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瑞典利用柳树进行污水处理

作者:佚名   来源:上海园林   时间:2006-11-02

        瑞典已成功地将柳树矮林用于城市废水、垃圾滤出液、工业废水(如贮木厂喷浇原木后的废水)、水道污泥和锯末等处理,主要是通过植物吸收来减少水和土壤中的污染物和过多的养分, 促进土壤微生物对有机污染物的降解。这个过程被称为植物整治 (phytoremediation)。 
        1、城市废水处理。城市废水含有氮和磷, 多数情况下是可以用作植物肥料的均衡营养液。然而出于卫生原因, 它只被用于非粮食、非饲料作物, 如短周期柳树矮林的灌溉。20 世纪90年代, 瑞典使用一种全新的城市废水处理系统,利用从污泥中脱出的富氮废水(每升含800mg氮)浇灌周围 75hm2 的柳树林。废水在冬季被抽至有管道的蓄水池中, 夏季(5~9月)用于短周期柳树矮林的灌溉,每年灌溉120天。该系统每年的废水灌溉量为20万m3,为柳树林提供11t氮和O.2t磷, 其中2万m3废水是来自污泥的沉淀和离心过滤。在雨季灌溉自动停止。灌溉速率在生长季为平均每天 25mm 。该系统可能的环境影响是氮淋失和向空气中释放一氧化二氮, 但目前的监测结果表明, 这种废水利用方式对环境的影响最小。 
        2、垃圾滤出液处理。垃圾滤出液(即垃圾过滤出的废水)在废水厂处理的费用通常比较昂贵,因为滤出液必须从垃圾掩埋地运到废水处理厂。因此,垃圾掩埋工作人员越来越倾向于就地处理垃圾滤出液。办法是先在曝气池中对垃圾滤出液进行曝气处理, 而后用于浇灌垃圾厂恢复区的柳树矮林或周围的柳树矮林。这样做既能促进柳树生长,又能降低垃圾滤出液中高离子浓度的不良影响(滤出液中氯化物的浓度通常达到100O mg/L),其成本亦低于传统的工程措施。
通过营造柳树人工林来恢复垃圾掩埋地,其优点是可以利用柳树林的高蒸发速率的特点来减少垃圾滤出液的形成。这样做可以使垃圾掩埋场的滤出液排放量接近于零。同时,滤出液中有害化合物(如铵和一系列具有潜在毒性且难于分解的有机物)被柳树吸收或保留在土壤~植物系统中。水中高浓度的铵离子对环境有害, 但只要对其加以认真监测, 那么铵也可以成为柳树生长的氮源。 
        3、贮木场废水利用。瑞典的一个中型锯材厂每年约消耗10万m3水用喷洒贮藏木材,因此大量的废水需要处理。如果贮木场的废水不加以收集和处理,在降雨和融雪后会污染周围集水区和地下水。锯材厂的废水危害程度较低, 氮含量不高, 但它含有大量的有机化合物和磷。试验表明当这种水被用于短周期柳树矮林后, 地下水的总有机碳含量和酚类化合物的含量降低。柳树的生长和周围水域均不受高载量磷和有机碳的不良影响。然而过高的水灌溉量使土壤饱和, 柳树生长量下降。当灌溉量降至每天10~20 mm时, 植物的生长速度和营养吸收速率均提高。 
        4、生活污水和锯末。从植物营养角度讲,生活污水不是均衡的肥料, 尽管它含有一些氮(主要是有机束缚态氮)和大量的磷, 但钾含量很低。生活污水与锯沫相混合后成为均衡的肥料,可以取代传统有机肥用于柳树林。 
        在造林和每次采伐后(或者说每隔 3~7年),将污泥与锯沫混合施于柳树矮林, 这样可以补偿因采伐而移走的养分。实际上,其施用量约相当于每年每公顷 22~35kg磷。在瑞典约有1万 hm2的短周期柳树矮林用生活污水施肥。 
        总之, 短周期柳树矮林用于植物整治具有很多优势,利用其能吸收大量的镉等重金属和生长快的特点, 可通过频繁的采伐来清除土壤有害化合物;它的高蒸腾速率和根系耐水淹特性使得可通过反复灌溉排出土壤有害物质, 同时它们还能在土壤~植物系统中保留大量的养分, 反过来培肥土壤。因此,可以说短周期柳树是一种廉价的废物处理系统。