4種耐低溫沉水植物對富營養化水體除磷去氮的研究

藺芳

摘 要：選擇 4種耐低溫的沉水植物（伊樂藻、微齒眼子菜、菹草和竹葉眼子菜），以未種植植物為對照，研究冬季低溫環境下不同水生植物單獨種植及其兩兩組合種植對富營養化水體的總氮（TN）和總磷（TP）的凈化效果。結果表明：微齒眼子菜+伊樂藻2種沉水植物組合均能在富營養化水體中正常生長，且對TN、TP的去除率分別高達45.15%和60.38%，是最佳的沉水植物組合形式。

關鍵詞：沉水植物；富營養化；除磷去氮

中圖分類號 S718.51 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）22-0108-02

Abstract：In this study，four submerged plants（Elodea，Astragalus microdentata，Potamogeton crispus and Astragalus bambusae）with low temperature tolerance were selected as control plants to study the purification efficiency of total nitrogen（TN）and total phosphorus（TP）in eutrophic water by planting different aquatic plants individually and combining two groups of plants under low temperature in winter. Fruit. The results showed that the combination of Eupatorium microdentatum+Elodea could grow normally in eutrophic water，and the removal rates of TN and TP were 45.15% and 60.38% respectively. It was the best combination of submerged plants.

Key words：Submerged macrophytes；Eutrophication；Phosphorus removal and nitrogen removal

隨著人類活動的增加，生活污水和生產用水的排放量日益增加，隨之而來的是水體富營養化問題[1]。近年來，水生植物作為生物治理污水的一種重要手段被廣泛采用，其中挺水植物由于具有較好的景觀效益而應用較多，但水體凈化效果一般，尤其到了秋冬季節，大多數挺水植物由于耐低溫效果較差而死亡，不僅無法起到修復水體的作用，還會引發新的水體污染。沉水植物是水生態系統的一個重要組成部分[2]，相對于挺水植物，某些沉水植物具有更好的水體凈化效果，因而具有更好的應用潛力[3，4]。為此，本研究選取豫北地區4種耐低溫沉水植物（伊樂藻、微齒眼子菜、菹草和竹葉眼子菜）作為研究對象，探討其單獨種植和兩兩組合種植對生活污水的凈化效果。

1 材料與方法

1.1 供試沉水植物 4種沉水植物包括伊樂藻、微齒眼子菜、菹草和竹葉眼子菜。

1.2 沉水植物的栽培 用同一型號的塑料小桶種植，塑料小桶桶口直徑為9.30cm，桶底直徑為6.22cm，高7.45cm，容積約21L。每一塑料小桶中約種植20～30株沉水植物。

1.3 試驗設計 （1）實驗用水：原水采用新鄉市區的生活污水，將其稀釋到富營養濃度范圍后加入種有沉水植物的塑料小桶內。（2）試驗方法：共設10種處理：微齒眼子菜+伊樂藻、竹葉眼子菜+伊樂藻、微齒眼子菜+菹草、竹葉眼子菜+微齒眼子菜、菹草+伊樂藻、竹葉眼子菜+菹草、伊樂藻、微齒眼子菜、菹草、竹葉眼子菜。每種處理3次重復，取不放植物的污水溶液作為CK。將沉水植物從產地取來后，先用自來水馴養7d后，然后取生長狀態接近的植物樣品，用去離子水清洗根系，于2017年11月23日植入每個塑料小桶中。（3）結果測定：試驗于2017年12月1日開始，2018年3月25日結束，試驗周期共125d，期間每隔20d采集水樣，分別測水中總氮（TN）和總磷（TP）的質量濃度。其中，TN采用過硫酸鉀氧化—凱氏定氮儀測定法，TP采用鉬銻抗分光光度法測定[5]。

2 結果與分析

2.1 4種沉水植物TN的變化 由圖1可知，隨著處理時間的延長，各處理TN濃度均有不同程度下降，所有處理的水體TN濃度全部低于對照組，去除TN效果由高到低依次是微齒眼子菜+伊樂藻>竹葉眼子菜+伊樂藻>微齒眼子菜+菹草>竹葉眼子菜+微齒眼子菜>菹草+伊樂藻>竹葉眼子菜+菹草>伊樂藻>微齒眼子菜>菹草>竹葉眼子菜。經過125d的處理后，所有處理水體中的TN濃度從12.01～12.08mg·L-1降至6.59～8.80mg·L-1，去除率為45.15%～27.20%。

2.2 4種沉水植物TP的變化 由圖2可知，各處理TP濃度在試驗初期下降較快，后期呈平緩下降趨勢，去除TP效果從高到低依次是微齒眼子菜+伊樂藻>竹葉眼子菜+伊樂藻>微齒眼子菜+菹草>竹葉眼子菜+微齒眼子菜>菹草+伊樂藻>竹葉眼子菜+菹草>伊樂藻>微齒眼子菜>菹草>竹葉眼子菜。經過125d的處理后，它們對 TP的去除率分別為61.29%、57.72%、53.23%、48.62%、48.04%、46.69%、45.02%、39.70%、37.46%和36.24%。

3 結論與討論

研究表明，去除富營養化水體TN和TP的效果均為微齒眼子菜+伊樂藻>竹葉眼子菜+伊樂藻>微齒眼子菜+菹草>竹葉眼子菜+微齒眼子菜>菹草+伊樂藻>竹葉眼子菜+菹草>伊樂藻>微齒眼子菜>菹草>竹葉眼子菜，在冬季富營養化水體植物修復中可優先考慮微齒眼子菜+伊樂藻組合，它是適宜的水生植物組合形式。

參考文獻

[1]張培麗，陳正新，裘知，等.模擬人工濕地中植物多樣性對銨態氮去除的影響[J].生態學雜志，2012，31（5）：1157-1164.

[2]周小平，徐曉峰，王建國，等.3種植物浮床對冬季富營養化水體氮磷的去除效果研究[J].中國生態農業學報，2007，15（4）：102-104.

[3]國家環?？偩?水和廢水監測分析方法[M].北京：中國環境科學出版社，2002.

[4]楊旻，吳小剛，張維昊，等.富營養化水體生態修復中水生植物的應用研究[J].環境科學與技術，2007，30（7）：98-103.

[5]黃亮，吳乃成，唐濤，等.水生植物對富營養化水系統中氮、磷的富集與轉移[J].中國環境科學，2010，30（1）：1-6.

（責編：張宏民）