人工湿地处理农药废水：现状和展望

人工湿地处理农药废水：现状和展望

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。

参考文献

[1]OliverDP,KookanaRS,AndersonJS,etal.Off-sitetransportofpesticidesindissolvedandparticulateformsfromtwolandusesintheMt.LoftyRanges,SouthAustralia[J].AgriculturalWaterManagement,2012,106(2):78-85.

[2]DentonDL,WheelockCE,MurraySA,etal.Jointacutetoxicityofesfenvalerateanddiazinontolarvalfatheadminnows(Pimephalespromelas).[J].EnvironmentalToxicologyandChemistry,2003,22(2):336-341.

[3]RusieckiJA,RoosAD,LeeWJ,etal.CancerincidenceamongpesticideapplicatorsexposedtoAtrazineintheagriculturalhealthstudy[J].JournaloftheNationalCancerInstitute,2004(18):1375-1382.

[4]WolvertonBC,HarrisonDD.Aquaticplantsforremovalofmevinphosfromtheaquaticenvironment[J].JournaloftheMississippiAcademyofSciences,1975.

[5]KadlecRH,HeyDL.Constructedwetlandsforriverwaterqualityimprovement[J].WaterScience&Technology,1994,29(4):159-168.

[6]MckinlayRG,KasperekK.Observationsondecontaminationofherbicide-pollutedwaterbymarshplantsystems[J].WaterResearch,1999,33(2):505-511.

[7]RoseMT,Sanchez-BayoF,CrossanAN,etal.Pesticideremovalfromcottonfarmtailwaterbyapilot-scalepondedwetland.[J].Chemosphere,2006,63(11):1849-1858.

[8]WolvertonBC,HarrisonDD.Aquaticplantsforremovalofmevinphosfromtheaquaticenvironment[J].JournaloftheMississippiAcademyofSciences,1975.

[9]WuQ,RiiseG,LundekvamH,etal.InfluencesofSuspendedParticlesontheRunoffofPesticidesfromanAgriculturalFieldatAskim,SE-Norway[J].EnvironmentalGeochemistryandHealth,2004,26(2):295-302.

[10]Ciba-GeigeCorporation.Environmentalfatereferencedatasourcebookforatrazine.USA:GreensboroNC,1994

[11]BaileyHC,DigiorgioC,KrollK,etal.Developmentofproceduresforidentifyingpesticidetoxicityinambientwaters:Carbofuran,diazinon,chlorpyrifos[J].EnvironmentalToxicologyandChemistry,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]BondarenkoS,GanJ,HaverDL,etal.Persistenceofselectedorganophosphateandcarbamateinsecticidesinwatersfromacoastalwatershed.[J].EnvironmentalToxicologyandChemistry,2004,23(11):2649–2654.

[14]VymazalJ,BřezinováT.Theuseofconstructedwetlandsforremovalofpesticidesfromagriculturalrunoffanddrainage:areview.[J].EnvironmentInternational,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。