全 文 ：科技创新导报 2013 NO.25Science and Technology Innovation Herald 环 境 科 学
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald90
含酚废水多来自焦化等工业排放，危害
大、污染范围广，能产生毒害。长期饮用被酚
污染的水会引起贫血、头昏及各种神经系统
疾病[1]。当水中酚含量大于10 mg/L时，大
多鱼类等水生生物不能生存[2]，用于灌溉，
则导致农作物的减产或枯死。因此，含酚废
水被列为需要重点解决的一种有害废水[3]，
其污染防治研究也是维持水体生态平衡、
保护水环境的重要研究领域[4]。
目前处理含酚废水的常用方法有物理
法、化学法和生物法。对含酚浓度较高的废
水，一般采用物理法和化学法。当废水中的酚
类化合物浓度较低时，适于用生物法处理。相
比之下，生物法无二次污染、处理量大，在含
酚废水无害化处理中具有更大潜力[5]。
已有国内外学者报道水生植物可作为
净化污染水体，吸附重金属和防治富营养
化的有效手段[6-12]，但用于处理含酚废水的
报道还很少[13]。
该文研究了水生植物菹草Potamoget
o n c r i s p u s 和 豆 瓣 菜 N a s t u r i u m
of f ic ina le对水体中低浓度苯酚(≤6 mg/
L)的去除作用，可为防治含低浓度苯酚污染
的水体提供理论和实践指导。
1 材料与方法
1.1 实验材料、仪器、试剂
紫外分光光度计(SPECTRO UV-
VIS AUTO-001547,Labomed , I nc .美
国)，人工气候箱(MGC-300H，上海一恒)，
所用试剂均为分析纯。
实验所选用两种植物材料菹草(Potam
ogeton cr i spus）和豆瓣菜（Nastur ium
①基金项目:山西省自然科学基金项目(2011011036)。
②作者简介:董晓丽（1980—），女，硕士，研究方向为污染水体植物修复。
通讯作者：谢树莲（1962—），女，博士，教授，研究方向为水生植物学，E-mai l：xiesl@sxu.edu.cn。
菹草和豆瓣菜去除水体中低浓度苯酚的研究①②
董晓丽 冯佳 谢树莲
(山西大学生命科学学院 山西太原 030006)
摘要：研究了两种水生植物，菹草Potamogeton crispus和豆瓣菜Nasturium officinale对水体中低浓度苯酚(≤6 mg/L)的去除作用。结果表明
菹草和豆瓣菜对苯酚的去除率分别为78.69%和82.86%，菹草对苯酚去除的最优水平因素组合为8℃，2 h，0.5 g，豆瓣菜对苯酚去除的最优水
平因素组合为28℃，2 h，0.5 g。两种植物对水体中低浓度苯酚具有良好的耐受性和明显的净化效果，具有处理含酚废水的潜力。
关键词：苯酚 菹草 豆瓣菜 条件优化 植物修复
中图分类号:X703 文献标识码：Ａ 文章编号：1674-098X(2013)09(a)-0090-03
Removal effect of low concentration phenol in water by Potamogeton crispus and Nasturium
officinale
DONG Xiaoli,WANG Kai,FENG Jia,XIE Shulian
（School of Life Science,Shanxi University,Taiyuan 030006,China）
Abstract:Removal effect of low concentration phenol in water by two aquatic plants,Potamogeton crispus and Nasturium
officinale,was conducted.The results show that the removal rates of P.crispus and N.officinale on phenol were 78.69% and
82.86%,respectively.The best combination of removing phenol by P.crispus was temperature 8℃,exposure time 2h and weight 0.5
g and temperature 28 ℃,exposure time 2h and weight 0.5g by N.officinale.
Key words:phenol;Potamogeton crispus Nasturium officinale optimization of removal condition phytoremediation
水平 因素
T温度(℃) t处理时间(h) W重量(g)
1 8 1 0.5
2 18 2 1.0
3 28 4 1.5
表1 菹草和豆瓣菜去除水体中苯酚正交试验因素水平表
因素 1 2 3 4 5 6 7 8 11
T t T×t T×t W T×W T×W t×W t×W
k1 1.4164 1.4858 1.4874 1.4981 1.3666 1.5699 1.4491 1.5038 1.4850
k2 1.5552 1.4564 1.4597 1.4866 1.5527 1.4442 1.5185 1.4621 1.4948
k3 1.5030 1.5323 1.5275 1.4899 1.5552 1.4605 1.5070 1.5087 1.4948
R 0.1388 0.0759 0.0678 0.0115 0.1886 0.1257 0.0694 0.0466 0.0098
表2 菹草去除苯酚实验结果分析表
变差来源 变差平方和 自由度 均方 F值 显著性
W .211 2 .105 7.889 ﹡﹡
Error .365 24 .015
Total .576 26
表3 菹草对苯酚去除实验结果方差分析
注：*显著；**极显著。
DOI:10.16660/j.cnki.1674-098x.2013.25.041
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of f i c i n a l e），采自山西太原，经清洗和挑
选 后，选 择生长良 好 的供 试 材 料在驯 化
培养1～2 d。培养条件为温度18 ℃，湿
度35%～50 %RH，光强30 0 0 l x，光暗比
12h∶12h。驯化培养后，进行苯酚暴露处
理。
1.2 实验方法
根据有关文献，实验设计采用L27(313)
正交设计表（见表1）[14-16]。
1.2.1 最大吸收波长确定
根据有关文献，以分光光度计在230～
290 nm范围内进行扫描，确定苯酚的最大
吸收波长，为270 nm，与有关文献记载相
符[17-18]。
1.2.2 标准曲线的绘制　
设置浓度梯度(0～6 mg/L)，在最大
吸收波长下测定吸光值，进而绘制标准曲
线，确定函数方程（图1）
苯酚在0-6 mg/L质量浓度范围内服
从比尔定律，具有良好的线性关系[19]。回归
方程为C=7.3475A，A为吸光度，C为苯酚
浓度(mg/L)。实验值与趋势线的拟合度超
过95%，说明函数反映了实际情况。
1.2.3 吸光值的测定
按实验设计称取不同重量的驯化培养
后的供试材料，温度、处理时间按照表1要
求设定。每个处理设3个重复。然后在270
nm处测定吸光值。
1.2.4 苯酚暴露处理
按实验设计称取不同重量植物体，在
初始浓度C=6mg/L下，不同温度及不同时
间下进行苯酚暴露。在实验过程中，定时晃
动并随机变换三角瓶的位置，以减少因光
照强度不同而带来的实验误差。
1.3 数据处理
实验数据采用SPSS 17.0软件进行分
析。
因素 1 2 3 4 5 6 7 8 11
T t T×t T×t W T×W T×W t×W t×W
k1 1.1429 1.1878 1.2017 1.1927 1.1291 1.2091 1.2270 1.1837 1.2094
k2 1.2352 1.1674 1.2180 1.1968 1.1486 1.1870 1.2613 1.2107 1.1829
k3 1.2156 1.2385 1.1740 1.2042 1.3160 1.2507 1.1617 1.1993 1.2033
R 0.0923 0.0711 0.0440 0.0115 0.1869 0.0637 0..996 0.0270 0.0265
表4 豆瓣菜去除苯酚实验结果分析表
变差来源 变差平方和 自由度 均方 F值 显著性
T .043 2 .021 12.942 ﹡﹡
t .024 2 .012 7.325 ﹡﹡
W .190 2 .095 57.810 ﹡﹡
TW .057 4 .014 7.125 ﹡﹡
Error .029 16 .002 0.906
Total .343 26
表5 豆瓣菜对苯酚去除实验结果方差分析
图1 苯酚浓度与吸光值的函数关系
图2 菹草对苯酚去除率直观图
图3 温度、处理时间、重量对菹草去除苯酚的影响
图4 豆瓣菜对苯酚去除率直观图
注：*显著；**极显著。
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2 结果与分析
2.1 菹草对苯酚的去除结果
菹草对苯酚的去除结果见表2和图2、
图3。从中可以看出，随着温度的升高，菹草
对苯酚的去除作用先降后升，随着处理时
间的延长，菹草对苯酚的去除率先升后降，
而随着材料重量的增加，去除率先下降后
趋于稳定趋势。4、5号处理实验结果苯酚的
浓度最低，去除率达78.69%。菹草去除苯
酚各影响因素的R值为重量>温度>处理时
间。
方差分析（表3）表明，重量对苯酚的去
除作用影响极显著，其他因素影响不显著。
2.2 豆瓣菜对苯酚的去除结果
豆瓣菜对苯酚的去除结果见表4和图
4、图5。从中可以看出，随着温度的升高，豆
瓣菜对苯酚的去除作用先降后升，随着处
理时间的延长，豆瓣菜对苯酚的去除率先
升后降，而随着材料重量的增加，去除率下
降。4号处理实验结果苯酚的浓度最低，去
除率达82.86%。豆瓣菜去除苯酚各影响因
素的R值为重量>温度>处理时间。
方差分析(表5)表明，温度、处理时间、
重量、重量×温度对苯酚的去除作用影响极
显著，其他因素影响不显著。
3 结语
(1)菹草去除苯酚的最优水平组合为
(T1 t2 W1)，即温度8 ℃、处理时间2 h和
重量0.5 g。豆瓣菜去除苯酚的最优水平组
合为(T3 t2 W1)，即温度28 ℃、处理时间
2 h和重量0.5 g。
(2)两种水生植物对水体中低浓度苯酚
具有很好的耐受性和明显的净化效果，具
有处理含酚废水的潜力。
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图5 温度、处理时间、重量对豆瓣菜去除苯酚的影响