《4种水生植物对污染水体净化效果的研究应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4种水生植物对污染水体净化效果的研究应用.docx（11页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、年2月Vol.47JournalofHenanAgriculturalUniversityFeb.文章编号：100O-2340()01-0087-054种水生植物对污染水体净化效果研究朱秀红，夏丹，杨阳，卢妍妍，徐萌，曾永奕(河南业大学林学院，河南州450002)摘要：采用生态浮床技污染水体净化效果行了研究.成果表白，莺尾、旱草、菠菜、红掌对水体氮、磷均有良好去除效果，对总氮去除能力从大到小依次为红掌、旱草、莺尾、奂菜，对总磷去除能力从大到小依次为营尾、旱草、红掌、菊菜.进一步对不同植物搭配组合行实验，发现对水体TN去除效果最佳组合是旱伞草+莺尾，去除率58.24%,对TP去除最佳组合是旱草+
2、红学，去除率62.08%.核心词：生态浮床；水质净化；总氮；总磷中图分类号：X524文献标志码：AStudyonthepurifyingeffectoffourkindsofhydrophyteuponpollutedwaterZHXiu-hong,XIADan,YANGYang,1.UYan-yan,XUMeng,CAOYong-yi(ForestryCollegeofHenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China)Abstract：Thisexperimentwasconductedtostudythepurificationeffect
3、ofecologicalfloatingbedtechnologyonpollutedwater.Theresultsshowedthat：Thefourspeciesofplants(IristectorumMax-im,Cythrumalternifolius,Braseniaschreberi,Anthuriumandraeanum)caneliminatedeclinetheTN(Totalnitrogen)andTP(Totalphosphorus)effectivelyinwater.Theanalysisindicatesthattheelimi-nationcapacityof
4、TNfromhightolowareAnthuriumandraeanum,Cythrumalternifolius,IristectorumMaximandBraseniaSChreberi：forTPtheorderisIristectorumMaxim，Cythrumalternifolius,Anthuri-umandraeanum,andBraseniaschreberi.AndfurthertestshowedthatthebestcombinationinremovalefficiencyofTNisCythrumalternifoliusandIristectorumMaxim
5、,andtheremovalrateis58.24%：thebestcombinationinremovalefficiencyofTPisCythrumalternifoliusandIiriAnthuriumandraea-nm,andtheremovalrateis62.08%.Keywords：ecologicalfloatingbed；waterpurification；totalnitrogen；totalphosphorus中华人民共和国水资源总量多，但人均占有量少，且地区分布不均衡.近年来，由于都市化步伐加快，水体污染现象越来越受到人们关注.虽然各地采用了某些治理办法，但受各种
6、条件限制，都市水体污染发展趋势仍未得到主线遏制，水体污染现象依然较重，对污染水体进行修复及治理显得日益急迫利重要.自20年前德国BESTMAN公司开发出第1个人工浮床之后，某些国家和地区已经成功地将人工浮床应用于地表水体污染治理和生态修复中，浮床上部植物可供鸟类栖息，下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境.由于该技术对水体污染治理是一种经济有效生态途径，因而不久在中华人民共和国得到应用卬，当前在滇池、太湖以及诸多自来水水源地得到了广泛使用.关于人员也对人工浮床材料、修复植物种类、修复效果进行了研究，以为植物对富营养化水体具备一定治理作用24】，美人焦收稿H期：-08-30基金项目：河南省科技攻
7、关项目()作者简介：朱秀红，1966年生，河南信阳人，副专家，研究生生导师，从事污染生态与环境恢复治理研究.?1994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,和菖蒲作为浮床植物对水体氮磷去除效果都5-7较为良好.但中华人民共和国水域较多南北水体差别较大，而已有实验多为针对南方水体进行生态浮床研究，针对北方进行生态浮床实验还较少.当前生态浮床实验植物较少，本研究拟采用简易材料制作生态浮床系统，选用在北方常用且生长良好4种植物：莺尾（IristectorumMaxim）、旱伞草（Cythrumalte
8、rnifolis）懿菜（BraseniaSChreberi）、红掌（AnthUriUmandraeanUm）进行生态浮床实验，研究不同植物在生态浮床上生长表现，并比较不同植物对水体中氮、磷净化效果，为中华人民共和国北方选取污染水体修复植物提供一定根据.1材料与办法1.1实验材料供试植物涉及青尾、旱伞草、无菜、红掌等，各植物种类及生物学特性如表1.表1实验植物种类及生物学特性Table1Thespeciesandbiologicalcharacteristicoftheexperimentedplants植物种类科名生境类型生长期生态习性SpeciesFamilynameHabitattypeG
9、rowthperiodEcologicalhabit早伞草（水竹）莎草喜温暖、湿润、半阴条件、不春秋近年生湿生（挺水型）草本植物Cythrumaltemifolius耐寒喏尾南尾喜阳，耐寒性强，也耐半阴.春秋近年生宿根草本植物Iristectorum懿菜睡莲科喜温暖、湿润、光线充分、水质春秋近年生浮叶型水生草本植物BraseniaSChreberi清洁红学天南星科喜温暧、潮湿、半阴环境，忌春秋近年生常绿草本花卉Anthuriumandraeanum阳光直射.1.2实验办法质量浓度为1.64mg1.1.依照地表水环境本研究实验水箱为335cm（长）25.5cm（宽）15cm（高）塑料收纳箱，实际
10、使用水体体积81.采用厚度约15cm聚乙烯塑料泡沫板为载体，在自然光照条件下进行室内实验.实验用水取自郑州市贾鲁河，重要污染来源有人为污染、雨水径流污染及底泥中内源性营养物释放.经测定，水体中CODcr质量浓度为215mg1.-1,TN质量浓度为1.42mg1.-1,TP质量原则即GB3838中对V类水水质上限规定：CODcr40mg-1.-1,TN2mg1.-1,TP0.4mg1.-1,该河流水属于劣V类水，其富营养化限度较高.实验设立为4种植物和1个对照，共5个处理，每个解决进行3个重复，实验详细安排为莺尾、旱伞草、菰菜、红掌、空白对照，空白对照组塑料收纳箱内仅为河道水体：浮床解决组模仿池
11、水面，放置上述种植有2株植物聚苯乙烯发泡板浮定期补加因蒸腾作用而蒸发水分床I块，实验前用自来水洗净植物根部泥土，并将其放入自来水中培养1周，然后取出待其不滴水时，将植物均匀栽植于浮床上2个孔内，每孔1株，每箱2株，同步对4种植物进行两两组合搭配种植，A代表旱伞草，B代表莺尾，C代表纯菜，D代表红掌，解决办法和单一植物种植方式同样，于-04-05-05-03在实验室内进行静态实验.每4d取1次水样，取样时间均在上午10时左右，取样体积约100m1.,取样同步记录水温，并取样后测定水样总氮（TN）,总磷（TP）.总氮采用紫外分光光（81,8度法总磷采用钥镭抗分光光度法.在实验过程中观测植物生长状况
12、，并于开始和结束时测定9植物株高及根长等生长指标其中生长率用公式计算：生长率（）=培养后实测值二培养前实测值X培养前实测值100%2成果与分析2.1植物在水体中生长状况由表2可以看出，在培养过程中，各组植物总体上生长良好.旱伞草生长旺盛，呈鲜绿色，根、茎、叶均得到发育，叶长、叶数、株高没有太明显生长，株高生长率为6%,是4种植物中株高生长率最小植物.实验培植中，有较多新根浮现，白根多而密，旱伞草根长生长率为200%,是4种植物中根长生长率最高植物.表2植物实验先后生长状况Table2Thegrowthofplantsbeforeandafterexperiment参试植物株高/cmPlanth
13、eight生长率/%根长/cmRootlength生长率/%04-0505-03(M-0505-03早伞草（水竹）30320.06713200Cythrumatemifolis莺尾40460.150121633IristectorumMaxim就菜18240.33014157BraseniaSchreberi红掌28320142131623Anthuriumandraeanum前水样浑浊呈黄绿色，还发出斤味，至.实验结束杳尾生长缓慢，但叶色正常，呈鲜绿色，其发育根系较细，且白根比例较少，有植株已经开花.到实验结束时最长根长、株高无太明显生长，株高时,水样已经变得较为清澈，可以见底.图1显示是4
14、种植物对TN去除率动态变化.从图1中可以看出，在实验过程中，4种植物对生长率、根长生长率分别为15%,33%.在实验18TN去除率具备明显提高趋势，其中实验开始几天d时所有枯萎.内，是植物适应期，对养分运用有限，实验茄菜生长过程中发出新根系，在实验开始715d之后，对TN去除率呈现总体上升趋势,d后，较小叶子有明显长大，实验结束时，藤菜株植物对水体适应期过后，也由于季节关系，植物高生长率达到了33%,是4种植物中株高生长率处在迅速生长期，其对TN需求也最大.第28d最大植物，根长生长率仅为7%,是4种植物中时，红掌TN去除率达到了78.84%,是4种植物根长生长率最小植物.在实验24d时发现植
15、物TN去除率最高植物.旱伞草TN去除率为叶子泡在水中，不久之后便所有枯萎.71.02%,莒尾56.74%，去除能力最弱前菜仅为红掌叶子泛绿，生长正常，有花苞某些已经开花，花朵呈红色，株高生长率、根长生长率分别为由图2可见，4种解决方式都对TP有明显14%,23%.实验结束后来，红掌、旱伞草一起继续去除效果，特别是莺尾最为明显，对水体TP去在水中培养，生长走势良好.除率己经达到了71.95%,旱伞草和红掌对TP水中TN及TP净化效果2.2.1单一种植植物对水体净化效果实验中?1994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.植物在水体中
16、培植先后水质有较明显变化，实验去除率达64.02%和62.80%,但是旱伞草在开始后15d里对TP去除较为缓慢，15d后来开始长出新白根，对TP去除能力才有明显变化.部菜对TP去除能力不如其她3种植物，虽然培植24d后达到了41.46%,但由于茄菜形状较小，根部较为复杂，在进行实验时候，照顾不善就会使叶片泡在水中，易导致腐烂.段尾IrisIrctoruinMaxim空白CK90r-*早伞隼Cyhrumaliemifolius70.-花某BrastniaSdVrheri6（）.红学AnifuiriumOndraeanUm0SIO15202530培植天数AICultivationdaysOoo32
17、IyeJaAOE。X%/韶健7图14种植物对TN的去除率对比Fig.1ThecontrastofTNremovalrateoffourplants空白CK早伞草CyhrwnaliemifdliusIruIetiorumMaxim7H15192428培植天数MCultivationdays图24种植物对TP的去除率对比Fi*.2ThecontrastofTPremovalrateoffourplants2.2.2组合种植植物对水体净化效果图3和图4是组合植物对污水中TN和TP净化率变化曲线.由图3,4可以看出，通过对她们两两搭配进行水体净化实验，4种植物搭配对水体都具备一定净化效果.旱伞草和红掌
18、组合对污水TN去除率为5687%,TP去除率为62.08%,TP去除效率在几种配备中最高；藤菜和其她植物搭配时候，对水体去除能力都不太好，在实验15d后来还呈现了下降趋势，苑菜叶片等腐烂脱落在水里，导致水体氮磷有机质等含量增长，因而在实验15d后来，和煎菜搭配植物组合去除能力都在逐渐下降；莺尾和早伞草组合，对TN去除率达到了58.24%,TP为58.84%,TN去除效率在几种配备中最高；实验15d后来，莺尾和红掌组合对TN去除率呈现一种稳定上升状态，但是只起到了一定效果，TN为31.56%,TP为36.22%.水中培养了一段时间，生长态势良好，阐明这2种3结论与讨论实验成果表白，旱伞草、莺尾、
19、纯菜、红掌4种植物均适应在污染水体中培植，都能有效地吸取富营养化水体中氮、磷等污染物，可美化水域景观，恢复水生态环境又可运用植物具备较高经济价值.1）旱伞草和红掌在实验结束后来，又继续在由此可见，旱伞草和红掌组合综合效果最佳，莺尾?1994-2015ChinaAcademicJournalFlectronicPublishingHouse.和旱伞草次之，我菜与莺尾以及纯菜与红掌组合效果最差.培植天教必Cultivationdays图34种植物混合种植对TN的去除效果Fig.3TheTNremovalef11ciencyofCollocativeHeJ-eOUJUH后头疑来plantingoff
20、ourplants图44种植物混合种植对TP的去除效果Fig.4TheTPremovalef11ciencyofCollocativeplantingoffourplantsOooooooo765432I植物对水体适应性较强，生长能力强，存活周期长，在后来污水氮磷去除实验中，可作为首选水生植物.2)藤菜植株较为密集，根部复杂盘错，在使用此类植物进行水体修复时候，需依照植物植株大小，设计适当浮床大小，防止根部和叶片一起泡在水里，导致资源挥霍，植物腐烂在水里反而增加了水体污染限度.3) 4种植物对TN去除能力从大到小依次为红掌、旱伞草、莺尾、藤菜，对TP去除能力从大到小依次为莺尾、早伞草、红掌、懿
21、菜.茅孝仁等C1O通过实验得出莺尾对污染水体氮磷去除率分别为50%和50.4%,与本研究莺尾对氮磷去除率基本一致.但由于实验季节不同导致氮磷去除11率不及本研究高本次实验在春夏相交季节进行，气候适当植物生长，茅孝仁等则是在冬季进行越冬实验，植物在冬天生长较为缓慢.4) 4种植物进行组合搭配种植，对污染水体中TN去除率从大到小依次为早伞草+彦尾(58.24%)、旱伞草+红掌(56.87%)、蜀尾+红掌(31.65%)、早伞草+葩菜(25.11%)、莺尾+的菜(24.35%)、甜菜+红学(16.64%),对TP去除率从大到小依次为早伞草+红掌(62.08%)、早伞红掌组合效果最差.生态浮床技术在此
22、后实际应用中有待进一步地摸索.有人运用浮床种植水生蔬菜，在获得环12境效益同步也可以获得经济效益.生态浮床技术重要用于都市河道和景观水体，因而在进行植物筛选时，也可以考虑运用某些植株较大景观性植物，针对修复水体不同污染状况选取不同植物品种，提高修复效果.参照文献：1李理锋.水生植物对污水净化机制及其生态效益分析J.宁夏农林科技，(2)：60-62.2贺漫媚，朱纯，何仲坚.生态浮床在广州亚运城河涌应用及景观效果J.广东园林，(6):10-13.3郭彪，张伟,生态浮床在淀山湖常营养化水体修史中应用J,中华人民共和国科技信息，(23)：16-17.4周扬，李华，张秋卓，等.生态浮床对富营养化水All
23、rightsreserved,草+莺尾(5684%)、莺尾+红学(36.22%)、早伞草+我菜(21.65%)、莺尾+茄菜(20.21%)、施菜+红掌(17.95%).旱伞草和红掌组合综合效果最佳，莺尾和旱伞草次之，部菜与莺尾以及藤菜与体修复作用研究.上海化工，(11)：14.出版社，：243-257.5卜发平，罗固源，许晓毅，等.美人蕉和菖前生态浮床9税永红，余江，郑雄，等.白车轴草对冬季富营养净化微污染源水比较J.中华人民共和国给水排水，(3)：14-17.6张彦海，罗固源，许晓毅，等.美人蕉浮床去除临江河化水体总磷净化效果研究J.中华人民共和国水土保持，(11)：43-45.10茅孝仁，
24、周金波.几种生态浮床惯用水生植物水质净N、P动态实验研究J.三峡环境与生态，化能力研究J.浙江农业科学，(1)：157-159.(2)：30-35.11罗固源，卜发平，许晓毅，等.温度对生态浮床系统影响J.中华人民共和国环境科学，30(4)：499-7葛铜钢，罗固源，许晓毅，等.串联式菖蒲浮床去除污503.染河水氮磷实验研窕J.三峡环境与生态，12胡绵好，袁菊红，杨肖娥,水生蔬菜对富营养化水体净化(1)：5-12及资源化运用J.湖泊科学，22(3)：416-420.8国家环保总局水和废水监测办法编委会.水_和废水监测分析办法M.4版.北京：中华人民共和国环境科学(上接第86页)依照直线斜率与截
25、距，求得菜花反映底物与醐结合亲和力米氏常数Km=O.05623mol1.J,最大反映速率V=8.6505min-1.3结论1)菜花多酚氧化酶最适反映PH值是7.0,最适反映温度是50,其热稳定性差，90下加热5min,酶活性仅剩12.40%；MgCI2、SDS可激活其活性，1.-半胱氨酸、亚硫酸氢钠、抗坏血酸均有效抑制其活性.2)菜花褐变反映动力学符合米氏方程所描述单底物酶促反映动力学，动力学方程为IV=也遮山+0.1156,米氏常数K=O.05623mol-S1.-1,最大反映速率V=8.6505Umin-1.3)菜花贮藏加工中可采用调节PH值(PH理，添加抗坏血酸和1.-半胱氨酸，去除镁离
26、子等技术或工艺抑制多酚氧化酶活性，从而减少褐变发生.参照文献：值3.O或PH值9.0),高温(70)短时热处研究J.食品工业科技，,30(3)：301-303.2饶先军，刘升，王则金，等.结球生菜多酚氯化的动力学特性研究EJJ.食品工业科技，32(9):80-82.3孙静，沈理，曹冬冬，等.红熟番茄果实多酚氧化的施学特性EJ,农业工程学报，27(增刊2) ：253-257.4郑宝东，黄杰，郑金贵，等,建莲中多酚氧化薛动力学特性研究J.中华人民共和国食品学报，,3(3)：41-45.5 YORUKR.MARSHA1.1.MR.Physicochemicalproper-tiesandfuncti
27、onofplantpolyphenoloxidase：AreviewJJFoodBiochem,.27(5)：361-422.1陈婷，张有林，吴海敏，等.菜花贮期防褐变技术6 MAYERAM.Polyphenoloxidasesinplantsandfungi:Goingplaces?AreviewJ.Phytochem,.67(21) ：2318-2331.7徐芹，乔勇进,方强，等.扬山酿梨多酚氧化施酶学特性及抑制效应研究J.食品科学，29(22) ：74-77.8魏好程，汤风超，沈塞群.茄子多酚氧化酶特性及控制研究J,食品研究与开发，30(6):48-51.9张福平，张喜春.佛手瓜多酚氧化酶酶学特性研究J.食品科学，31(1)：161-164.(责任编辑：朱秀英)?1994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,
