污泥(ni)干化(hua)蘆葦床是20世紀80年代起源于歐洲的(de)種新型處理處置污水(shui)剩余污泥(ni)的(de)技術(shu)。其本質是利用綠(lv)色植物來轉移、容納或轉化(hua)污泥(ni)中和水(shui)體(ti)中的(de)污染(ran)物使其度環境以及人類無害。污泥(ni)干化(hua)蘆葦床技術(shu)具有投資和維護的(de)成本低，操作(zuo)簡(jian)單，可通過(guo)(guo)收割植物避(bi)免二(er)次污染(ran)，處理過(guo)(guo)程可與城(cheng)市景觀(guan)結合增加城(cheng)市綠(lv)化(hua)等優點[1-4]。

1重金屬的(de)變化(hua)特征

不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)城市(shi)剩(sheng)余(yu)污(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)種(zhong)類(lei)(lei)以及(ji)含(han)量(liang)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)，重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)在污(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)存在形態主(zhu)要有可交換的(de)(de)(de)(de)例(li)子態，碳酸(suan)鹽結合態，鐵錳(meng)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)結合態等，因其(qi)污(wu)水(shui)來源、處理工藝(yi)和元素本(ben)身影響(xiang)而不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)。植物(wu)(wu)(wu)(wu)修復(fu)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)途徑主(zhu)要有植物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)轉(zhuan)運，植物(wu)(wu)(wu)(wu)揮(hui)(hui)發(fa)(fa)(fa)和根系(xi)(xi)過(guo)濾(lv)作(zuo)用(yong)。植物(wu)(wu)(wu)(wu)吸(xi)(xi)收(shou)是指植物(wu)(wu)(wu)(wu)根系(xi)(xi)吸(xi)(xi)收(shou)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)作(zuo)為自身物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)進(jin)入植物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)內(nei)，我們可通過(guo)收(shou)割植物(wu)(wu)(wu)(wu)達(da)到回(hui)收(shou)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)目的(de)(de)(de)(de)，減少(shao)污(wu)泥(ni)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)濃度(du)。植物(wu)(wu)(wu)(wu)揮(hui)(hui)發(fa)(fa)(fa)則是由于植物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)能使(shi)得(de)某(mou)些(xie)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)轉(zhuan)化(hua)為揮(hui)(hui)發(fa)(fa)(fa)態，揮(hui)(hui)發(fa)(fa)(fa)出污(wu)泥(ni)表面。植物(wu)(wu)(wu)(wu)根系(xi)(xi)可分(fen)(fen)(fen)泌一些(xie)特殊物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)使(shi)得(de)污(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)產生分(fen)(fen)(fen)解(jie)或螯(ao)合作(zuo)用(yong)轉(zhuan)化(hua)為相(xiang)對無害(hai)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)從而減少(shao)對環境以及(ji)人類(lei)(lei)身心健康(kang)的(de)(de)(de)(de)危害(hai)。經(jing)研究發(fa)(fa)(fa)現(xian)，人工濕地中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)蘆葦植株(zhu)(zhu)在經(jing)過(guo)一段時間的(de)(de)(de)(de)生長(chang)后植物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)內(nei)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)含(han)量(liang)有所增加，但仍(reng)低(di)于污(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)含(han)量(liang)。重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)種(zhong)類(lei)(lei)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)，植株(zhu)(zhu)出現(xian)選(xuan)擇性吸(xi)(xi)收(shou)現(xian)象，各(ge)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)吸(xi)(xi)收(shou)量(liang)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)，同(tong)(tong)一種(zhong)類(lei)(lei)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)在植株(zhu)(zhu)內(nei)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)布不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)。重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)種(zhong)類(lei)(lei)和特性、污(wu)泥(ni)的(de)(de)(de)(de)PH值會影響(xiang)去(qu)除(chu)率(lv)，例(li)如酸(suan)性可以促進(jin)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)溶解(jie)和植物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)，達(da)到更好的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)效果。植物(wu)(wu)(wu)(wu)根系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)微生物(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)類(lei)(lei)和數量(liang)以及(ji)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)與其(qi)它(ta)重(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)相(xiang)互作(zuo)用(yong)從而影響(xiang)去(qu)除(chu)效果。

2污泥中腐殖質的變化特征

污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)主要是(shi)以(yi)氨(an)(an)氮(dan)和(he)有(you)機氮(dan)形式存在的(de)(de)(de)(de)。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)中(zhong)(zhong)含(han)有(you)的(de)(de)(de)(de)大量微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)為有(you)機氮(dan)的(de)(de)(de)(de)主要來(lai)源，無機氮(dan)主要是(shi)以(yi)氨(an)(an)態(tai)氮(dan)和(he)硝態(tai)氮(dan)組(zu)成。經研(yan)究(jiu)發現(xian)(xian)，不同(tong)形態(tai)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)素(su)空間變化不同(tong)，不同(tong)深(shen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)不同(tong)。在泥(ni)(ni)(ni)(ni)沙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)上(shang)(shang)部(bu)，氨(an)(an)態(tai)氮(dan)明顯高于(yu)(yu)(yu)硝態(tai)氮(dan)，而(er)隨(sui)著污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)深(shen)度(du)(du)加深(shen)，氨(an)(an)態(tai)氮(dan)濃(nong)度(du)(du)呈(cheng)下(xia)降趨(qu)勢，硝態(tai)氮(dan)呈(cheng)上(shang)(shang)升(sheng)趨(qu)勢。直至根(gen)系層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，氨(an)(an)態(tai)氮(dan)濃(nong)度(du)(du)開(kai)始緩慢上(shang)(shang)升(sheng)，而(er)硝態(tai)氮(dan)呈(cheng)下(xia)降趨(qu)勢，且其下(xia)降率(lv)高于(yu)(yu)(yu)氨(an)(an)態(tai)氮(dan)上(shang)(shang)升(sheng)率(lv)，這是(shi)由(you)于(yu)(yu)(yu)在根(gen)系層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)由(you)于(yu)(yu)(yu)蘆(lu)葦根(gen)系的(de)(de)(de)(de)放養作(zuo)用使(shi)得硝化細菌能(neng)大量生(sheng)(sheng)長，為硝化作(zuo)用提供必需的(de)(de)(de)(de)氧環境。而(er)亞(ya)硝態(tai)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)較(jiao)低(di)，呈(cheng)現(xian)(xian)先升(sheng)高后下(xia)降趨(qu)勢。對比上(shang)(shang)、中(zhong)(zhong)、下(xia)三層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)總氮(dan)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)果可發現(xian)(xian)上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)總氮(dan)去(qu)除(chu)率(lv)略(lve)高于(yu)(yu)(yu)中(zhong)(zhong)、下(xia)兩層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。這是(shi)由(you)于(yu)(yu)(yu)蘆(lu)葦植(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)根(gen)系屬向上(shang)(shang)生(sheng)(sheng)長，可以(yi)吸收(shou)上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)素(su)作(zuo)為營養物(wu)(wu)(wu)質供自身生(sheng)(sheng)長。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)干化蘆(lu)葦床中(zhong)(zhong)總氮(dan)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)率(lv)能(neng)達到(dao)65%左右。由(you)此，可以(yi)歸結出剩余污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)中(zhong)(zhong)氮(dan)素(su)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)主要是(shi)由(you)于(yu)(yu)(yu)硝化作(zuo)用和(he)反硝化作(zuo)用以(yi)及植(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)吸收(shou)轉化功能(neng)。

經(jing)查(cha)閱大量(liang)(liang)文獻(xian)可知，目前關于利(li)用植物(wu)(wu)修復(fu)技術降解(jie)污(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)(zhong)磷(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)得道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)因人而異(yi)，甚(shen)至出現不(bu)降反增的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象(xiang)。此次(ci)研究發(fa)現總磷(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除率(lv)為(wei)12%，效果(guo)(guo)不(bu)是(shi)很明顯。植物(wu)(wu)修付系(xi)統中(zhong)(zhong)(zhong)磷(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除機理(li)主(zhu)要有(you)吸附沉淀(dian)以及植物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸收轉化(hua)(hua)，而不(bu)同研究者產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)差(cha)異(yi)結(jie)果(guo)(guo)則與各(ge)區域氣候條件、污(wu)(wu)泥(ni)特(te)性(xing)等因素相(xiang)關。腐(fu)(fu)殖(zhi)質(zhi)是(shi)指已死的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體在土(tu)壤(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)經(jing)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)分(fen)(fen)解(jie)而形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機物(wu)(wu)質(zhi)，其主(zhu)要組(zu)成(cheng)(cheng)元(yuan)素有(you)碳(tan)、氫、氧、氮、磷(lin)等，是(shi)土(tu)壤(rang)養(yang)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要來(lai)源(yuan)，而且對土(tu)壤(rang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)、化(hua)(hua)學、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學性(xing)質(zhi)都有(you)重要影響，是(shi)土(tu)壤(rang)肥力指標之一。腐(fu)(fu)殖(zhi)質(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)胡敏酸和富里酸質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比值稱為(wei)污(wu)(wu)泥(ni)腐(fu)(fu)殖(zhi)化(hua)(hua)指數(shu)，可以衡量(liang)(liang)腐(fu)(fu)殖(zhi)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)品質(zhi)優劣。污(wu)(wu)泥(ni)干化(hua)(hua)蘆(lu)葦床系(xi)統中(zhong)(zhong)(zhong)污(wu)(wu)泥(ni)腐(fu)(fu)殖(zhi)化(hua)(hua)指數(shu)能達(da)到0.912相(xiang)比初(chu)進泥(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)0.085提升(sheng)速率(lv)較大，說明在蘆(lu)葦干化(hua)(hua)床系(xi)統中(zhong)(zhong)(zhong)污(wu)(wu)泥(ni)逐(zhu)步趨于穩(wen)定化(hua)(hua)，無害化(hua)(hua)。

3結論

污(wu)(wu)泥(ni)(ni)干(gan)化蘆葦(wei)床中(zhong)植(zhi)株(zhu)對重金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)吸(xi)收量明(ming)(ming)顯低于污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)重金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)量，去除效果有(you)待(dai)提高。下一步可積(ji)極探索(suo)添(tian)加化學調制劑或者(zhe)利用污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)微(wei)生物的(de)(de)(de)(de)行(xing)進修復。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)總(zong)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)去除率達到65%，磷的(de)(de)(de)(de)去除率達到12%，雖然(ran)氮(dan)磷含量的(de)(de)(de)(de)減少預示著污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)營養(yang)物質的(de)(de)(de)(de)缺(que)失，但(dan)是(shi)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)腐殖化指數缺(que)明(ming)(ming)顯增(zeng)高說明(ming)(ming)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)在蘆葦(wei)干(gan)化床系統中(zhong)逐漸穩定，但(dan)仍含有(you)豐富的(de)(de)(de)(de)營養(yang)物質，是(shi)良好的(de)(de)(de)(de)肥料。

污泥(ni)中的(de)重(zhong)金(jin)屬會隨著實(shi)物鏈累積進入人(ren)體，若(ruo)不引起重(zhong)視，是威脅人(ren)類健康的(de)一大(da)隱患。我們應該積極探索污泥(ni)穩(wen)定化過程(cheng)中各個有(you)害物質的(de)去除(chu)機制(zhi)，篩選生長(chang)速度較(jiao)快、具有(you)超富集能力的(de)植株，尋找新型(xing)的(de)復(fu)合型(xing)修(xiu)復(fu)技術。

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