1.试验方法

采取1号系统前置沸石带不同深度的沸石样品、1号系统进水端不同深度的土壤、1号系统不同位置的表铺沸石、2号系统和3号系统的混合土壤样品(0~40cm深),按如下步骤测定氨氮吸附量:①取一定质量沸石样或土样,置于200mL有内盖塑料瓶中。②在上述塑料瓶中加入2mol/L的KCl溶液100mL,盖上瓶塞。③置于恒温振荡器(20℃)振荡1h,静置至溶液澄清(约30min),取部分上清液分析,纳氏试剂光度法测定氨氮,若24h内无法分析,则需过滤后分析,滤液存于冰箱备用。

在测定氨氮吸附量的同时,另取1号系统前置沸石带0~15cm的沸石200g,分2组,每组100g。将2组沸石分别置于编号为S1和S2的500mL烧杯中,各加去离子水350mL。S1用气泵连续曝气(气量0.88L/min),S2不曝气,在第4、12、48、96h时,分别取上清液测定NO-3-N含量。

2.沸石和土壤的解吸附

单位质量介质的氨氮吸附量,土壤(1.07~2.74mg/g)为沸石(0.09~0.37mg/g)的3倍以上。

对比1号系统和2号系统的表铺沸石,发现随着使用时间的增长,氨氮吸附量明显降低(4个月时和16个月时分别为0.13~0.33和0.09mg/g)。由此预测表铺沸石使用22个月后的氨氮吸附量小于0.09mg/g。

在人工湿地中随时间的推移,上清液中的硝酸盐浓度渐增,对照组中硝酸盐浓度的增加比曝气组的慢,说明曝气对已吸附一定量氨氮的沸石有再生作用。由表2可见,此层沸石吸附的氨氮量为0.30mg/g,结合图1可知,在96h内100g沸石在曝气作用下生成硝酸盐2.54mg,即有8.4%的氨氮转化成硝酸盐氮。