造纸废水滩涂芦苇的na

造纸废水滩涂芦苇的na

在砂浆和造纸过程中，由于使用大量碱，废水中的na含量很高。黑液中的na含量为5000.8000mg。50.整个废水中的na含量约为800mg。l，预处理后用于灌溉。土壤溶液或灌溉水水质指标中Na+含量是很重要的一个指标,因为当土壤中Na+含量过高时,对木本植物和浆果有危害或导致土壤Ca2+、Mg2+的缺乏和其他营养失调,同时还会对土壤物理性状产生不良影响,常使土壤粘粒和团聚体分散,从而使土壤对水和空气的渗透性降低。在滩涂芦苇湿地生态处理造纸废水工程的运行过程中,废水中的Na+是否会对湿地生态系统造成危害、是否会影响芦苇的生长以及是否会对土壤产生不利影响,就成了一个急需解决的问题。本文针对位于江苏某造纸厂的滩涂芦苇湿地生态处理工程,探索了Na+在其中的运行规律,旨在为工程的运行提供科学指导。1实验1.1cocdr和na+含量实验室用造纸废水取自以稻草为主要原料的碱法制浆工艺综合废水,废水水质pH值8.26,CODCr含量4000mg/L左右,Na+含量600～700mg/L。稳定塘出口用于灌溉苇田的废水水质为pH值8～9,CODCr含量1000mg/L左右,Na+含量700mg/L左右。1.2土壤的开采实验土壤采自江苏射阳沿海滩涂某造纸厂废水生态处理场未经废水灌溉的盐碱土,土壤采回后经风干、去除杂物、研磨后分别过2mm和0.25mm筛备用。土壤pH值8.45,有机质含量1.08%,Na+含量1450mg/kg,容重1.01g/cm3。1.3实验方法1.3.132.5、32.5、32.5、32.7、32.7、32.7、32.7、32.7、32.7、32.7、32.7、32.7、32.5、32.5、32.5、32.5、32.5、32.7、32.7、32.5、32.5、32.5、32.5、32.5、32.5、32.5、32.7、32.7、32.7、32.7、32.7、32.7、32.7、32.7称取50.0g土样9份,分别倒入9个500mL锥形瓶中,再分别取Na+含量为660mg/L的造纸综合废水0、5、12.5、25、37.5、50、75、100、150mL于各个锥形瓶中,并稀释至150mL。将上述9个锥形瓶放入振荡器中振荡2h,静置后用Na+选择性电极测定溶液中Na+含量,此时应避免空气中氨或挥发性酸等的影响。1.3.2采样点采样方式在生态处理场现场采集未经造纸废水灌溉、灌溉半年、灌溉1年和灌溉2年的土壤样品(分别于2001年1月、2002年7月、2002年12月进行了3次采样),各采样点分表层(0～20cm)、中层(40～50cm)、下层(80～100cm)3个不同深度采样,分析土壤中Na+含量的变化及其他理化性质的变化,并且与土壤背景值进行比较。将废水稀释成3个不同浓度(CODCr含量分别为1000、2000、4000mg/L)梯度的废水(相应的Na+含量也为3个),并灌溉桶栽芦苇,同时用清水灌溉作为对照组,于第2年11月份收割期分别取各桶土壤样品分析Na+含量。1.3.3废水灌溉对芦苇组织中na含量的影响取实验1.3.2中用不同浓度废水灌溉后的成年芦苇,采集的芦苇按花、叶、茎、根分别风干贮存,样品经预处理后用火焰光度法测Na+含量。1.4火焰光度计和hzs-h水浴升温振荡PXSJ-261离子分析仪,上海雷磁分析仪器厂;6400A火焰光度计,上海精密仪器仪表公司;HZS-H超级水浴恒温振荡器,哈尔滨市东联电子技术开发有限公司。浓硫酸、浓硝酸、高氯酸等均为分析纯试剂,配制标准溶液用的氯化钠为优级纯试剂。2结果与分析2.1+-碱处理废水中的溶出量湿地土壤中的Na+在土体内形成真溶液后随土壤渗漏水或是毛细管水的迁移,在饱水灌溉过程中一般以向下淋溶迁移为主,湿地干涸后也会随毛细管水向上迁移。表1反映了滩涂盐碱土壤在富含Na+的造纸废水中的溶出量情况。由表1可知,1号样品废水中Na+含量为660mg/L,土壤溶出量为1389mg/kg,清水处理时土壤中Na+溶出量为1449mg/kg,相差60mg/kg,仅为土壤中Na+含量的4.1%,说明废水中Na+含量与土壤Na+的溶出量没有明显的相关性。实验表明,土壤中Na+在用造纸废水污灌后其中的Na+含量会有一定程度的下降,下降幅度主要与渗滤通过的水量有关,造纸废水中的Na+不仅不会提高土壤中的Na+含量,相反还会不断补充土壤因渗漏损失的Na+。2.2灌溉对土壤的na+含量影响用于灌溉的造纸废水中的Na+含量虽然较高(700mg/L左右),但是相对于沿海滩涂上芦苇生长正常使用的阴阳水(海水淡水交界区的混合水)的Na+含量(6000～10000mg/L)要低得多,相对于盐土土壤中的Na+含量来讲,也是一个相对低得多的数值。由图1可知,未灌溉造纸废水土壤的Na+含量为1449mg/kg,经历了0.5年、1年、2年和4年污灌后,其含量分别为1232、1262、1105、996mg/kg,分别较背景值降低了15.0%、12.9%、23.7%、31.3%,这一结果表明利用造纸废水灌溉,土壤中的Na+不仅不会增加,而且会对土壤有淋碱洗盐的作用。其原因一方面是因为废水中的Na+含量远低于土壤溶液中的Na+含量;另一方面,由于Na+可溶性高,大量的Na+随水下渗的过程中渗透到下层土壤中。图2反映了Na+含量在土壤不同深度上的变化,未经灌溉的土壤表层土Na+含量最高达1703mg/kg,0.5m土层Na+含量较低,为1034mg/kg,这主要是由于毛细管力作用使Na+上移。而灌溉2年的土壤表层中的Na+含量大幅度降低,仅为837mg/kg,是未灌溉土壤的49.1%,而0.5m土层的Na+含量则大幅度提高,达到1712mg/kg,是未灌溉区土壤0.5m土层的1.65倍,1m土层的Na+含量有一定程度的提高,这说明进入土壤溶液中的Na+随水向下层渗透。2.3cocdr含量的测定由表2可知,经过不同水质灌溉后,土壤中Na+含量均有不同程度的降低,经清水灌溉的土壤Na+含量下降至494mg/kg,下降幅达64.7%;用CODCr含量为1000、2000、4000mg/L的废水污灌后土壤的Na+含量下降的幅度分别为55.8%、33.1%和22.2%,显然废水中的Na+含量越高,表层土壤的Na+含量因随水下渗而降低的幅度越小。同时土壤容重在灌溉后均有一定程度的提高,所以应当慎用利用高浓废水进行灌溉。2.4灌溉对土壤、土壤的影响表3数据表明,芦苇的花、叶、茎、根各部分组织中的Na+含量有明显差异,其中芦苇花中Na+含量最高,其次为茎、根、叶。不同浓度的废水灌溉对Na+在芦苇各部分中的分布无明显影响,但是由于灌溉引起了土壤中Na+含量的变化,导致芦苇组织中总Na+含量产生一定的变化。表3中数据显示,清水灌溉的芦苇Na+平均含量为3.33mg/g,而用CODCr含量分别为1000、2000、4000mg/L的废水灌溉的芦苇Na+平均含量分别为3.47、3.39、3.95mg/g,说明灌溉用废水的Na+含量越高,土壤中的Na+含量越高,芦苇组织中所含的Na+含量也越高。2.5废水灌溉对芦虾u以某造纸厂年产1.5万t草浆计,年排放废水600万m3,废水经厂内预处理与厂外氧化塘处理后进入苇田湿地生态系统的水量约为520万m3,Na+含量为600mg/L左右,则每年进入苇田的废水中Na+总量为3.12×106kg,该厂苇田总面积约为1.33×107m2,每年废水灌溉对芦苇湿地平均每平方米的Na+贡献量约为0.234kg。芦苇产量以每亩600kg(即每公顷40kg)计(2003年芦苇收割期统计结果),每公斤芦苇的Na+含量平均约为3.5g(实测值),则芦苇总产量约为1.2×107kg,每年可从土壤中吸收走Na+的总量为4.2×104kg,平均每平方米吸收0.0032kg,仅占废水贡献量的1.3%,其他近98.7%的Na+将会滞留在生态处理场中。以上实验结果又表明,无论是桶栽实验还是苇田土壤试验,土壤中的Na+没有增加,相反,经过灌溉后却有不同程度的降低。3木本湿地灌溉对地下水质的影响3.1与阴阳水(海水淡水交界区的混合水)中的Na+含量和盐土土壤溶液中的Na+含量相比,造纸废水中Na+含量较低,所以在本研究测定的灌溉时间范围内,用造纸废水灌溉滩涂湿地芦苇,对湿地的土壤有洗盐的作用,不会对芦苇的生长