人工湿地对三种农药去除效果的研究

发布时间：2020-06-16 16:40

【摘要】：作为农业大国的中国,农药的广泛使用给中国农业生产带来极大的经济效益。与此同时,大量农药也不可避免的进入自然环境,污染水体、大气和土壤等。农业面源污染中的农药不仅破坏生态环境,更是危及人体健康。但是,目前常规的废水处理技术尚不能经济有效的治理农业面源污染。人工湿地技术应用于农业面源污染治理有运行费用低、易于管理和兼具生态景观效益等优势。农药根据防治对象不同可划分为杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂和除草剂等种类。在除草剂、杀菌剂和杀虫剂中分别具有代表性的二甲戊灵、百菌清和噻虫嗪有着使用量大、难降解、危害广等特点。本研究在构建不同类型人工湿地的基础上,检测了垂直流和潜流人工湿地对废水中二甲戊灵、百菌清和噻虫嗪三种农药的去除率,以及农药在湿地基质和植物中的累积情况,并分析了人工湿地对农药废水中农药的去除途径。与此同时,本研究检测了人工湿地对农药废水中常规污染物的去除率及湿地中菌群的变化,并测定了湿地系统出水对原生动物草履虫的毒性,为人工湿地技术应用于农业面源污染的治理提供理论依据。本研究通过试验和分析得到的主要结论如下:1.农业面源污染中常含有多种农药,目前还没有二甲戊灵、百菌清和噻虫嗪三种农药液相色谱技术同时检测方法的文献报道,为了后期试验顺利进行,本研究采用液相萃取和高效液相色谱技术,探索出一种同时检测水体中微量二甲戊灵、百菌清和噻虫嗪的方法。2.垂直流和潜流人工湿地采用批次循环处理方式,水力停留时间为3 d。夏季两种湿地系统对常规污染物COD、总氮、氨氮、硝氮和总磷的去除率分别达到83.2%-95%、71.2%-92.7%、91.5%-100%、81.2%-100%和77.2%-86.4%;秋季达到77.8%-85.3%、67.9%-86.27%、81.6%-87.2%、77.2%-85.5%和58.4%-66%;冬季达到57.3%-65.4%、59.11%-67.35%、59.41%-71.33%、56.4%-68.3%和39.72%-47.4%。研究中同时模拟自然河道水体作为对照,对照对上述常规污染物的去除率为3.6%-13.6%、3.7%-11.3%、2.9%-13.1%、1.3%-7.5%和1.2%-4.5%。结果表明,两种类型湿地之间对常规污染物的去除率无显著差异,但去除率均高于对照。两湿地系统对常规污染物去除率的季节性变化为:夏季秋季冬季。湿地运行过程中,对基质中细菌、真菌、放线菌及脱氮相关的亚硝酸菌、硝酸菌和反硝化菌数量进行了检测。结果表明,两种湿地中细菌、亚硝酸菌和硝酸菌数量随着废水的批次投加快速增长,放线菌总数增长较慢,真菌和反硝化菌数量随着污水中农药浓度提高表现为先增加后降低。3.在夏季高温期、秋季中温期和冬季低温期分别进行两种类型湿地对农药的去除试验。两湿地系统对二甲戊灵去除率为:夏季77.9%-91.3%、秋季72.52%-90.23%、冬季60.9%-85.1%;对百菌清去除率为:夏季80.47%-98.26%、秋季66.57%-91.1%、冬季58.5%-79.05;对噻虫嗪去除率为:夏季71.6%-91.6%、秋季58.62%-89.18%、冬季40.6%-73.58%。模拟自然河道的对照对二甲戊灵去除率为0.73%-4.5%,对百菌清去除率为0.58%-3.74%,对噻虫嗪去除率为0.85%-8.43%。结果表明,两种类型湿地之间对三种农药的去除率无显著差异,但两湿地系统对农药的去除率均高于对照。两湿地系统对三种农药去除率的季节性变化为:夏季秋季冬季。为进一步评价两湿地出水的生态毒性,利用湿地系统出水培养草履虫,测定了草履虫的生长曲线,并以未添加农药组为原始对照。结果表明,利用湿地处理后的农药废水培养的草履虫,其生长曲线比未经湿地处理的农药废水培养的草履虫的生长曲线更接近原始对照组。利用湿地处理后的农药废水培养的草履虫均在第5-7天出现种群最大值,但随着废水中农药浓度的提高及农药去除率的下降,利用湿地出水培养的草履虫其种群最大值明显降低,最大值出现时间有所延迟。草履虫对湿地系统出水水质敏感度较高。4.湿地系统主要通过基质吸附、微生物降解和植物吸收等途径去除农药,通过数据分析得出基质吸附比例为38.87%-81.6%,微生物降解比例为0.28%-35.47%,植物吸收比例为0.02%-4.62%。结果表明,湿地的三大构成要素对农药去除的贡献率表现为:基质微生物植物。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X592
【图文】：

结构式,结晶体,熔点

二甲戊灵结构式

百菌清,结构式,杀真菌剂,苯类

百菌清结构式

【参考文献】