不同水生植物对养猪场废水中氮磷去除效果

胡军有

摘 要：本研究探讨了马蹄莲、凤眼莲、睡莲三种水生植物对猪场废水中氮磷的去除效果。结果表明，马蹄莲、凤眼莲、睡莲这三种水生植物都能够较好地吸收猪场废水种的氨氮（NH4+-N）、总氮（TN）、总磷（TP）去除率分别为 92.48%～95.38%、86.48%～95.24%和 49.54%～67.48%。三种水生植物中，马蹄莲和凤眼莲对猪场废水中的NH4+-N 的去除具有较好的效果，睡莲和凤眼莲对猪场废水中的 TN 的去除具有较好的效果，凤眼莲对猪场废水中的 TP 去除的效果最好。三种水生植物吸收作用对猪场废水中 TN 的去除贡献率为 20.43%～55.74%，对 TP 的去除贡献率为 49.54%～67.48%。因此， 可以利用水生植物去除猪场废水中的氮磷，达到净化水体的效果。

关键词：猪场废水;氮磷;水生植物;去除

一、养猪场废水现状

随着城市的现代化发展以及人民生活水平的提高，我国人民对畜禽产品的消费也与日俱增。畜禽养殖业是我国农业污染中最主要的污染排放源，实现畜禽养殖业发展与环境保护的双赢目标，成为摆在各级政府面前的重大课题[1～2]。养猪场较多分布在城市郊区或城乡结合地区，由于环保意识的淡薄，绝大多数养猪场未设置相应污染处理配套设施，养猪场产生的大量粪便和废水往往不加处理就地排放，对周围环境造成很严重的污染，严重制约养猪业的可持续发展。近年我国陆续出台了一系列防治政策。

二、猪场废水中氮磷的危害及处理方法

1.猪场废水的来源及主要特征

我国是生猪养殖大国，截至 2016 年生猪年饲养总量（出栏+存栏）近 12 亿头。养猪场污水主要来自猪粪便、猪尿及猪圈冲洗水，污水有机污染物、悬浮物、NH4+-N 含量高等特点，是一种高浓度的有机污水，若处理得不恰当会对水体造成严重的环境影响。

2.猪场废水中氮磷的现状及危害

近年养猪产业的经营方式已转变成集约化，但是大量的养猪产业所带来的一系列环境问题也更加严重。相关资料分析，一个万头猪场（按中猪计）每年至少向猪场周围排放 3 万吨的粪尿，由于猪对饲料中氮和磷的吸收率很低，猪将大约 53.1%的食入氮和的 79.8%食入磷排出体外，全年大约 100-160 吨氮和 20-33 吨磷随粪尿排放到周围环境中。若排放的氮磷在土壤中累积，超过其单位面积生态环境再循环需求，就会造成严重的土壤污染。同时由于长期以来，我国在畜禽粪污处理设施方面的基础薄弱， 使得大量的猪场养殖废水直接排入河流中，使水体富营养化。

三、材料与方法

1.供试材料

供试品种：实验所用的 3  种水生植物凤眼莲（Eichhornia  crassipes）、马蹄莲

（Zantedeschia aethiopica）、睡莲（Nymphaea tetragona）均取自湖南汝城郊区的水塘。选取经过自来水驯养后已适应水环境、长势良好且大小相近的植株进行实验。

供试污水：试验开始前将猪场废水用 170 目筛滤去猪场废水中的杂质及其大颗粒悬浮物后，用于培养水生植物。供试养猪废水水质如下：TN527mg/L，NH4+-N 511mg/L，TP36.4mg/L。

2.试验方法

采用 12 个直径 35 cm、高 40 cm 的桶，桶底均置厚度為 10 cm 的砾石，各加入实验用水 20 L。每桶种养一种水生植物，分别为凤眼莲、马蹄莲、睡莲;并设不种植任何植物的空白对照。每个处理设 3 个重复。实验期间通过加自来水来补充蒸发、蒸腾和采样所耗的水分，以保持箱中水位。实验开始后每隔 5d 取一次水样分别测中的TN、NH4+-N、TP。

3.数据分析

数据结果用平均值标准差（ Mean ± SD） 表示，相关试验数据采用 SPSS13.0 的单因子变异分析（ ANOVA），参数之间平均值的比较使用最小显著差异法（ LSD） 进行检验。表格中同列字母不同者有显著差异（ P<0.05）。

四、结果与分析

1.不同水生植物对猪场废水中 NH4+-N 的去除效果

NH4+-N 浓度随着时间的变化而变化的曲线。睡莲、凤眼莲、马蹄莲对猪场废水中的 NH4+-N 具有较好的去除效果，在试验的第 5 天各处理水体中NH4+-N 的浓度都有显著的降低，由初始的 511mg/L 降低至 23.6～74.5mg/L，而且三种水生植物处理的养猪废水中的 NH4+-N 的浓度与空白对照差异显著（P<0.05）;但是在5～30d 此三种水生植物处理的养猪废水中的 NH4+-N 的浓度的降低相对来说不太明显， 而且具有一定的波动性。由此可见，睡莲、凤眼莲、马蹄莲都能够有效的处理猪场废水中的 NH4+-N，去除率（见表 1）在 92.48%～95.38%之间，均高于空白组的 85.42%， 并且差异达到显著水平（P<0.05）。三种水生植物对猪场废水中 NH4+-N 的去除效果的顺序为：马蹄莲>凤眼莲>睡莲>空白。由此可得，种植马蹄莲和凤眼莲对猪场废水中的NH4+-N 的去除具有较好的效果，即马蹄莲和凤眼莲对 NH4+-N 的去除能力是比较强的。

2.不同水生植物对猪场废水中 TN 的去除效果

TN 浓度随着时间的变化而变化的曲线。睡莲、凤眼莲、马蹄莲对猪场废水中的 TN 具有较好的去除效果，在试验的第 5 天各处理水体中 TN 的浓度都有显著的降低，由初始的 511mg/L 降低至 23.6～74.5mg/L，而且三种水生植物处理的养猪废水中的 TN 的浓度与空白对照差异显著（P<0.05）;但是在 5～30d 此三种水生植物处理的养猪废水中的 NH4+-N 的浓度的降低相对来说不太明显，而且具有一定的波动性。

五、结语

1.三种水生植物对猪场废水中 NH4+-N、TN、TP 的去除效率（已经减去对照组水样的数值）分别为 7.06%～9.96%、5.73%～8.76%和 27.84%～34.21%。三种水生植物中， 马蹄莲和凤眼莲对猪场废水中的 NH4+-N 的去除具有较好的效果，睡莲和凤眼莲对猪场废水中的 TN 的去除具有较好的效果，凤眼莲对猪场废水中的 TP 的去除具有较好的效果。

2.三种水生植物吸收作用对猪场废水中 TN 的去除贡献率为 20.43%～55.74%， 对 TP 的去除贡献率为 49.54%～67.48%。

参考文献：

[1]王方浩，马文奇， 窦争霞等. 中国畜禽粪便产生量估算及环境效应[J]. 中国环境科学， 2006（05）：614-617.

[2]杨林章，冯彦房，施卫明等. 我国农业面源污染治理技术研究进展[J].中国生态农业学报，2013，21（01）：96-101.