氮存在形态对沉水植物氮去除效果的影响

杨崎峰，陈国宁，陆立海，覃思跃，李文文，陈永利，刘 熹，廖可硕，石子亮

(广西博世科环保科技股份有限公司，广西 南宁 530000)

1 引言

沉水植物是指植株全部浸没于水中的营固着生活的大型水生植物。沉水植物具有较大的N:C(0.15～0.25)比值，是巨大的氮的储存库[20]。除了吸收作用外，沉水植物还可以促进其周边区域的硝化、反硝化微生物的生长，从而促进氮的去除。有植物处理的微生物数量显著大于无植物处理[21,22]。另外，沉水植物还可以向水体中释放氧气，在其周边形成厌氧-缺氧-好氧的微小区域，有利于硝化反硝化作用的进行[23,24]。总之，沉水植物可以通过吸收、促进微生物的繁殖代谢、改变周边氧环境来净化水中氮。因此，研究沉水植物对水体氮的净化具有重要作用。

本研究以最常用、净化效果较好的苦草、黑藻为供试作物，以NaNO3、(NH4)2SO4配制而成的不同氮形态及其不同比例的溶液为模拟废水进行室内试验，探究沉水植物对不同氮源组成废水中氮的净化效果及机理，为沉水植物氮修复提供理论依据。

2 材料与方法

试验容器为0.75 m×0.55 m×0.5 m的普通玻璃缸；以红/蓝比为7∶3的植物补光灯为光源，光照强度为7800 Lux，光暗周期比为9L∶15D，平均气温为25 ℃；供试作物为苦草和黑藻。

2.1 植物预培养

取腐殖质含量较低的陆地土剔除各种杂质，磨碎过筛备用。在玻璃缸的底部平铺厚度为5 cm的土壤，将用蒸馏水清洗过、滴干流动水的沉水植物均匀的种入，种植密度为400 g/m2，预培养15 d，直至植物长出新的根系。

2.2 试验方法

表1 试验处理

2.3 水样测定方法及数据处理

日平均净化量(mg/(L·d))=去除量(mg/L)/天数(d)。

3 结果与分析

3.1 裸泥处理氮形态的变化

图1 裸泥处理氮形态的变化

3.2 沉水植物对的净化能力

溶液中TN浓度随时间的延长而逐渐下降，但净化量不大。苦草系统和黑藻系统的溶液TN浓度分别较开始时下降了3.28 mg/L和4.91 mg/L，净化率分别为28.50%和42.66%，日平均净化量为0.30和0.45 mg·L-1·d-1。

3.3 沉水植物对的净化能力

3.4 不同浓度比(K值)对沉水植物净化氮能力的影响

图2 以为N源时沉水植物净化能力

图3 以对为N源时沉水植物净化能力

3.4.3 不同K值对沉水植物净化TN能力的影响

由图6可知，不同K值条件下，两试验组中TN浓度随时间的延长而下降。由图6(a)所示，当K=2.5和K=4.5时，苦草系统对TN的净化率分别为24.17%和25.57%，日平均净化量分别为0.30 mg/(L/d)和0.34 mg/(L/d)；当K=3.5时，TN的净化效果显著高于K2.5和K4.5，净化率和日平均净化量分别38.23%和0.53 mg/(L/d)。由此可知，当K=3.5时，较有利于苦草对TN的净化。

由图6(b)所示，黑藻试验，TN日平均净化量大小依次为K2.5>K2.0>K1.5，分别为0.50 mg/(L/d)、0.41 mg/(L/d)、0.36、0.21 mg/(L/d)，由此可知，当K=2.5时，更有利于黑藻对TN的净化作用。当K=2.5时，对比黑藻和苦草试验组对TN的净化效果，可见黑藻对TN的净化能力较强。说明在相同的处理下，黑藻系统对TN的净化能力均较苦草要高。

图4 不同K值对沉水植物净化能力的影响

图5 不同K值对沉水植物净化能力的影响

图6 不同K值对沉水植物净化TN能力的影响

4 讨论

5 结论

与苦草相比，黑藻对各形态氮具有更好的净化效果。这是因为黑藻对各形态氮具有更强的吸收能力，对水体也具有更好的增效作用。