全 文 ：独角莲对城市垃圾渗滤液有机物降解效应研究
王晓楠1，2，Agamuthu Pariatamby2
(1．黑龙江省科学院大庆分院，黑龙江大庆 163319;2． Institute of Biological Sciences，Faculty of Science，University of Malaya，Malaysia 50603)
摘要 ［目的］研究植物独角莲对城市垃圾渗滤液中有机物的修复效果。［方法］通过对渗滤液进行不同浓度的稀释和配合化学絮凝剂
的处理，检测独角莲对渗滤液的重要有机物衡量指标 COD(化学需氧量)、BOD(五日生化需氧量)及 NH3-N(氨氮)的降解效应。［结果］
独角莲具有在滤液中生长迅速、抗性强和降解效率高的特性，但在 100%渗滤液原液(ＲL)与 100%处理后的渗滤液(TL)处理下，由于渗
滤液毒性较强，植物在此浓度下的修复效果有限;化学絮凝剂 FeCl3 处理和独角莲的共同作用可以有效降低较高浓度的渗滤液中的
BOD和 COD浓度，且 TL中的 NH3-N含量下降也更显著。［结论］该研究为利用植物处理垃圾渗滤液提供了一个良好的备选材料。
关键词 独角莲;植物修复;垃圾渗滤液;有机物降解
中图分类号 S181． 3 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2014)22 －07568 －03
Ｒesearch on the Effects of Typhonium giganteum on the Organic Degradation of Urban Landfill Leachate
WANG Xiaonan et al (Daqing Branch of Heilongjiang Academy of Sciences，Daqing，Heilongjiang，163319;Institute of Biological Sciences，
Faculty of Science，University of Malaya 50603)
Abstract ［Objective］The research aimed to study the remediation effect of Typhonium giganteum on the organic matter of landfill leachate．
［Method］Through treatment of leachate dilution and combination with the chemical flocculants，the remediation effects of Typhonium giganteum
on important organic matter parameters containing COD，BOD and NH3-N in leachate were analyzed．［Ｒesult］Typhonium giganteum had the char-
acters of fast growing，high resistance and high degradation capability，but showed the low remediation effection under 100% raw leachate and
100% treated leachate condition because of strong toxicity of leachate． Method of combination of FeCl3 and Typhonium giganteum could reduce the
contents of BOD and COD in high concentration leachate，and NH3-N content significant reduced．［Conclusion］The study provides a good candi-
date plant for leachate bioremediation using plant．
Key words Typhonium giganteum;Phytoremediation;Landfill leachate;Organic degradation
作者简介 王晓楠(1981 － )，女，黑龙江绥化人，助理研究员，博士，从
事植物抗逆分子生物学研究。
收稿日期 2014-03-10
植物修复技术是目前城市垃圾渗滤液与城市污水治理
和修复的经济、有效、环保的新途径［1］。而植物修复能否成
功的关键就是寻找耐性强、生物量大、生长迅速并具有较强
的降解能力、吸收、与转运能力的植物，从而实现渗滤液中有
害物质的有效去除［2 －3］。尽管目前已报道的修复植物种类
并不少，但大多还仅处于试验阶段，且这些物种也主要集中
在显花植物的个别科属，并普遍存在局域性分布、生物量小、
生长缓慢等特点，为实际应用带来了很大困难［4］。因此，寻
找更理想地有效改善和修复渗滤液污染、兼具较高的生物量
和耐受性的种质资源，具有特别重要的实际意义。笔者在此
以城市垃圾渗滤液为处理对象，从有机物去除特征角度主要
研究分析了触角莲对城市垃圾渗滤液的 COD(化学需氧
量)、BOD(五日生化需氧量)及 NH3-N(氨氮)的含量变化影
响，并对比分析了不同浓度渗滤液对植物生长发育的影响。
1 材料与方法
1． 1 渗滤液的收集和处理 该研究中的渗滤液原液样本取
自马来西亚的 Jeram垃圾处理厂。未经稀释的渗滤液原液
BOD浓度 27 000 mg /L、COD浓度 51 000 mg /L、NH3-N 浓度
2 143 mg /L。渗滤液原液温度29 ℃，pH =8． 45。渗滤液的前
处理采用化学絮凝剂 FeCl3，处理浓度 4 g /L。
1． 2 植物材料 独角莲(Typhonium giganteum)采集自马来
西亚大学植物园的非污染区。利用 2． 0 L 的渗滤液和 1 500
g土壤对植物进行培养和处理，培养温度(28 ±2)℃，光照12
h，光强 12． 5 μmol /(m2·s)的条件下培养 40 d。试验划分 2
个处理组，即渗滤液原液(Ｒaw leachate，ＲL)0%、1． 50%、
3． 10%、6． 25%、12． 50%、25． 00%、50． 00%、100． 00%，FeCl3
处理的渗滤液(Treated leachate，TL)0%、1． 50%、3． 10%、
6． 25%、12． 50%、25． 00%、50． 00%、100． 00%。
1． 3 渗滤液对植物生长的影响 植物样品洗净后，105 ℃烘
箱中杀青 15 min，然后在 65 ℃下烘干至恒重，用于测定植物
干重、生长量和生长率变化。
2 结果与分析
2． 1 生物耗氧量(BOD)浓度的变化 由图 1 可见，不同浓
度的渗滤液原液(ＲL)和 FeCl3 处理的渗滤液(TL)的 BOD浓
度在处理 10 d后即开始显著降低，尤其对于 TL中的12． 50%
和 25． 00%两处理下，与其他浓度对比，40 d后的浓度降低效
果更显著。说明 FeCl3 处理和独角莲的共同作用可以有效降
低较高浓度的渗滤液中的 BOD浓度。
不同浓度的 ＲL经 40 d的处理后，BOD 浓度降低显著，
25． 00%的 ＲL在处理 30 d后 BOD浓度从 351． 0 mg /L 下降
至 47． 5 mg /L;100． 00%ＲL中的 BOD浓度在处理 10 d后即
呈现显著下降趋势，由 676． 0 mg /L下降至 447． 0 mg /L;但 10
d后植物在 100． 00% ＲL已死亡，说明未经稀释的渗滤液原
液毒性较强，植物在此浓度下的修复效果有限。
2． 2 化学耗氧量(COD)浓度的变化 从图 2 可以看出，不
同浓度下 ＲL中的 COD浓度明显高于 TL，并经 20 d的处理
后，ＲL和 TL的 COD均呈现急剧下降趋势，如 25． 00%浓度
下，分别由0 d的39 967和47 400 mg /L下降至3 533和5 417
mg /L;100． 00%ＲL中的 BOD浓度在处理 10 d后即呈现显著
下降趋势，由 51 500 mg /L下降至 48 233 mg /L;但 10 d后植
物在 100． 00%ＲL已死亡，说明未经稀释的渗滤液原液毒性
责任编辑 黄小燕 责任校对 况玲玲安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2014，42(22):7568 － 7570
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.22.095
较强，植物在此浓度下的修复效果有限。经 40 d处理，ＲL和
TL中的 COD浓度降到最低值(图 2)，说明无论是植物修复
还是与絮凝剂结合处理均可显著降低 COD 浓度，表明渗滤
液中的有机物浓度显著下降。
图 1 不同处理条件下渗滤液原液(a)和 FeCl3 处理的渗滤液(b)的 BOD浓度
图 2 不同处理条件下渗滤液原液(a)和 FeCl3 处理的渗滤液(b)的 COD浓度
图 3 不同处理条件下渗滤液原液(a)和 FeCl3 处理的渗滤液(b)的 NH3-N浓度
2． 3 氨氮(NH3-N)含量的变化 由图 3 可见，ＲL 和 TL 中
的 NH3-N含量的变化趋势均随渗滤液浓度的增加而升高，但
随着处理时间的延长而显著降低。在处理 40 d后，ＲL中的
NH3-N含量在 1． 50%、3． 10%、6． 25%和 12． 50%中的浓度值
均在 1． 50 mg /L 以下，TL 中的 NH3-N 含量仅在 3． 10%、
6． 25%和 12． 50%中能够检测到 0． 05、3． 54 和 24． 00 mg /L，
虽然相同浓度下 TL 中的 NH3-N 浓度高于 ＲL，但 TL 中的
NH3-N含量下降更显著。
2． 4 渗滤液对植物生长的影响 独角莲在 ＲL中的耐受能
力比较弱，特别是处理 10 d 后，100． 00%ＲL中的植物全部死
亡，但 TL中的植物能够存活11 d，在50． 00%的 ＲL中植物能
够存活 26 d，TL中植物存活 28 d。特别在 25． 00%浓度下，
ＲL中的植物能够存活 38 d，TL 中的植物在整个处理期内
(40 d)能够一直存活。同时，由表1可见，低浓度的ＲL与 TL
处理下，植物根均有一定程度增长，生长量和生长率均呈上
升趋势，但 25． 00% ～ 100． 00%浓度下，TL 中的根呈现显著
负增长;ＲL在 12． 50%浓度下，生长量和生长率即呈负增长，
100． 0%浓度下，植物根的生长量和生长率均大幅度下降。
965742 卷 22 期 王晓楠等 独角莲对城市垃圾渗滤液有机物降解效应研究
表 1 不同浓度的渗滤液对植物根生长的影响
渗滤液
渗滤液
浓度∥%
生长量
生长率
×10 －2 g /d
原液 1． 50 2． 10 0． 05
3． 10 1． 17 0． 03
6． 25 0． 47 0． 01
12． 50 0． 05 0． 00
25． 00 －1． 23 －0． 03
50． 00 －1． 33 －0． 05
100． 00 －1． 50 －0． 14
处理后 1． 50 1． 97 0． 05
3． 10 1． 47 0． 04
6． 25 0． 53 0． 01
12． 50 －1． 00 －0． 03
25． 00 －1． 80 －0． 05
50． 00 －1． 80 －0． 07
100． 00 －2． 07 －0． 21
对照 0 2． 67 0． 07
注:负生长率值表示渗滤液原液和处理后渗滤液对植物发育的抑制效
应。
3 讨论
城市垃圾场渗滤液处理是填埋场建设和管理比较薄弱
的环节之一。通常清除垃圾渗滤液的方法有物理修复法和
化学修复法，但普遍存在成本高，操作复杂，且有二次污染的
可能性等缺点［5］。近年来，研究者不断探索水体及土壤的植
物修复技术，使物理、化学和生物等修复技术得到了较快的
发展［6 －8］。相比较而言，植物修复技术有着技术和经济上的
双重优势，该研究中，独角莲能够在较高浓度的渗滤液原液
中存活，且生长迅速，生物量大，显示出显著的有机物降解效
率，在经化学絮凝剂处理后，其修复效应进一步提高，且独角
莲地理分布广泛，环境适应性强，因此，笔者认为独角莲可作
为城市垃圾渗滤液修复的首选植物材料，与其他处理手段相
结合，将成为大面积地应用的大生物量修复植物。
参考文献
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檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
6 －8．
(上接第 7567页)
NC55品种明显好于 ZC-01品种，风格特色比较明显，有利于
工业配方使用。
表 2 NC55与 ZC-01化学成分对比
产地 等级 品种
总糖
%
还原糖
%
总植物碱
%
总氮
%
钾
%
氯
%
钾氯比 糖碱比
山东诸城贾悦 C3F NC55 27． 87 23． 22 2． 07 1． 91 1． 57 0． 63 2． 48 13． 46
山东诸城程戈庄 C3F NC55 28． 91 26． 23 1． 68 1． 64 1． 32 0． 63 2． 10 15． 61
山东诸城贾悦 C3F ZC-01 31． 72 25． 20 1． 62 1． 47 1． 34 0． 37 3． 62 19． 58
山东诸城程戈庄 C3F ZC-01 35． 01 28． 77 1． 78 1． 61 1． 23 0． 39 3． 16 19． 67
表 3 NC55与 ZC-01感官质量对比
产地 等级 品种
鼻腔指标
香型
香气
质
香气
量
刺激
性
透发
性
杂气
喉部指标
刺激性 劲头
口腔指标
刺激
性
浓度 余味
湿润
程度
燃烧
性
灰色
山东诸城市贾悦 C3F NC55 7． 0 6． 6 6． 3 6． 5 2． 9 6． 0 5． 9 5． 3 5． 9 6． 3 6． 0 3． 0 3． 8 3． 2
焦香、正甜香、坚果香、干草香;香气较细腻、绵长，烟气蓬松;稍有回甜感，稍有生青气
山东诸城市程戈庄 C3F NC55 6． 0 6． 4 6． 4 6． 1 2． 8 5． 3 5． 9 5． 3 6． 0 6． 0 4． 9 2． 5 3． 7 2． 8
焦香、正甜香、干草香、坚果香;香气较细腻、绵长，烟气蓬松，口腔有生津感;稍有青杂气
山东诸城市贾悦 C3F ZC-01 5． 0 6． 1 5． 8 6． 4 2． 9 5． 3 6． 0 5． 0 5． 9 5． 9 5． 8 3． 0 4． 0 3． 2
坚果香、正甜香、豆香、干草香;香气细腻、绵长，烟气蓬松;口腔回甜感有;有生青、木质气
山东诸城市程戈庄 C3F ZC-01 5． 0 5． 4 5． 6 6． 1 3． 0 5． 3 6． 0 5． 2 5． 9 6． 2 5． 0 2． 5 4． 0 3． 0
坚果香、正甜香、干草香、木香;香气稍粗糙、绵长性中等，烟气蓬松;口腔刺辣涩口;有生青气、花粉气
3 结论与讨论
通过质量评价，NC55与 ZC-01相比较，外观上有明显差
异，疏松程度、色度提高明显;化学成分上 NC55比较协调;感
官质量上风格特色突出，香气较好，能够达到中偏浓 －浓偏
中香型。
NC55与山东 ZC-01 品种烟叶相比质量特色突出，口腔
甜润感、生津感较强，对于提高卷烟配方香气，改善口感具有
较好的作用。
参考文献
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0757 安徽农业科学 2014年