不同類型水生植物組合去除氮磷效果

　　摘要：于2017年3～8月在萬州典型區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測重點站，選用當?shù)爻Ｒ姼∑肌④�白、金魚藻、黃花鳶尾、睡蓮5種水生植物，分別組成“挺水十浮漂”、“挺水十浮葉”、“挺水十沉水”3種植物組合，設(shè)置了3種氮磷濃度，開展了水生植物組合去除水體中氮磷人工模擬試驗。并運用連續(xù)流動分析法對各觀測池內(nèi)水質(zhì)進行了分析。

　　關(guān)鍵詞：水生植物;凈化水質(zhì);植物組合;三峽庫區(qū);生態(tài)恢復(fù)

　　1引言

　　水體富營養(yǎng)化是三峽庫區(qū)目前最突出的水環(huán)境問題之一，2016年三峽庫區(qū)長江主要支流監(jiān)測的24個地表水基本項目中總氮、總磷超標率分別達到89.5%和79.1%。富營養(yǎng)化水體的修復(fù)通常有物理、化學(xué)等方法，但傳統(tǒng)方法等凈水方式成本高、耗時長、易造成二次污染等缺陷。水生植物在水生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)、能量循環(huán)中具有重要作用，農(nóng)業(yè)面源污染，城市污水處理，以及富營養(yǎng)水體治理中普遍采用中水生植物修復(fù)技術(shù)，具有投資省、見效快、極少再次污染、管理維護方便的優(yōu)勢，并可以同時兼顧生態(tài)效益與經(jīng)濟利益。

　　目前大多數(shù)研究是配置試驗水池，選擇黑藻、金錢草、美人蕉等水生植物進行去除氮、磷和重金屬的的人工模擬試驗。Zhoux認為水生植物對氮磷的去除途徑包括硝化與反硝化、植物吸收、沉淀、吸附作用和微生物固定，RN Tian、何海成研究了黑藻、菖蒲等去除氮、磷凈化效果，周寧暉、葛坤則對水生植物去除重金屬能力進行研究。這些研究主要集中在單種植物對氮磷和重金屬的去除，對于水生植物組合去除氮、磷效果研究較少，而單一水生植物凈化效果不如水生植物組合。

　　開展單一水生植物凈化模擬試驗具有其自身局限性，自然界中極少孤立的單植物生態(tài)環(huán)境，單一的凈化環(huán)境現(xiàn)實中難以存在，多植物系統(tǒng)更貼近自然生態(tài)環(huán)境。水生植物組合類試驗多集中于東部平原和云南高原的天然湖泊，對三峽庫區(qū)內(nèi)富營養(yǎng)水環(huán)境修復(fù)的研究較少。本研究選取三峽庫區(qū)常見且具有一定觀賞或經(jīng)濟價值的水生植物，在室外自然光溫條件下進行更貼近自然環(huán)境的水生植物組合凈水試驗，研究不同水生植物組合對氮磷去除效果，為三峽庫區(qū)水環(huán)境生態(tài)修復(fù)工程提供理論依據(jù)。

　　2材料與方法

　　2.1試驗地概況

　　本次試驗選址于三峽庫區(qū)萬州區(qū)長領(lǐng)鎮(zhèn)長嶺大道(30°46'04"N，108°29'39"E)，試驗地屬于中亞熱帶季風氣候，降水充沛，多年平均降水量1290mm，降水季節(jié)性明顯，集中于夏季。年平均溫度為17.7℃，區(qū)域內(nèi)無霜期為183～260d。底層基巖分布有中生代侏羅系沙溪廟組(J2s)和自流井組巖層(Jlz)。成土母質(zhì)以紫色成圖母質(zhì)為主，耕地土地類型以紫色土為主，水田內(nèi)土壤以水稻土為主。河谷地區(qū)為亞熱帶常綠闊葉林，山地多松、柏、檀、栗、欒等混交林。主要農(nóng)作為有水稻(Oryzasativa)、玉米(Zea mays)、小麥(Triticum aestivum)等。水域類型主要為五橋河流域、農(nóng)田、塘庫等，濕地環(huán)境多樣，環(huán)境開發(fā)度高。

　　2.2試驗設(shè)計

　　本次實驗設(shè)置低、中、高三種氮磷濃度，每種濃度觀測池各3個，TN、TP設(shè)置濃度分別為20mg/L和10mgjL、11.5mg/L和6mg/L、2mg/L和0.5mg/L，另設(shè)置中茭白池、浮萍池、金魚藻池、睡蓮池、黃花鳶尾單種池各一個，總共14個觀測池。4月11日取磷肥(P2 05≥12%)若干，使用1/100電子秤在低、中、高濃度分別稱取2.08g、25.00g、41.67g，取氮肥(TN≥46.4%)若干，低、中、高濃度分別稱取1.04g、5.96g、10.36g，隨流水緩慢注入對應(yīng)觀測池，4d后取水樣測定TN、TP原始值，為原始數(shù)據(jù)。TN水樣需經(jīng)循環(huán)水真空泵濾除雜志后稀釋至原水樣1/20后加過同等體量硫酸鉀，使用立式壓力蒸汽滅菌器在110℃下加熱30mm后，取10mL入小管等待連續(xù)流動分析儀分析，TP水樣則需濾除雜志后稀釋至原水樣1/20后待測。每月l號、16號采樣，至8月16日實驗結(jié)束，共取9次水樣，9組數(shù)據(jù)。

　　8月16日取最后一次水樣，測定TN、TP值。連根拔出所有水生植物，洗凈根部泥土，陰干，分類稱取所有水生植物生物量，試驗完成。4月5日在萬州花鳥市場挑選強健幼苗，洗凈根部稱取每株重量，按實驗需求進行分配組合，減少每池初始生物量差，記錄后種入觀測池并扶正。水生植物的種植點按照“米”字形布置，隨機種植于四邊、四角與中心(中心處并列2處)共10點，黃花鳶尾、茭白、金魚藻每池共5簇，睡蓮每池4個塊莖，浮萍若干，每池配置同類水生植物生物量基本相等。

　　本次實驗于2017年3月底至8月中旬在中國科學(xué)院、水利部成都災(zāi)害與環(huán)境研究所萬州典型生態(tài)環(huán)境重點站進行并完成。3月27日選定同坡向水池共14個，規(guī)格為1m×1m×1m，取同地底泥混合、平鋪于池底至15cm加入自來水沒浸透鋪平，再加少量清水保持底土濕潤。3月31日再次整理底土，鋪平，底土厚度縮至約12cm。

　　于4月11日配置氮肥(TN≥46.4%)分別稱取10.36g、5.96g、1.04g;磷肥(P205≥12%)分別稱取41.67g、25.00g、2.08g對應(yīng)配置后隨流水緩慢注入觀測池對應(yīng)配置后隨流水緩慢注入觀測池，5日后取初始水樣化驗，得初始數(shù)據(jù)，循環(huán)水真空泵濾除雜質(zhì)后，使用德國產(chǎn)全自動連續(xù)流動分析儀(AA3)測定TN、TP，此方法為管道化的連續(xù)流動分析法，經(jīng)試樣溶液注入載流、試樣溶液與載流混合反應(yīng)、試樣溶液隨載流恒速人檢測器被監(jiān)測三個過程后，能快速測出所需數(shù)值。

　　水樣采集頻次為每月1日、16日，觀測時間從4月15日至8月16日，歷時4個月，共9組數(shù)據(jù)。試驗場地為露天，為保持水深統(tǒng)一，每日使用水位尺測量水位，增補去離子水保持水深，同時，為避免降水對試驗影響，降雨時使用聚氯乙烯膜遮擋并保持通風，每日巡查拾出雜物。

　　推薦閱讀：《分子植物育種》期刊是一本海南省生物工程協(xié)會主辦的農(nóng)業(yè)科技類核心期刊，同時期刊被美國化學(xué)文摘和中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫收錄。

轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)：http:///nylw/18649.html