农村废水农药污染的生态修复技术研究

北极星环保网来源:生态环境学报靳聪聪2018/5/19 21:23:16我要投稿

所属行业: 水处理关键词：污水处理农村污染农药污染

多样性指数(H和D)仅从多样性的角度判断水质，对耐污种与敏感种之间的演替反应不灵敏，可能会限制评价的准确度(孙伟胜等，2015);BI是基于底栖动物耐污值的水质生物评价指数，能较准确地判断水质受污染程度(耿世伟等，2012)，但底栖动物耐污能力可能存在地域差异。本文中，3种指数评价结果具有较好的一致性，均显示水体由修复前的重度污染改善为中度污染，说明沉水植物构建后，水质的修复取得了较好的效果。

2.2沉水植物构建对水质的影响

沉水植物构建前，示范区各水质指标平均质量浓度如下：TN为8.83mg˙L-1，NH4+-N为2.57mg˙L-1，TP为0.68mg˙L-1，CODcr为68.81mg˙L-1，Chl.a为143.34μg˙L-1。根据GB3838—2002地表水环境质量标准，TN、NH4+-N、TP和CODcr指标均为劣Ⅴ类，分别为Ⅴ类标准限值的4.42、1.29、1.70和1.72倍。沉水植物构建后，水质明显改善，TN、NH4+-N、TP、CODcr和Chl.a平均质量浓度分别为2.96、0.27、0.05、21.15mg˙L-1和1.18μg˙L-1，分别下降了66.48%、89.49%、92.65%、69.26%和99.18%，去除效果显著(t分别为-5.263、-13.229、-5.008、-12.331、-14.728，P<0.01)。

这可能是水生植物对水体营养盐、有机物的吸收、吸附及其附着微生物群落对污染物的降解转化等综合作用的结果(李丽等，2011)。相关性分析结果表明，沉水植物构建后，NH4+-N、TP、CODcr和Chl.a的质量浓度变化(图3)与沉水植物生物量变化(图1)呈显著负相关(r分别为-0.881、-0.875、-0.958、-0.983，P<0.01)，表明沉水植物的存在可以有效降低水体中NH4+-N、TP和CODcr的质量浓度，并且对浮游藻类的生长具有明显抑制作用。

整体来看，生态系统构建初期(2015年9月—2016年2月)，示范区水质改善效果显著，除TN指标外，NH4+-N、TP和CODcr均由构建前的劣Ⅴ类提高到Ⅲ~Ⅳ标准。示范区经过半年的修复，水体清澈透明，沉水植物密布于水底，形成了“水下草坪”的美景。

2.3水体中7种农药质量浓度及生态风险变化如表3所示，示范区构建前，水体中马拉硫磷、乐果、毒死蜱、氰戊菊酯、腐霉利、甲拌磷、乙草胺的平均质量浓度分别为2.16、2.52、2.00、0.26、0.33、9.71、5.16μg˙L-1;示范区构建后，氰戊菊酯和腐霉利的质量浓度均低于检出限(31ng˙L-1;44ng˙L-1)，其他5种农药的平均质量浓度依次为1.07、1.19、0.19、1.95、0.30μg˙L-1，均呈显著下降趋势(t分别为-28.495、-5.884、-18.512、-34.918、-68.069，P<0.05)。

本研究中，乐果和马拉硫磷的平均去除率只有50%左右，其他5种农药的平均去除率均高于75%，可能是由于乐果和马拉硫磷辛醇-水分配系数(Kow)较低、光解半衰期较长所导致。Matamorosetal.(2012)研究了生态塘对新兴有机污染物的去除效果，指出由于生态塘水体受阳光直射的影响，易光解的化合物在水塘中的去除率相对较高，因此农药自身的理化性质也会影响其去除效果。植物对水体中农药的去除是综合作用的结果。

Hinmanetal.(1992)发现黑藻可以快速吸收水体中的阿特拉津等农药，表明植物体可以直接吸收水体中农药。王庆海等(2010)的研究指出，植物的存在提高了毒死蜱在水体中的降解速率常数，缩短了毒死蜱的半衰期，这是植物和微生物共同的作用。

Roseetal.(2008)指出，在池塘水体系统中，水生植物的存在可以促进农药的沉降，并减少其水解。综上所述，植物可通过直接吸收和间接作用，包括促进微生物的降解、促进沉降和减少水解等过程，提高对农药的去除速率，减轻水体中农药污染的程度。

沉水植物构建前，7种农药的RQ值依次为5.68、1.40、6.90、13.68、0.13、242.75、1.78，除腐霉利为中等风险外，其他6种农药均属于高风险，污染状况较严重。沉水植物构建后，马拉硫磷、乐果、毒死蜱、甲拌磷和乙草胺的RQ值分别为2.82、0.66、0.66、45.75、0.1，氰戊菊酯的RQ值小于1.63，腐霉利的RQ值小于0.02，均呈明显下降趋势。其中腐霉利降为低风险;乐果、毒死蜱和乙草胺的RQ值均低于1.0，降为中等风险;虽然甲拌磷的去除率高达79.92%，但其对水生生物的毒性较大，RQ值仍很高，因此属于高风险;此外，马拉硫磷仍为高风险。