复合垂直潜流湿地对重金属去除效果(2)
我国是一个农业大国，同时也是水产品的消耗大国，每年在农业渔业生产中投入的水资源以及肥料和药物不计其数，在生产农产品的同时也加剧了水环境的恶化，受到污染的水源经过不当处理后排入自然，之后又从自然取水从事生产，造成了农产品的重金属含量累积，危害到消费者的健康。人工湿地的合理构建，能够对用水和排水进行高效处理，节约成本，保护环境，具有重大经济、环境效益。我国对人工湿地开展时间较国外晚，1990年在深圳建起第一个人工湿地污水处理系统，且目前人工湿地多用于工业和城市的污水处理，在农业生产中的运用并不多[6]，开展人工湿地对农业生产用水和排水的处理的研究，有助于发挥人工湿地的经济价值，降低生产成本，保护环境，保证农产品品质[10]，对于我国农业发展具有重大意义。
1 材料与方法
1．1 试验材料
1．1．1 试验湿地概况
试验选址在中国水产科学研究院淡水渔业研究中心无锡大浦实验基地，人工湿地系统由进水口、人工湿地、出水口组成，人工湿地由下行垂直潜流湿地和上行垂直潜流湿地组成。选用的水生植物为再力花、梭鱼草、吹冰蓼。基质自下而上依次铺设8-10cm大鹅卵石、4-6cm小鹅卵石和2-4cm生物陶粒。实验用水从太湖支流引入。
图1人工湿地系统示意图
1．1．2 样品采集及检测
人工湿地运行周期为3个月，湿地运行稳定后，每隔十天，采集进出水口水样及再力花、梭鱼草、吹冰蓼的根系及基质，水样、基质、根系各采集三组平行样品，同时在采样周期开始和结束时各采集一次三种植物的整株样品。获得的样品经过预处理后送往青岛诺安实力可商品检验公司进行样品检测。
1．1．3 试验器材
采样瓶，采样袋，水质测量仪
1．2 试验方法
1．2．1 基质对各种重金属离子去除效果
根据采样点采集人工湿地植物根系附近的基质，洗净基质表面的大颗粒杂质，风干并装袋保存，通过公司US EPA3052 1996 + US EPA 6020A 2007方法检测铬、铅含量，通过US EPA3051A 2007 + US EPA 6020A 2007方法检测铜、砷、镉、汞含量，实验结果以均值表示。采用Microsoft Excel 2016进行数据分析绘图，比较单一重金属元素在同一时间的不同基质中的含量，以得出不同植物根系附近的基质对重金属的富集效果。
1．2．2 不同植物根系对各种重金属离子的去除效率
采集人工湿地中再力花、梭鱼草、吹冰蓼的根系各三个样本，用清水清洗干净并装袋保存，通过诺安实力可商品检验公司的US EPA3052 1996 + US EPA 6020A 2007方法检测铬、铅的含量，通过US EPA3051A 2007 + US EPA 6020A 2007方法检测铜、砷、镉、汞含量；在第一次和最后一次采样中，额外采集三种植物的完整植株各三个样品，用塑料袋保存。植株样品中的铬、铜元素含量采用公司的In House Method SA/SOP/METH/446 V2.6方法检测，砷、镉、汞、铅的含量采用SN/T 0448-2011 SA/SOP/METH/446 V2.6方法检测，实验结果以均值表示。数据采用Microsoft Excel 2016进行分析绘图，比较在同一时间的情况下，单一类重金属元素在不同种类植物根系间的富集情况。
1．2．3 人工湿地系统对水中重金属离子去除效果
用采样瓶在人工湿采集水样，通过GB/T 5750.6-2006方法检测水样中的铜、砷、镉、汞、铅、吹冰价铬的含量，实验结果以均值表示。记录的数据采用Microsoft Excel 2016进行绘图，比较经过人工湿地处理后的污水与处理前的污水的重金属含量。
2 结果与分析
2．1 不同基质中重金属含量
表1所示为不同根系周围基质中重金属富集含量