人工湿地处理农药废水:现状和展望论文_范闯

人工湿地处理农药废水:现状和展望论文_范闯

长安大学 陕西省西安市 710064

摘要:自从20世纪70年代人们尝试用湿地植物处理速灭磷开始,到近十年湿地处理农药技术迅速发展。总结出农药进入水体的形式分为两种情况:点源和面源两种形式,其中以面源为主。去除机理有:填料和沉积物的吸附、水解作用、光解作用、微生物分解、植物吸收等。在影响湿地去除农药的因素:植物的有无、水力停留时间、农药的理化性质、温度、pH等。

关键词:人工湿地;农药;

0前言

农药在人类历史中已经有几千年的使用历史,主要用来控制或者去除杂草,害虫,真菌等。农药在防治农业杂草害虫发挥着积极地作用,但是当农药脱离农业系统,特别是进入水环境中,将会给其带来巨大的威胁0。美国环境保护局(EPA)调查结果显示美国的污染水体中有将近1300个是由于农药超标造成的。命名除草剂莠去津(ATZ)为潜质致癌物质和环境内分泌干扰物0-0。见于这种结果,一方面有些人提倡完全禁止杀虫剂的使用;另外大量的研究指出这种办法是不可取的。

1.人工湿地处理农药废水的研究现状

人工湿地处理各种有机废水已经有将近70年,但是用人工湿地去除农药废水的时间就很少了,在20世纪70年代早期,开展的微观实验的证明了植物对水体中速灭磷去除是有影响的,从此开始了人工湿地对水中农药去除的研究0。相比国内,国外的研究就成熟十分活跃,在20世纪90年代,Kadlec和Alvord等人建立了四块湿地研究莠去津(ATZ)的去除机理0。20世纪末,英国的McKinlay等人也研究一个垂直流湿地对莠去津的去除0。不同种农药由于不同的理化性质而在不同介质(比如水、土壤、植物等)中的分布规律是不同的,

2 人工湿地去除农药的影响因素

水生植物和藻类对某些农药也有一定的吸收作用,植物在生长过程中不断通过根系吸收,光合作用和呼吸作用等代谢过程为其提供物质和能量,植物对污染物的吸收也正是伴随这些过程的发生而发生的0。在一个早期的人工湿地研究中,Wolverton发现在光照以及微型植物藻类存在的情况下,两个星期后速灭磷被完全去除,在没有植物和土颗粒的情况下去除率只有26%,在只存在土颗粒的情况下去除率在94%0。人工湿地的水力停留时间与处理效果有着密切的关系,停留时间短的话水流速度快容易将吸附在基质表面的截留物质冲掉,进而导致SS和COD去除率的下降,当停留时间太大的时候会导致环境中厌氧部分变大,微生物进入内源呼吸,还会影响硝化作用的进行。大量结果显示得非常清楚有一部分农药去除率远高于另一部分。这些农药大部分都有很低的水溶性但是有很高的土壤水分配系数(Koc)和辛醇水分配系数(Kow)。另一方面,三嗪酮类(苯甲嗪、草克净)去除率仅有24%。Wu等人指出如果农药的土壤水分配系数(Koc)比较高大于1000mg/L时,他们会被吸附在土壤表面,进而在人工湿地中的去除效果会比较好0。污水的pH影响农药的稳定性,并且决定其水解反应的速率大小。在实验室条件下(25℃和pH为5~9),土壤中阿特拉津(除草剂)可以稳定30d,而pH为4时阿特拉津(除草剂)半衰期为244d0。Bailey等也发现,在酸性条件下二嗪磷(杀虫剂)的水解速率将急剧下降0。温度通过调节微生物的活性来影响农药的微生物降解速率,通常温度较高时,适于微生物生长,农药降解速率快。水温在20~25℃左右时生物去除污染物的效果最好,在低于10℃时,处理效率会明显下降,所以一般夏天的处理效果要好过冬天0。温度升高还能加快农药的水解速率,在水溶液中,当温度从10℃升高到21℃时,其降解速度加快2到4倍0。植物能够直接从水体中吸收农药,当土壤作为填料的时候,将会给这个过程提够便利条件。表面流人工湿地往往采用沉积岩破碎后的清洁的卵石作为填料,这些填料并没有含有有机质所以对有机质的吸附是极其有限的,即使发生吸附也是一些运行时间比较久的系统,在填料表面形成了一层生物膜,这层生物膜会对有机物产生吸附作用0。

3 结语

人工湿地在处理农药废水时是可行的,并且具有很好的使用价值,人工湿地操作简单,在应对农药污染时展现出很好的效果。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

参考文献

[1]Oliver D P, Kookana R S, Anderson J S, et al. Off-site transport of pesticides in dissolved and particulate forms from two land uses in the Mt. Lofty Ranges, South Australia[J]. Agricultural Water Management, 2012, 106(2):78-85.

[2]Denton D L, Wheelock C E, Murray S A, et al. Joint acute toxicity of esfenvalerate and diazinon to larval fathead minnows (Pimephales promelas).[J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 2003, 22(2):336-341.

[3]Rusiecki J A, Roos A D, Lee W J, et al. Cancer incidence among pesticide applicators exposed to Atrazine in the agricultural health study [J]. Journal of the National Cancer Institute, 2004(18):1375-1382.

[4]Wolverton B C, Harrison D D. Aquatic plants for removal of mevinphos from the aquatic environment[J]. Journal of the Mississippi Academy of Sciences, 1975.

[5]Kadlec R H, Hey D L. Constructed wetlands for river water quality improvement[J]. Water Science & Technology, 1994, 29(4):159-168.

[6]Mckinlay R G, Kasperek K. Observations on decontamination of herbicide-polluted water by marsh plant systems[J]. Water Research, 1999, 33(2):505-511.

[7]Rose M T, Sanchez-Bayo F, Crossan A N, et al. Pesticide removal from cotton farm tailwater by a pilot-scale ponded wetland.[J]. Chemosphere, 2006, 63(11):1849-1858.

[8]Wolverton B C, Harrison D D. Aquatic plants for removal of mevinphos from the aquatic environment[J]. Journal of the Mississippi Academy of Sciences, 1975.

[9]Wu Q, Riise G, Lundekvam H, et al. Influences of Suspended Particles on the Runoff of Pesticides from an Agricultural Field at Askim, SE-Norway[J]. Environmental Geochemistry and Health, 2004, 26(2):295-302.

[10]Ciba-Geige Corporation. Environmental fate reference data source book for atrazine.USA : Greensboro N C , 1994

[11]Bailey H C, Digiorgio C, Kroll K, et al. Development of procedures for identifying pesticide toxicity in ambient waters: Carbofuran, diazinon, chlorpyrifos[J].Environmental Toxicology and Chemistry, 1996, 15(6):837-845.

[12]林涛, 蒋玲燕, 谭学军,等. 人工湿地处理农业径流中的阿特拉津研究[J]. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版), 2008, 24(3):324-327.

[13]Bondarenko S, Gan J, Haver D L, et al. Persistence of selected organophosphate and carbamate insecticides in waters from a coastal watershed.[J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 2004, 23(11):2649–2654.

[14]Vymazal J, Březinová T. The use of constructed wetlands for removal of pesticides from agricultural runoff and drainage: a review.[J]. Environment International, 2015, 75:11-20.

作者简介

范闯(1990.07)男,河南省南阳市人,本科,专业:给水排水专业。

论文作者:范闯

论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期

论文发表时间:2017/9/29

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

人工湿地处理农药废水:现状和展望论文_范闯
下载Doc文档

猜你喜欢