations in wastewater.The results showed that when we poured the normal concentration of wastewater in the seven kinds of simulation wetland systems, the total purification rate of Pb and Mn of theS.apetala+K.candelwetland ecosystem was the highest, the total purification rate of Cu of theA.corniculatumwetland ecosystem was the highest, and the total purification rate of Zn and Cd of theS.apetala+A.corniculatumwetland ecosystem was the highest.The results also showed that when we poured the FW concentration of wastewater in the seven kinds of simulation wetland systems, the total purification rate of Pb of theS.apetala+A.corniculatumwetland ecosystem was the highest, the total purification rate of Cu , Cd of theS.apetala+ K.candelwetland ecosystem was the highest, and the total purification rate of Zn , Mn of theS.apetala+B.gymnorrhizawetland ecosystem was the highest.However, when we poured the TW concentration of wastewater in the seven kinds of simulation wetland systems,the total purification rate of Pb ,Mn of theS.apetala+K.candelwetland ecosystem was the highest, the total purification rate of Cu of theKandelia candelwetland ecosystem was the highest, the total purification rate of Zn of theS.apetala+B.gymnorrhizawetland ecosystem was the highest, and the total purification rate of Cd of theSonneratia apetalawetland ecosystem was the highest.The results also revealed that more than 95% of heavy metal was accumulated in the soil which indicated that the soil subsystem was the main purification body of artificial wetland system.

mangrove plants; simulation wetland system; heavy metals; purification effect

10.14108/j.cnki.1008-8873.2017.05.004

X173

A

1008-8873(2017)05-027-07

陳思敏, 唐以杰, 羅麗芬, 等.幾種紅樹植物模擬濕地系統(tǒng)對污水中重金屬的凈化效應[J].生態(tài)科學, 2017, 36(5): 27-33.

CHEN Simin, TANG Yijie, LUO Lifen, et al.Purification effects of simulation wetland system of several kinds of mangrove plants on heavy metals in wastewater[J].Ecological Science, 2017, 36(5): 27-33.

2016-10-19;

2016-11-22

國家自然科學基金(31570525); 廣東省自然科學基金(2014A030313750); 廣東省科技計劃項目(2015A030302096); 廣東大學生科技創(chuàng)新培育專項資金項目(pdjh2015a0394); 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目(201614278078)資助

陳思敏(1994—), 女, 廣東臺山人, 主要從事紅樹林生態(tài)學研究, E-mail: suky2min@126.com.

*通信作者:唐以杰, 男, 博士, 教授, 主要從事紅樹林生態(tài)學研究, E-mail: tyj@gdei.edu.cn