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高盐废水人工湿地处理中耐盐植物的筛选

天津塘沽地处华北平原东部，是我国制盐、制碱、造船和海洋石油开发的重要基地。但塘沽因土壤含盐量高，水资源不足，降水偏少，地下水矿化度高难以利用，而成为资源型缺水地区。水资源短缺与利用的矛盾，严重制约着本地经济、社会及农业的快速发展。因此，如何用低成本的方式，降低废水中的盐分，使废水资源化，成为亟待解决的问题。

人工湿地具有氮磷污染物去除能力强、耐污染冲击负荷和运转维护管理方便等优势，已被应用于各种高含盐量废水的深度处理。前人研究结果表明，人工湿地对沿海高盐度地区(含盐量为4000～8000mg·L-1)的微咸水中总氮和总磷的最高去除率分别可达50%和37%;对城市污水处理厂处理后含盐量较高(含盐量为5000～7000mg·L-1)的再生水中有机污染物去除率约为30%;对含盐量较高的水产养殖废水中氮、磷也有很好的去除效果。人工湿地处理系统综合了物理、化学、生物3种作用，能够去除污水或废水中的有机物、氮、磷和重金属等，采用此方法实现污水的再生回用不仅适合国情，同时也适合塘沽区情。针对塘沽本地污水中含盐量较高的特点，人工湿地中耐盐植物的筛选显得尤为重要。

本研究构建了高盐度进水条件下人工湿地的实验装置，比较了不同耐盐植物对氯离子的去除效果，并研究植物对盐分的去除率达到最大时的生态系统条件，筛选出耐盐范围较高的植物，为利用人工湿地处理高盐废水提供了科学依据。

1材料与方法

1.1人工湿地实验耐盐植物的筛选

所选植物是通过野外调查和室内实验相结合的办法筛选出的，最终选定为6种植物：芦苇、黄花鸢尾、大米草、盐角草、盐地碱蓬和碱蒿。

1.1.1耐盐植物的耐盐性调查

在天津滨海新区塘沽及周边地区，采取野外调查与资料查阅相结合的办法，对本区的株高在1m以下的野生耐盐植物的耐盐程度进行了调查，共调查盐碱植物23种、隶属17科。

1.1.2植物的耐盐性室内实验

结合野外调查结果，初步选定塘沽本地耐盐较高的6种植物和人工湿地常用5种植物作为实验植物，按水生植物和陆生植物分类分别设计实验，测定其耐盐范围。水生植物包括芦苇、香蒲、水葱、水葫芦、黄花鸢尾、美人蕉和大米草，经去土、洗净根后置于高为25cm、直径为20cm的烧杯内进行培养。人工基材采用约2cm厚度的泡沫板，并在板上打孔，以固定植物。每个烧杯种植1棵植物，每种植物各重复3次。陆生植物包括盐角草、枸杞、盐地碱蓬、碱蒿，种在高为20cm、直径为70cm的塑料大盆中，采用花园土作为栽培基质。植物上盆后，盆中盛有相同体积的污水，并要求水面高度接近盆弦，水量7L。同时设置未种植物的空白对照。每盆栽植植物的初始数量与其原生条件下单位面积内植物数量相同。实验室温度控制在20~25℃，进行20d的驯养，观察植物在盐度为0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%情况下的生长变化情况。

1.2实验废水

实验水样取自北排河，污水的水质如表1所示。

1.3人工湿地实验装置

实验装置长为800mm，宽为600mm，高为700mm，板厚为100mm，由聚乙烯板构建，容器外侧由角钢焊接加固。进水管设在宽度方向中心一侧，并设置1个，进水管距离池顶300mm。出水管设在宽度方向中心另一侧，并设置3个，其中最顶端的出水管距离底端400mm，3个出水管间距200mm。取样管设置在容器池底中心位置，垂直方向上布置3支取样管，3个取样管间距200mm，均匀分布在容器的中间位置。实验装置如图1所示。

本实验所用材料主要包括植物、实验废水和基质。所需基质采用2种：沸石和鹅卵石，二者孔隙度分别为55.0%和50.4%，其粒径均分别为1~8mm和1~10cm。其中，沸石是沸石族矿物的总称，由硅氧和铝氧四面体组成，是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，沸石按矿物特征可分为片状、架状、纤维状及沫粉类4种;按孔道体系特征沸石分为一维、二维和三维体系。而鹅卵石的主要化学成分是二氧化硅，其次是少量氧化铁和微量的锰、铜、铝、镁等元素及化合物。

1.4人工湿地的运行与测试方法

进水水源为采集的北排河水，每周采水1次，并采用连续运行方式向实验装置内进水，进水依靠重力作用缓缓流入，停留时间为7d。每种植物的栽植数量与其原生条件下单位面积内植物数量相同，每种植物各重复3次，同时设置未种植物的空白对照。实验过程中，湿地水样取样频率为每日1次，氯离子测量方法采用硝酸银滴定法。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。

氯离子去除率=3次重复试验的去除率平均值-对照试验去除率。

2结果与分析

对天津塘沽及周边地区，共调查