植物塘+人工湿地系统对灌溉水净化及稻米镉的阻控效果

• 作者: 何钟响 刘孝利 刘寿涛 李丹阳 罗海艳 许蒙 铁柏清
• 来源期刊: 农业环境科学学报
• 关键词: 植物塘 农田灌溉水 镉 湿地植物 稻米 大气干湿沉降
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 土壤环境
• 页码范围: 1060-1068
• 页数: 9页
• 分类号: X52
• 语种: 中文
• DOI: 10.11654/jaes.2018-1216

摘要

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≈6.65μg·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干沉降通量呈线性负相关.监测期间(2017年4月16日—2017年9月17日)该3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.