Page 53 - 《广西植物》2024年第5期

５ 期 王倩云等: 不同含铬废水对薏苡人工湿地残根分解及铬化学形态的影响 ８ ４ １

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅｓꎬ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｓｅｗａｇｅ ａｎｄ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎꎬ ｏｎ ｒｅｓｉｄｕｅ
ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｆｏｒｍｓ ｉｎ Ｃｒ (Ⅵ) ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓꎬ ａ
ｍｉｃｒｏ Ｃｏｉｘ ｌａｃｒｙｍａ￣ｊｏｂｉ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｔｏ ｔｒｅａｔ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ [ｕｓｉｎｇ ｄｏｍｅｓｔｉｃ
￣１
ｓｅｗａｇｅ (ＤＷＳ) ａｎｄ １/ ２ Ｈｏａｇｌａｎｄ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ (ＨＮＳ) ａｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ０ꎬ ２０ꎬ ４０ ｍｇ Ｌ Ｃｒ
(Ⅵ)ꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ]. Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｂｕｒｉｅｄ ｒｏｏｔ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄꎬ ｔｈｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｒｏｏｔｓ ａｎｄ
ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｆｏｒｍｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ : (１) Ｕｎｄｅｒ ２０ ａｎｄ ４０
￣１
ｍｇ Ｌ Ｃｒ (Ⅵ) ｓｔｒｅｓｓꎬ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｃ. ｌａｃｒｙｍａ￣ｊｏｂｉ ｗａｓ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ. Ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｓｔｅｍ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ＨＮＳ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ＤＷＳ ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ ｂｕｔ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｓｔｅｍ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ＨＮＳ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ
ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ ｂｙ Ｃｒ (Ⅵ) ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ＤＷＳ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ. (２) Ｔｈｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ Ｃ. ｌａｃｒｙｍａ￣ｊｏｂｉ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｒｏｏｔｓ
ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ Ｃｒ (Ⅵ) ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ＨＮＳ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ
ｏｆ ＤＷＳ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ. Ａｆｔｅｒ ６０ ｄ ｏｆ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎꎬ ｕｎｄｅｒ ＤＷＳ ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｒｏｏｔ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ２０ ａｎｄ ４０
￣１
ｍｇ Ｌ Ｃｒ (Ⅵ) ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １１.７０％ ａｎｄ ８.０９％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ａｔ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｒｏｏｔ
ｂｕｒｉａｌꎬ ｗｈｉｌｅ ｕｎｄｅｒ ＨＮＳ ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｒｏｏｔ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １５. ８０％ ａｎｄ １８. ４２％
￣１
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｔｈｅ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｉｎ Ｃ. ｌａｃｒｙｍａ￣ｊｏｂｉ ｒｏｏｔ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ａｔ ２０ ａｎｄ ４０ ｍｇ Ｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｒｏｏｔ ｂｕｒｉａｌ ｔｉｍｅꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｅｔｈａｎｏｌ￣ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ａｎｄ ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ
ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｉｎｃｒｅａｓｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ ｂｏｕｎｄ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ. (３) Ｉｎ ｔｈｅ
ｅａｒｌｙ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎꎬ ｔｈｅ ＣＯＤꎬ ＴＮꎬ ＮＨ ￣Ｎꎬ ａｎｄ ｔｏｔａｌ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｅｆｆｌｕｅｎｔｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ
４
ＨＮＳ ａｎｄ ＤＷＳ ｉｎｃｒｅａｓｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ. Ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｃｈａｎｇｅ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
ｐｒｏｃｅｓｓ. ＨＮＳ ｔｒｅａｔｅｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓ ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｎ ｒｅｍｏｖｉｎｇ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｆｒｏｍ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ. Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ａｆｔｅｒ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄｓꎬ ｒｏｏｔ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃａｎ ｑｕｉｃｋｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ
ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｅｆｆｌｕｅｎｔꎬ ａｎｄ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ ｓｔａｔｕｓ ｉｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒꎬ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｍｏｔｅ
ｒｅｓｉｄｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｂｙ ｗｅｔｌａｎｄｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｃｈｒｏｍｉｕｍꎬ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｗｅｔｌａｎｄꎬ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｆｏｒｍ ｏｆ ｃｈｒｏｍｉｕｍꎬ ｒｅｓｉｄｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎꎬ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ

铬在地壳中极其丰富ꎬ在染料、石油精炼、皮 等条件下ꎬ人工湿地对废水中铬的去除效果显著提
革、木材、纺织、纸浆等行业被广泛应用 (Ｎｏｒｏｕｚｉ ｅｔ 高ꎻ李志刚等(２０１８)研究发现添加生活污水可以提
ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ 工业活动造成大量铬释放到环境中ꎬ 高薏苡人工湿地对含铬废水的处理效果ꎻ李恺等
导致铬在土壤、水体中积累ꎮ 铬具有很多种氧化 (２０１４)的研究发现ꎬ在重金属污染废水中添加生活
态ꎬ六价铬 [Ｃｒ(Ⅵ)] 和三价铬 [ Ｃｒ( Ⅲ)] 是自然 污水可提高人工湿地对重金属的处理能力ꎬ生活污
环境中最常见和最稳定的( Ａｓｈｒａｆ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎬ 水浓度越高ꎬ处理能力越强ꎻ李帅(２０１６) 在含铬废
其中六价铬被认为是高毒性、高可携带性的自然 水中分别添加生活污水和 １ / ２ Ｈｏａｇｌａｎｄ 营养液ꎬ发

６＋
污染物 ( Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎮ 现添加生活污水可缓解 Ｃｒ 对薏米的抑制ꎬ但随着
对含铬废水进行处理是减少铬污染传播的重 铬处理时间的延长ꎬ基质中有机质与微生物随之积
要途径ꎮ 与传统的物理修复、化学修复相比ꎬ人工 累ꎬ１ / ２ Ｈｏａｇｌａｎｄ 营养液人工湿地植物受抑制程度
湿地 处 理 有 高 效、 低 耗、 简 单、 低 成 本 等 优 势 减轻ꎬ植物生长及处理效果均提高ꎬ并优于纯生活

( Ｂｈａｄｕｒｉ ＆ Ｆｕｌｅｋａｒꎬ ２０１２ꎻ Ｒｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６ꎻ 污水的处理ꎮ 因此ꎬ我们认为ꎬ较好的营养条件更
Ｏｊｕｅｄｅｒｉｅ ＆ Ｂａｂａｌｏｌａꎬ ２０１７)ꎬ在重金属污染废水的 利于人工湿地的长期可持续高效运行ꎮ
处理中得到了广泛应用ꎮ 人工湿地对鞣革、电镀等 人工湿地植物的根部是重金属积累的重要部

工业废水中的铬均有较好的去除效果( Ｓｈａｎｋｅｒ ｅｔ 位ꎬ在人工湿地处理含铬废水过程中ꎬ根系积累的
ａｌ.ꎬ ２００５)ꎬ如人工湿地对制革废水中铬的去除效率 铬占植物吸收量的 ８０％以上( 李志刚等ꎬ２０１０ꎻ Ｌｉ

高达 ９８％以上(Ｚａｐａｎａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０ꎻ Ｇｉｔｈｕｋｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎬ植物生长到一定阶段ꎬ部分细根会
２０２１)ꎮ 有机质与微生物对于人工湿地处理含铬废 发生脱落、分解ꎬ导致根系吸收的铬释放到环境中
水非 常 重 要 ( Ｆａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２ )ꎮ 例 如ꎬ Ｌｉｎ 等 (Ｃａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ 周期性收割地上部分是人工
(２０１９)的研究发现ꎬ在污水中富含有机质、微生物 湿地处理铬污染废水的重要措施ꎬ当地上部分收