研究和评论:工程和技术雷竞技苹果下载杂志》上
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ISSN: 2319 - 9873
+ 44 7456 035580Kinidi L*Salleh科幻瓦哈卜NA,魏助教,拉赫曼NA和MF每股
环境与化学工程学系大学马来西亚沙捞越,古晋,马来西亚
收到的日期:11/01/2017;接受日期:20/03/2017;发布日期:27/03/2017
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营养污染氮就是其中的一个常见的环境问题包括地表水。过量的氮排放到环境中降低水质,给人类带来了风险,迫近的栖息地和生态系统,导致在接收水域富营养化现象。目前有几种方法被用于去除废水中的氨氮。目前,植物修复是一种便宜和可靠的技术解决方案来消除氨氮废水。目前,植物修复被认为是一种最经济可行的、可持续的和可负担得起的技术。植物修复利用植物减少污染物。本文旨在收集对氨氮废水的来源和影响环境。它还描述了关于植物修复技术,包括氨氮去除机制。此外,它讨论了影响因素的吸收机制,这种植物修复的优点和缺点进行了讨论。植物修复的一些有前途的废水也报道。
营养污染、氮、植物修复、氨
氨氮废水污染物之一,可以发现在许多类型的废水。过多的氨氮在水体富营养化。富营养化引起过度的植物和藻类与衰亡和引起水质的恶化。这种海藻限制光渗透。富营养化水体中促进缺氧杀死鱼类和无脊椎动物,也会导致不愉快的和有害气体。
目前有几种方法被用于去除废水中的氨氮。去除氨氮通过空气剥离可能删除60 - 90%的氨氮,然而,pH值控制过程需要时间,因此,治疗成本较高和lime-related操作和维护问题。氨氮也可以删除与断点氯化。删除90到100%的氨氮,然而,它生成高氯残留和非常有害的水生生物。此外,它需要仔细的pH值的控制,防止三氯化氮气体的形成。
目前,植物修复被认为是一种最经济可行的、可持续的和可负担得起的技术。植物修复利用plants-based系统和减少污染物在自然界的微生物过程(1]。它是一种原位修复技术是生态友好和太阳能相关的清洁技术。植物修复的经济上的成功是依赖光合活性和植物的增长率(2]。
研究了许多种类的大型植物去除氨氮的各种类型的废水。铵离子吸收植物取决于几个因素,比如阳光,生物量和植物类型。
本文的目标期刊是话语的可能性医治废水氨氮污染的植物修复技术,编译一些信息关于氨氮的废水污染物来源之一,和治疗效果。还回顾了一些关于雷竞技苹果下载植物修复技术,与氨氮的吸收机制、植物修复技术的优势和因素影响去除机制。一些推荐植物一般用于植物修复和他们的能力来减少氨氮也报道。
氨是无色气体,展现一种刺鼻的气味在环境温度和压力。是国内废水的主要成分浓度通常范围从10到50 mg / L。它很溶于水,在水中存在电离平衡氨(NH3)和电离氨(NH)4+)的物种。许多研究表明,总氨的毒性是由工会NH的影响造成的3(3]。总氨通常称为氨和铵浓度的总和4]。铵离子是一个重要的元素在植物的增长是必要的。
由于市政氨进入环境,农业,工业和自然活动。氨进入环境的自然来源的降解有机废物问题,与大气中气体交换,动物粪便和固氮。他们是两种类型的来源如何氨进入环境包括点源和非点源。点源排放和废水的氨是由各种类型的工厂。然而,从农业面源的氨气,住宅、市政和大气释放。
在水中氨氮的存在会导致环境问题等富营养化表面水的变化生态系统和酸化。氨氮的水生富营养化的一部分作为一个生产所需的硝酸盐氮的来源。高浓度的硝酸盐和氨的水体导致有毒的环境,可能会导致氧气不足条件的硝化作用的过程。在严重的富营养化,缺氧条件创建一个死区,没有水生生物可以生存5]。
植物修复是利用植物的原位删除、退化或土壤中污染物的控制,烂泥,沉积物,地表水和地下水6]。这是一个便宜,太阳能环保技术依赖、相对与传统污染物清理技术(构成)。污染的植物修复的应用在一个网站吸引人是因为它的成本效益和带来了相对较低环境影响(6]。植物修复覆盖几个技术,这些技术包括Phytoextraction Rhizofiltration, phytodegradation, phytovolatilization,根际生物修复,污染物在植物的吸收和新陈代谢。
Phytoextraction
Phytoextraction是金属的去除与植物在土壤上的植物部分。Phytoextraction可以用来处理受污染的土壤(EPA)。金属污染物的去除是通过植物通过吸收、集中和沉淀的芽和叶植物。植物的类型具有相对较高的能力称为Hyperaccumulator。的金属超富集植物的过程通常是由三个过程。这些过程是通过吸附、运输和易位需要大汇积累污染物(EPA)。
phytoextraction是植物物种的缺点通常有缓慢增长和拥有低生物量(7]。理想植物phytoextraction包括生长能力以外的集合,快速增长,生物量高,容易收获和积累的各种重金属收获的部分(8]。
Rhizofiltration
Rhizofiltration通常利用在地下水(原位或提取)、地表水,或废水去除金属或其他无机化合物(EPA)。Rhizofiltration过程利用植物根系吸收、浓缩、沉淀污染物。Rhizofiltration减少污染物和规避迁移到地下水的流动从而减少进入食物链的生物利用度(9]。
rhizofiltration的机制是由植物根系的生理和生化影响废水处理。的效率机制是影响根的能力产生特定的金属会导致植物体内的重金属上升。中,植物根系分泌物和根际变化,pH值周围植物的根可能会导致金属沉淀到根的表面。当根成为饱和与重金属污染物,根或整个植物收获处理(9]。
Phytodegradation
Phytodegradation涉及复杂有机分子的降解简单分子或分子的结合到植物组织。植物含有酶(复杂的化学蛋白质),加速化学反应。phytodegradation,污染物被酶分解,之后被植物(EPA)。Phytodegradation已成功治疗某些有机污染物,如氯化溶剂、除草剂,弹药,它可以用来去除污染物在土壤、沉积物、地下水(EPA)。
Phytovolatilization
Phytovolatilization是植物吸收和蒸腾的污染物释放的污染物或改变形式从植物到大气中的污染物6]。这项技术涉及污染物被吸收到植物的组织形式作为不稳定或不稳定的降解产物是发生的水蒸气离开(10]。
汞是一种使用Phytovolatilization补救的例子。其他污染物包括有机分子(三氯乙烷)和无机物质,挥发性(硒、砷)(EPA)。可以引起蒸发蒸腾率高的地下水湿生植物物种的使用和可以克服气孔关闭通过充分灌溉(7]。这些过程将污染物和把它变成有毒物质。然而,这项技术可能是回收由降水和次生回到湖泊和海洋(EPA)。
植物利用氮包括几个步骤包括吸收、同化和易位11]。植物主要三种形式的氮。这两种形式的氮包括硝酸离子、尿素和铵离子。一旦氨存在于植物细胞,它是纳入通过生化反应蛋白质和其它有机结合。然而,只有融入的铵离子有机分子在植物组织酶的过程。
铵离子可以直接被植物根系吸收或减少由于硝酸根离子,进一步融入酰胺氨基的谷氨酰胺合成酶和谷氨酰胺的随后由glumate谷氨酸合酶。这两种酶的同化结果大部分的铵离子(11]。铵离子是有毒的,不允许被存储在一个工厂。因此,铵离子是氧化硝酸盐离子,吸收产生氨基酸或转化为酰胺(12]。
当植物占据铵离子,它会释放出一个氢离子在中解决方案。随着时间的推移,氨氮的摄入会增加氢离子浓度,从而降低生长介质博士然而,增加铵在植物吸收和存储将导致细胞损伤,并进行细胞死亡(13]。植物氮所示的转换图1。
图1:N-transformation于植物。
见图1,多余的氨气在植物组织中积累或转移。
铵离子被植物的根吸收。根系的氮吸收的氮需求取决于整个工厂和依赖于氮增长要求。植物的氮饥饿几天导致的能力吸收铵(13]。
几个因素影响植物吸收铵mechanims中描述图2。可以增强吸收性能考虑这些因素考虑在内。
图2:因素影响植物的吸收机制。
营养生物体内积累
营养物质在生物体内的植物养分的吸收生物群。水生植物营养生物体内积累能力是污水处理的关键。营养吸收的能力被限制为增长和可用性植物的营养(图3)。
图3:养分供应对养分积累和生物量的生产。
根据园林路(14),养分含量随植物和年龄。年轻的植物,叶子有更多的含氮量。然而,当植物生长,营养变得较小。然而,随着植物的成熟植物生物量增加。因此,总养分积累变得更高。
植物物种
根据园林路(14),铵营养的吸收和同化到工厂是关键在确定潜在的大型植物物种用于植物修复。生成的植物可以利用近似植物的营养吸收。大型植物物种与潜在的氨氮去除潜在的选择。铵被植物吸收的速度是影响类型的植物。因此,减少氨氮废水的效率取决于植物耐受高氨氮浓度、氧含量低(BOD和COD负荷所致),高浊度。
以下表1展示了植物种类、生物量、营养成分和营养存储在几种类型的大型植物。
表1。营养与不同类型的大型植物存储容量。
| 物种 | 期 | 生物量 年代(G / M2) 的意思是 + Sd |
N 内容 (毫克 N / G) |
参考 |
|---|---|---|---|---|
| TyphaOrientalis | 12个月 | 4000年 | 53.7 | 园林路[14] |
| 浮萍 | 30天 | 500±50 | - - - - - - | 沙等。[15] |
| 水生菜 | 30天 | 650±50 | - - - - - - | 沙等。[15] |
| 水葫芦 | 30天 | 800±50 | - - - - - - | 沙等。[15] |
| PhragmitesAustralis | 12个月 | 6700年 | 127.0 | 园林路[14] |
由植物吸收铵的性能也受到外部因素的性质的影响。这包括盐度和温度。
温度
根据沙et al。15),温度对污染物的吸收有很大影响的水生植物。对温度敏感的植物没有显示出增长和污染物去除10°C。图4表明,BOD污染物被植物吸收是最适合从15°C到35°C市政废水处理(15]。然而,水生植物生长的最佳水温从28°C到30°C。温度超过30°C会扰乱水生植物的生长。
图4:温度变化对大型植物的性能的影响在市政废水[15]。
盐度
盐度的影响强调水生植物可以极大地影响水生植物的生长和繁殖中可以看到表2。不同类型的水生植物物种有不同的公差范围所示表2。这些影响包括减少生长和繁殖。高盐度的影响在水生macrohpytes叶缘变成萎黄病的,扭曲的叶子(16]。根据它,水生植物对盐度的验收将干扰效率在水中补救由于t和更高层次的减少吸收的水盐和死亡率。
表2。耐盐碱的水生植物的选择。
| 物种 | 减少生物量(S cm1) | 死亡率盐度(S cm1) |
|---|---|---|
| EichorniaCrassipes | 1220年 | 3600年 |
| PistiaStratiotes | 2500年 | 4900年 |
| Typhadomingensis | 4300 =轻微 8600 =严重 |
22000 = 75%的死亡率 |
| Salivinarotundifolia | 9800年 | - - - - - - |
| Phramitesaustralis | 14700年 | 33100 = 88%的死亡率 (苗) |
| 浮萍属小 | 14700年 | - - - - - - |
| Triglochinprocera | 1500年 | 10300年 |
| HydrillaVerticullata | 9700年 | 14700年 |
一项研究显示,Izuangbe [17),水生植物的医治效率将受到媒体的盐度的影响(17]。
根据伊顿(18),减少蒸腾作用和总干重的普遍反应是植物暴露于增加矿化度。
根据Tisadale et al。19)陆生植物不同盐度所示的验收表2。根据这个,large-leaved浮动物种最容易受到盐度、水下物种可以容忍高水平的盐度。这高盐度水平阻止工厂占用减少水的渗透压。
根据水生菜和水葫芦可以显著影响低盐度分别约10%和13.32%。秦路(20.)发现,水生菜产量减少大约30%μS盐度1766厘米1和在高盐度抑制生物质生产由帕斯卡尔et al。21]。
植物修复是由来自太阳的能源,更环保22]。植物修复包括植物修复治疗的优点可进行原位(构成)。没有不需要昂贵的设备和高技术人员。是成本有效的大量废水污染物的内容(23]。
植物修复有较低的资本和运营成本。运营成本主要是在收集,处理污染的工厂质量和重复植物生长周期(24]。除此之外,植物修复也间接提高了附近的水质通过植物养分吸收和提高网站[24]。最后但并非最不重要,没有具体的设计寿命期间分配治疗湿地(25]。
植物修复的缺点包括大型所需的土地面积相同或更低水平的治疗由传统系统(25]。不仅如此,动力学过程不是很清楚,因此,导致设计和操作的不确定性因素(25)和害虫控制是必要的,以避免蚊子和其他昆虫或害虫的繁殖系统(25]。
除此之外,植物修复与室外系统大表面积受到变化效率由于温度变化、风、风暴和洪水(25),利用植物的修复比convential耗时修复技术。最后但并非最不重要,植物需要宽容的污染物和有限的深度根(26]。图5总结了植物修复的优缺点。
图5:植物修复的优缺点。
各种类型的研究已经由研究人员在植物修复不同类型的废水。表3显示各种类型的废水用于植物修复研究。
表3。各种不同类型的植物修复研究的废水。
| 类型的废水 | 废水的特点 | 类型的植物 | 修复的结果 | 引用 |
|---|---|---|---|---|
| 棕榈油厂废水 | pH值:7.5 鳕鱼:1640 mg / L BOD: 809 mg / L TN: 97.22 mg / L TP: 8.73 mg / L |
水葫芦和睡莲 | 除鳕鱼:50% 去除总氮:88% 除磷:58% |
Hadiyantoet。[27] |
| GloveFactory废水 | pH值:7.8 鳕鱼:2010 mg / L BOD: 1020 mg / L 铵氮:100 mg / L |
水葫芦 | 加载速率的BOD: 96%去除17 g BOD /立方米/天 鳕鱼:80%清除加载速度35 g / m /天的鳕鱼 铵氮:55%加载速率的1.65 g铵N /平方米/天 |
卡里姆[28] |
| 城市污水(二级处理厂废水) | 鳕鱼:58毫克/ L 氨:12毫克/ L 磷:5 mg / L 硝酸:7毫克/ L |
水葫芦 | 植物和68%的氨:99%氨去除效率没有植物。 Phosporus: 72% Phosporus没有植物植物和55%的去除效率 硝酸:81%植物和75%的硝酸盐去除去除没有植物 |
当时等等。[29] |
| 水产养殖废水 | pH值:4 - 6 鳕鱼:205 mg / L 硝酸:30.17 mg / L |
WaterLettuce | 减少减少浊度:92.70% (non-aerated)和93.69%(充气) 鳕鱼:减少53.82% (non-aerated)和56.91%(充气) 氨氮:83.34% (non-aerated) 91.82%(充气) Phosphate-phosphours: 69.64% (non-aerated)和72.82%(充气) |
AkinbileandSuffian [30] |
一项研究表明Hadiyanto [27),水葫芦更有效地医治棕榈油厂废水比睡莲。8天后pf补救,水葫芦降低了鳕鱼高达50%,88%总氮和总磷的64%而睡莲少减少COD减少44.51%。总氮总磷高达58%和83.74%。
卡里姆(28利用水葫芦系统解决一个手套工厂废水处理和观察到的最高总氮和氨氮的去除效率达到55%和43%,分别。删除这些获得的载荷2.6 g总氮/ m2/天,1.65 g / m铵氮2/天。
当时et al。29日观察99%氨去除效率没有植物,植物和68% 72%除磷和81%的硝酸盐去除城市污水二级处理厂废水。
Akinbile和Suffian30.)观察到水生菜根系提供广泛的表面积,促进物理、化学和微生物过程absorsorption营养和硝化作用的过程。植物修复治疗与水生菜导致减少水产养殖废水的营养水平。根据Akinbile,服30.),实现高效的净水,长大了水生植物的生物量必须从水体保持一个最佳的种植密度。营养物质的大量被整合到植物组织将被返回给水中分解过程如果没有收获。
作者要感谢可再生能源中心(Coere) Unimas资助这项研究和大学马来西亚沙捞越提供的研究设施。
减少氨氮被植物利用植物修复技术可以是一个可持续的方式来治理从各类废水氨氮。与传统的技术相比它有一些优势。然而,一些因素必须考虑增加修复的效率。影响植物修复效率的重要因素之一是营养生物体内积累介质的性质和植物物种。虽然植物修复可持续技术似乎是一个不错的选择,它也有一些缺点。需要更多的研究来克服这个缺点,为了有效地实现这种技术。
