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1、1,不同沉水植物对水质净化效能的研究,孙作登1，2，宋祥甫1，2，付子轼 2，何文辉1，王金庆2，刘福兴2，商传莲2，3，宋芳芳1，2 1上海海洋大学水产与生命学院，上海201306；2上海市农业科学院生态环境保护研究所，上海201403；3华东理工大学资源与环境学院，上海200237,上海农业学报 111444125 田敏 2012/10/16,2,随着社会经济的不断发展和城市现代化进程的加快，大量工业废水和生活污水排入河流、湖泊，导致水体富营养化和生态系统退化。其治理与修复的关键在于如何降低水体N、P含量以及底泥中有机物和N、P负荷。本研究以4种沉水植物为对象，试图筛选出四季常绿、生长期相
2、对较长、受季节变化影响较小的品种，使其在不同物候期内均能发挥净化水体的功效，避免因季节交替而导致的水质波动现象，为更好地发挥沉水植物的应有功能和缩短水生态修复周期提供依据。,摘要,3,实验材料,一、供试植物 沉水植物从太湖流域广泛分布的本地品种中进行筛选，以适应性好、成活率高、对氮磷富集效果好、光合效率高、美观，并具有一定经济价值为标准进行选择。通过对比，共选择了3种常规的沉水植物品种和1种经过改良的苦草品种。3种常规沉水植物均采自太湖的贡湖，包括苦草、黑藻和马来眼子菜；经过人工改良的苦草品种为常绿苦草，由上海海洋大学选育而成。,4,二、实验用水 试验用水取自上海市农业科学院庄行综合试验站池塘
3、，其主要水质指标见(表1）,表1 试验用池塘水水质,5,本研究通过不定期测定上覆水的营养盐浓度变化来评价沉水植物对水质的净化效能，采集的水样带回试验室进行分析，测定的主要指标有总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、硝态氮(NO3-N)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)和pH。TN、NH3-N、NO3-N、TP、CODMn 按照水和废水检测分析方法标准方法测定；底泥中的全氮、全磷、有机质含量等按照土壤农业化学常规分析方法推荐的方法测定；pH采用PHSJ3F型pH计测定。TN:水中各种形态无机和有机氮的总量。包括NO3-、NO2-和NH4+等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮
4、毫克数计算。常被用来表示水体受营养物质污染的程度。TP;是污水中常测的一种污染物。水中的含磷化合物主要可以分为三类：正磷酸盐、缩聚磷酸盐、有机磷。将水中各种形态的磷通过消解转化为正磷酸盐，测得的数据为总磷。,测定指标和方法,6,结果与分析,一、不同沉水植物对N的净化效果二、不同沉水植物对TP的净化效果三、不同沉水植物对有机物(CODMn)的净化效果,TN,NH3-N,NO3-N,7,TN,在水生植物系统中，上覆水中的氮不仅来自于水源中的有机物，底泥中大量生长的微生物及其释放的产物也是重要来源之一。沉水植物能通过根系的截滤及枝叶的吸附作用去除上覆水中的氮素。,8,表3为不同采样期间各处理TN与原
5、水TN质量浓度比值，其差值反映了几种沉水植物对水中TN净化效果的差异。总体来看，马来眼子菜、常绿苦草和苦草对TN的净化效果均较高，净化率分别为658、651和645，黑藻的净化效果相对较差，净化率为584。4种沉水植物的净化效能依次为马来眼子菜常绿苦草苦草黑藻。,TN,9,研究表明：NH3.N主要通过生物同化吸收、微生物的硝化与反硝化作用、挥发等3种机制去除，但各种去除机制都直接或间接受植物和浮游植物的影响。从总体上看，4种沉水植物中以常绿苦草对NH N的净化效能相对较高，整个试验期间其平均净化率为188，其次为马来眼子菜和苦草，净化率分别为165、162，黑藻最差，平均净化率为一14。,NH
6、3-N,10,NO3.N,4种沉水植物对NO3。N的净化效果均十分明显且趋势一致(图3)，均表现为试验初期水体中浓度迅速降低，试验开始2个月后即达到最低值，其后一直维持在较低浓度水平。从降低速率来看，以常绿苦草稍好，其对水体中NO3-N的净化速率略高于其他3种植物。从净化效能上来看，4种沉水植物之间的差异不显著，其平均净化率分别为894、888、881和875。,11,不同沉水植物对TP的净化效果,TP主要通过化学反应、藻类细菌的合成代谢、水生植物的吸收等几种途径去除。,12,从表4可见，与沉水植物对氮的去除不同，常绿苦草和苦草对水体中的P有更好的去除效果，其对水体TP的净化率显著高于马来眼子
7、菜和黑藻，常绿苦草和苦草在试验期间的平均净化率分别为577、547，而马来眼子菜和黑藻的净化率则表现出较大的波动性，其平均净化率分别为199和一755，4种沉水植物对TP的净化效能顺序为：常绿苦草苦草马来眼子菜黑藻。,13,不同沉水植物对有机物(CODMn)的净化效果,沉水植物对水体有机物的去除主要是通过对水体悬浮物的吸附作用和附着微生物的活动，因此其生物量越大，植物体表面积也相对越大，对水体中悬浮物的吸附量也就越大，其降低水体中有机物的作用也就越明显。,14,与其他几项水质指标相比，沉水植物对CODM 的净化率较低，常绿苦草17.3、马来眼子菜10.3、苦草9.5、黑藻0.4(表5)。,15,实验结果与分析,研究表明，4种供试沉水植物对水体中的主要污染物均一定的净化效果，但各品种之间存在较大差异，以常绿苦草综合净化效果最好，对主要污染物TN、TP和CODMn 的净化率分别为65.1、57.7和17.3，马来眼子菜次之，黑藻相对较差。本研究通过筛选常绿型沉水植物作为水质净化的先锋植物，能有效避免因季节交替而引起水质波动的现象，更好地发挥沉水植物应有的功能，同时也缩短了水生态修复的周期。,
