全 文 ：2010年 5月
May2010 　　　　　　　　　　　
华南师范大学学报 (自然科学版)
JOURNALOFSOUTHCHINANORMALUNIVERSITY
(NATURALSCIENCEEDITION) 　　　　　　　　　　　
2010年第 2期
　No.2, 2010
收稿日期:2009-11-02
基金项目:广东省科技攻关资助项目(2005B33302014)
作者简介:李彬(1981—),男 ,广东从化人 , 华南师范大学 2006级硕士研究生 , Email:libin4137@gmail.com;靖元孝(1963—),男 ,湖北武汉
人 ,博士 ,华南师范大学教授 ,主要研究方向:植物生态和环境生态研究 , Email:jingyx@scnu.edu.cn.
＊通讯作者
文章编号:1000-5463(2010)02-0090-06
互叶白千层(Melaleucaalternifolia)浮床对
生活污水净化效果研究初报
李　彬1 , 靖元孝 1＊ , 王忠正1 , 杨丹菁 2
(1.华南师范大学生命科学学院 ,广东省高等学校生态与环境科学重点实验室 ,广东广州 510631;
2.广州市环境保护科学研究院 , 广东广州 510620)
摘要:互叶白千层(Melaleucaalternifolia)为速生常绿木本植物 , 它产生的茶树油广泛应用于医药保健工业.该文研究
了互叶白千层浮床系统对生活污水的净化能力 ,并与风车草浮床系统进行了比较.研究结果表明:在 8— 12月 , 互叶
白千层浮床系统对污水净化能力较强 , TN、TP、BOD5 、CODCr、NH4 -N和 NO3 -N平均去除率分别为 71.39%、
83.32%、84.96%、69.91%、 72.53%和 76.23%, 分别为风车草浮床系统的 87.55%、 95.03%、 97.48%、 98.24%、
88.73%和 89.37%;在温度较低的 1月 , 互叶白千层浮床系统对污水净化能力明显下降 , TN、TP、BOD5、CODCr、NH4 -
N和 NO
3
-N去除率分别为 29.83%、61.33%、 70.53%、 49.89%、 39.03%和 53.84%, 分别为风车草浮床系统的
38.67%、68.24%、86.77%、77.70%、64.20%和 65.87%.
关键词:生活污水;净化效果;浮床系统;互叶白千层;风车草;木本植物
中图分类号:Q948　　　文献标志码:A
　　植物浮床具有不消耗能量 ,不受水深限制 ,可在
修复水体的同时收获具有经济价值的植物材料等优
点 [ 1-3] .近来年有关植物浮床净化污水的研究逐渐
增多 ,如浮床种养鹦鹉草(Myriophylumaquaticum)、
雀稗草(Paspalumpaspalodes)、毛茛(Ranunculusre-
pens)、香根草(Vetiveriazizanioids)、水芹菜(Oenanthe
javanica)、水蕹菜(Ipomoeaaqutica)、黑麦草(Lolium
multiflorum)和美人蕉(Cannaindica)等植物对污水
具有一定的净化效果 [ 4-11] .植物的生长量和对营养
物质氮 、磷的吸收量是浮床植物选择的关键[ 2] ,现
在国内外用于构建植物浮床的多为草本植物 ,未见
木本植物用于构建植物浮床的报道.
在用于构建植物浮床的众多植物中 ,风车草
(Cyperusalternifolius)是最优秀的物种之一 ,它全年
保持生长 , 即使在冬天仍能维持一定的生长速
率 [ 12] ,根系发达 ,根生物量大[ 13] ,在人工湿地 [ 14-17]
和植物浮床 [ 18 -23]均表现出很强的去污能力 ,本实验
选取其作为互叶白千层的参照.
互叶白千层(Melaleucaalternifolia)属桃金娘科
白千层属木本植物 ,原产于澳大利亚.互叶白千层四
季常绿 ,生长快速 ,萌芽能力强 ,可进行多次收割.从
互叶白千层新鲜枝叶提取的精油(俗称茶树油),应
用广泛 ,具有很高的经济价值 [ 24-26] .我国 20世纪
90年代初引进互叶白千层 ,目前陆续在广东 、福建 、
广西 、重庆等地广为种植并进行产业开发[ 27-28] .互
叶白千层具有很强的耐淹能力 ,在长期淹水条件下 ,
通过形成发达的通气组织和产生大量的不定根从而
保持正常的生长.在澳大利亚 ,用互叶白千层构建的
人工湿地对生活污水表现出较强的净化能力[ 29-31] .
我们推测 ,在水培条件下 ,互叶白千层也能保持良好
的生长 ,并大量吸收水体中的氮 、磷等营养物质 ,有
效净化水体.本文进一步研究互叶白千层浮床系
统对生活污水的净化效果 ,增加植物浮床的生物
多样性和观赏性 ,为植物浮床系统提供更多的植
物选择.
1　材料和方法
1.1　植物材料和实验设计
实验于 2008年 3月至 2009年 1月在广州华南
师范大学生物试验场进行.广州属南亚热带气候 ,年
平均气温 22 ℃,最冷月 1月和最热月 7月平均气温
分别为 13.3 ℃和 28.4 ℃, 年平均降雨量 1 694
mm.漂浮载体为聚乙烯泡沫板(59 cm×45 cm×3
cm), 在板上均匀打孔栽种植物 , 泡沫板漂浮在塑
料水箱(67cm×51cm×38cm)中.互叶白千层由本
实验室提供 ,经过 6个月的水培 ,在淹水的茎部已产
生了大量的不定根.2008年 3月 ,选取长势良好 、大
小均匀的互叶白千层(株高 80 cm,基径 3cm)和风
车草(株高 30 cm)分别移入塑料水箱泡沫板的圆孔
内 ,用海绵条加以固定 , 每箱 4株 ,每株风车草 5个
分蘖.互叶白千层有 30 cm茎部淹没水中 ,而风车草
只有根部淹没水中.另设只放泡沫板而不种任何植
株的塑料水箱为对照.每处理 3个重复 , 9个塑料水
箱随机排列于华南师范大学生物试验场的平坦空地
上.用生活污水对植物进行驯化培养 ,到 2008年 8
月 ,互叶白千层和风车草生长旺盛 , 2种植物浮床系
统中植物的覆盖度均达到 90%左右.对互叶白千层
进行适当修剪 ,其水面上植株高度约为 1 m,与风车
草株高基本相同 ,然后进行植物浮床系统净化效果
研究.
1.2　水样的采集和分析方法
生活污水取自华南师范大学学生宿舍 ,污水质
量浓度为 TN:28.81 ～ 53.90 mg/L;TP:0.88 ～ 1.58
mg/L;BOD5:12.24 ～ 26.21 mg/L;CODCr:36.40 ～
80.81mg/L;NH4 -N:6.81 ～ 17.05 mg/L;NO3 -N:
0.63 ～ 1.81 mg/L.用水泵从化粪池出水口抽取污
水 ,至蓄水池中沉淀 、过滤 ,进行调蓄后分别灌满各
个塑料水箱 ,每周更换污水 1次.
分别于每月 10号和 25号各采集水样分析 1
次.在采集处理后水样前 ,如果因蒸发和蒸腾作用
导致植物浮床系统水量减少 ,可补充自来水 ,保持
水量平衡 ,同时计算补充自来水中无机物和有机
物的含量.
进水样采集:用采水器在调蓄后的蓄水池中沿
对角线布设 3点采水 ,于 16 L桶中充分混合 ,用虹
吸法将污水转移到 1L的采样瓶中.
处理后水样采集:污水在水箱停留 3 d后 ,用采
水器在水箱水面下 10 cm处沿对角线布设 3点采
水 ,于 16L的桶中充分混合 ,然后再用橡皮管虹吸
转入 1 L的采样瓶中.每个处理均为 3个重复.
水质分析项目包括 TN、TP、BOD5 、CODCr、NH4
-N和 NO3 -N,方法如下:TN用过硫酸钾 —紫外分
光光度法;TP用钼锑抗分光光度法;BOD5用稀释接
种法;CODCr用重铬酸钾法;NH4 -N用纳氏试剂分
光光度法;NO3 -N用镉柱还原法 [ 32] .
1.3　数据处理
用 SPSS15.0统计软件计算各指标的平均值和
标准差 ,并通过方差分析检验差异的显著性.
2　结果及分析
2.1　浮床植物生长概况
在浮床水培条件下 , 互叶白千层和风车草在
2008年 8— 11月生长旺盛.2008年 12月至 2009年
1月 ,互叶白千层的生长逐渐减缓 ,部分老叶黄化凋
落.风车草的老叶也出现黄化凋落的现象 ,但仍保持
较好的生长.
2.2　互叶白千层对生活污水的净化效果
2.2.1　总氮(TN)和总磷(TP)的净化效果　互叶
白千层对生活污水的 TN和 TP的净化效果见图 1A
和图 1B.TN去除率 8— 10月维持在高水平 ,最高达
83.48%, 11— 12月略有下降 , 2009年 1月急剧下
降 ,最低仅为 24.33%.TP去除率 8— 12月比较稳
定 ,平均去除率达 83.32%, 2009年 1月明显下降 ,
最低为 60.51%.
2.2.2　BOD5和 CODCr的净化效果　互叶白千层对
生活污水的 BOD5和 CODCr的净化效果见图 1C和
图 1D.BOD5和 CODCr去除率在 8— 12月相对比较
稳定 , 维持在较高水平 , 去除率平均值分别达到
84.96%和 68.80%.2009年 1月有一定程度下降 ,
最低分别为 69.92%和 47.10%.
2.2.3　氨氮(NH4 -N)的净化效果　互叶白千层
对生活污水的 NH4 -N净化效果见图 1E.NH4 -N
去除率在 8— 11月 10日维持在高水平 , 最高达
85.36%, 11月 25日— 12月明显下降 , 2009年 1月
下降到最低水平 ,最低仅为 37.04%.
2.2.4　硝酸盐氮 (NO3 -N)的净化效果 　互叶
白千层对生活污水的 NO3 -N净化效果见图 1F.
91第 2期 李　彬等:互叶白千层(Melaleucaalternifolia)浮床对生活污水净化效果研究初报
图 1　互叶白千层浮床系统对生活污水的净化效果
Fig.1　PurifyingeffectofMelaleucaalternifoliagrowninfloating-bedsystemstodomesticwastewater
注:图中数据为平均值 ±标准差
NO3 -N去除率在 8— 10月维持在较高水平 ,最高
达 85.80%, 11— 12月略有下降 , 2009年 1月明显
下降 ,最低仅为 52.56%.
2.3　互叶白千层和风车草浮床净化效果比较
广州属南亚热带季风气候区 , 年平均气温为
21.4 ～ 21.9℃,最热的为 7— 8月 ,最冷为 1— 2月 ,
2009年 1月最低气温在 6 ℃左右.根据整个实验期
间的数据 ,将互叶白千层和风车草对生活污水的净
化效果分为 2008年 8— 12月和 2009年 1月 2个阶
段进行比较 ,各个指标在 2个阶段的平均值见表 1.
从表 1和图 1可以看出 ,互叶白千层在 2008年 8—
12月期间对生活污水的净化效率与风车草较为接
近 , TN、TP、BOD5、CODCr、NH4 -N和 NO3 -N平均
去除 率 分 别 为 风 车 草 的 87.55%、 95.03%、
97.48%、98.24%、88.73%和 89.37%,重复测量方
差分析结果表明 ,两者的 TP、BOD5 、CODCr和 NH4 -
N去除率平均值差异不显著(P>0.05),两者的 TN
和 NO3 -N的去除率平均值差异显著(P<0.05).
在 2009年 1月期间 ,互叶白千层对生活污水的净化
效果急剧下降 ,与风车草相比有较大差距 , TN、TP、
BOD5 、CODCr、NH4 -N和 NO3 -N平均去除率分别
只 有 风 车 草 的 38.67%、 68.24%、 86.77%、
77.70%、64.20%和 65.87%, 2个浮床系统之间各
个污染物指标的平均去除率差异显著(P<0.05).
表 1　互叶白千层和风车草浮床对生活污水净化效果比较
Tab.1　ComparisonofpurifyingefectbetweenMelaleucaalternifoliaandCyperusalternifoliusfloating-bedsystems
植物 　
2008年 8— 12月 2009年 1月
TN TP BOD5 CODCr NH4-N NO3-N TN TP BOD5 CODCr NH4-N NO3-N
互叶白千层 　 71.39±8.91a 83.32±5.07a 84.96±2.83a 69.91±4.97a 72.53±16.66a 76.23±6.54a 29.83±7.91a 61.33±1.15a 70.53±0.86a 49.89±3.95a 39.03±2.81a 53.84±1.81a
风车草　 81.54±5.52b 87.68±5.67a 87.16±3.63a 71.16±7.29a 81.74±12.64a 85.30±5.08b 77.14±1.28b 89.87±2.57b 81.28±0.59b 64.21±3.47b 60.79±0.84b 81.74±3.73b
　注:表中数据为平均值 ±标准差 ,同一列字母不同者表示差异显著(P<0.05).
3　讨论
在淹水条件下 ,互叶白千层可以通过产生不定
根和形成发达的通气组织适应淹水环境 ,从而保持
正常的生长[ 33] .本研究中 ,互叶白千层在无土水培
的条件下 ,同样通过上述机制维持了良好的生长状
况.互叶白千层一方面通过直接吸收而去除污水中
的氮和磷 ,另一方面其发达的根系为根际周围的微
生物和微型动物的生长繁殖和净化作用提供条件 ,
92 华 南 师 范 大 学 学 报 (自 然 科 学 版) 2010年
进一步促进了水体的净化.
在 8— 11月 ,互叶白千层生长快速 ,对污水的净
化能力与风车草相差不大.但进入冬季 ,随着温度的
不断降低 ,互叶白千层生长逐渐减缓 ,新枝叶的萌发
较少 ,净化能力与风车草相比下降比较明显 ,特别是
在温度最低的 1月.
在植物浮床应用过程中 ,植物的固定是一个不
可回避的技术问题 ,尤其是木本植物.在本实验中 ,
互叶白千层有 30 cm的茎部淹没在水中 ,为植物的
固定带来了方便.只要将植株在水面上的高度控制
在 1.0 ～ 1.5m范围内 ,互叶白千层浮床系统能够经
受风浪的冲击 ,保持稳定.
总之 ,互叶白千层在水培条件下能够保持快速
生长 ,对生活污水有较好的净化效果.可以尝试将互
叶白千层浮床系统应用于富营养化水体 ,在净化水
体的同时还可收获具有重要经济价值的植物材料.
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94 华 南 师 范 大 学 学 报 (自 然 科 学 版) 2010年
PRELIMINARYSDUDYONPURIFYINGEFFECTOFMELALEUCAALTERNIFLOLIA
GROWNINFLOATING-BEDSYSTEMSTODOMESTICWASTEWATER
LIBin1 , JINGYuanxiao1＊ , WANGZhongzheng1 , YANGDanjing2
(1.SchoolofLifeScience, SouthChinaNormalUniversity, KeyLaboratoryofEcologyandEnvironmentalScienceofGuangdong
HigherEducation, Guangzhou510631, China;2.GuangzhouResearchAcademyofEnvironmentalProtection, Guangzhou510620, China)
Abstract:Melaleucaalternifoliaisafast-growingwoodyplantandproducesteatreeoil, acommodityindemand
bythehealth-careindustry.ThepurifyingefectofM.alternifoliagrowninfloating-bedsystemstodomestic
wastewaterwasinvestigated, andcomparedwiththeCyperusalternifoliusgrowninfloating-bedsystems.Results
indicatedthatM.alternifoliafloating-bedwascapableofremovingpolutantsfromdomesticsewage.M.alternifo-
liafloating-bedmaintainedhighpurifyingefectfromAugusttoDecember, andtheaverageremovalratesofTN,
TP, BOD5 , CODCr, NH4 -NandNO3 -Nwere71.39%, 83.32%, 84.96%, 69.91%, 72.53% and76.23%,
respectively, whichareaccountedfor87.55%, 95.03%, 97.48%, 98.24%, 88.73% and89.37% ofremoval
ratesforC.alternifoliusfloating-bed, respectively.However, M.alternifoliahadlowpurifyingefectinJanuary,
andtheremovalratesofTN, TP, BOD5 , CODCr, NH4 -NandNO3 -Nwere29.83%, 61.33%, 70.53%,
49.89%, 39.03% and53.84%, respectively, whichareaccountedfor38.67%, 68.24%, 86.77%, 77.70%,
64.20% and65.87% ofremovalratesforC.alternifoliusfloating-bed, respectively.
Keywords:domesticwastewater;purifyingefect;floating-bedsystems;Melaleucaalternifolia;Cyperusalterni-
folius;woodyplant
【责任编辑　成　文】
·简讯 · 本刊影响因子年报(2009年版)
　　“中国学术期刊综合引证年度报告 ”从 2009年起改名为 “中国科技期刊影响因子年报 ”(下简称 “年
报 ”), 《年报 》对期刊载文量 、被引频次 、影响因子等指标的计算采用了新的统计规范 ,首次提出了 “两种期刊
影响因子”(即 “基础研究类期刊影响因子(BRIF)”、“技术研究类期刊影响因子(TRIF)”)的概念 ,并利用 2
种期刊统计源(第 Ⅰ类为基础研究类 、第Ⅱ类为技术研究类)进行计算:根据对《中国学术期刊综合评价数据
库(CAJCED)》2008年第Ⅰ类 2 569种统计源期刊的统计 ,并经综合评价分析 , 《华南师范大学学报(自然科
学版)》2008年度部分计量指标如下:
载文
量 /篇
可被引
文献量 /篇
总被
引频次
影响
因子
(BRIF)
他引
影响
因子
基金
论文比
引用
期刊数
被引
期刊数
被 2008年
会议论文
引用频次
被 2008年
学位论文
引用频次
2009年文献
在 2009年的
下载量 /万次
100 99 304 0.259 0.197 0.65 248 204 10 430 0.34
　　注 1:由于 2009年版的 “年报 ”的各项计量指标的计算与往年的各项计量指标的计算(载文量例外)有较大的差别 ,故今年的数据与往年的
数据无可比性 ,而且 ,由于统计刊源的改变 ,个别指标比 2007年度的要低.
注 2:部分计量指标说明如下:
总被引频次:某期刊自创刊以来发表的全部可被引文献在统计年被第Ⅰ类或第Ⅱ类统计源期刊引用的总次数;
被引频次:某期刊在指定时间范围内发表的全部可被引文献在统计年被第Ⅰ类或第Ⅱ类统计源期刊引用的总次数;
影响因子(BRIF):该期刊前两年发表的可被引文献在统计年被第Ⅰ类统计源期刊引用的总次数与该期刊前两年发表的可被引文献总量
之比;
他引影响因子:某期刊前两年发表的可被引文献被本刊之外第Ⅰ类或第Ⅱ类统计源期刊引用的总次数与该期刊前两年发表的可被引文献
总量之比.
(庄晓琼　整理)
95第 2期 李　彬等:互叶白千层(Melaleucaalternifolia)浮床对生活污水净化效果研究初报