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植物塘+人工湿地编制对灌溉水净化及稻米镉的阻
时间:2020-03-21 07:00 来源:太阳城真人,太阳城真人app 点击:

  单位:1. 湖南农业大学资源环境学院;2. 湖南省灌溉水源水质污染净化工程技术研究中心;3. 农业部南方产地污染防控重点实验室

  为了降低灌溉水中Cd 向农田中输入,减轻农田重金属Cd 污染,降低稻米中Cd 含量。本试验选取梭鱼草、狐尾藻、轮叶黑藻为材料,构建 3 级植物塘+人工湿地系统,研究其对湖南典型矿区Cd 超标灌溉水(全量Cd 浓度均值≈6.65 g·L-1)净化效果及稻米Cd 阻控效果,并分析灌溉水进出水浓度与干湿沉降通量对系统净化效果的影响及净化系统中湿地植物的吸附能力。

  结果表明:梭鱼草、狐尾藻、轮叶黑藻 3 种水生植物对灌溉水中Cd 具有较好的去除能力,经系统净化后灌溉水中全量和可溶态Cd 平均去除率分别高达70%和91%,可有效降低湿地系统中重金属Cd 浓度并阻止灌溉水中Cd 向稻田迁移。湿地进水Cd 浓度易随降雨产生波动,但湿地系统对Cd 的去除效果不受影响。降雨量与Cd 湿沉降通量呈线性正相关,与Cd 干沉降通量呈线 级净化系统Cd 输入总量为428.46 g,其中干沉降沉降量为20.52 g,湿沉降沉降量为57.60 g,系统有效截留Cd 占输入总量的87.94%,干湿沉降作为外源Cd 输入源之一,对净化系统的运行效果影响不显著。在湿地正常运行情况下,净化后灌溉区水稻根部、茎鞘、叶片、谷壳和糙米中的Cd 含量与未净化灌溉区水稻相比分别下降了5.96、3.83、2.42、0.40 mg·kg-1和0.12 mg·kg-1。

  研究结果可为典型矿区Cd 污染灌溉水净化、降低农田重金属输入量与粮食安全生产提供科学参考和数据支持。

  (1)一级植物塘、二级植物塘、三级人工湿地对灌溉水中Cd 净化效果显著,使灌溉水中全量Cd 和可溶态Cd 的浓度显著降低,去除率分别达到70%和91%。

  (2)净化系统进水Cd 浓度与降雨量呈显著线性正相关,出水Cd 浓度与降雨量相关性不显著;Cd 的大气干沉降量与降雨量呈线性负相关,湿沉降量与降雨量呈线性正相关。净化系统Cd 的输入总量为428.4 g,有效截留量高达350.3 g,截留率87.9%。

  (3)灌溉水经植物塘人工湿地系统净化后可显著减少稻田中Cd 的输入量,同时净化后灌溉水灌溉使水稻根、茎鞘、叶片、谷壳和糙米中的Cd 含量比对照分别下降了5.96、3.83、2.42、0.40 mg·kg-1 和0.12 mg·kg-1,均达到显著差异。


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