不同类型水生植物组合去除氮磷效果

所属分类：农业论文阅读次时间：2019-03-02 11:17

本文摘要：摘要：于2017年3～8月在万州典型区生态环境监测重点站，选用当地常见浮萍、茭白、金鱼藻、黄花鸢尾、睡莲5种水生植物，分别组成挺水十浮漂、挺水十浮叶、挺水十沉水3种植物组合，设置了3种氮磷浓度，开展了水生植物组合去除水体中氮磷人工模拟试验。并运用连

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　　摘要：于2017年3～8月在万州典型区生态环境监测重点站，选用当地常见浮萍、茭白、金鱼藻、黄花鸢尾、睡莲5种水生植物，分别组成“挺水十浮漂”、“挺水十浮叶”、“挺水十沉水”3种植物组合，设置了3种氮磷浓度，开展了水生植物组合去除水体中氮磷人工模拟试验。并运用连续流动分析法对各观测池内水质进行了分析。

　　关键词：水生植物;净化水质;植物组合;三峡库区;生态恢复

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　　1引言

　　水体富营养化是三峡库区目前最突出的水环境问题之一，2016年三峡库区长江主要支流监测的24个地表水基本项目中总氮、总磷超标率分别达到89.5%和79.1%。富营养化水体的修复通常有物理、化学等方法，但传统方法等净水方式成本高、耗时长、易造成二次污染等缺陷。水生植物在水生态系统物质、能量循环中具有重要作用，农业面源污染，城市污水处理，以及富营养水体治理中普遍采用中水生植物修复技术，具有投资省、见效快、极少再次污染、管理维护方便的优势，并可以同时兼顾生态效益与经济利益。

　　目前大多数研究是配置试验水池，选择黑藻、金钱草、美人蕉等水生植物进行去除氮、磷和重金属的的人工模拟试验。Zhoux认为水生植物对氮磷的去除途径包括硝化与反硝化、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、磷净化效果，周宁晖、葛坤则对水生植物去除重金属能力进行研究。这些研究主要集中在单种植物对氮磷和重金属的去除，对于水生植物组合去除氮、磷效果研究较少，而单一水生植物净化效果不如水生植物组合。

　　开展单一水生植物净化模拟试验具有其自身局限性，自然界中极少孤立的单植物生态环境，单一的净化环境现实中难以存在，多植物系统更贴近自然生态环境。水生植物组合类试验多集中于东部平原和云南高原的天然湖泊，对三峡库区内富营养水环境修复的研究较少。本研究选取三峡库区常见且具有一定观赏或经济价值的水生植物，在室外自然光温条件下进行更贴近自然环境的水生植物组合净水试验，研究不同水生植物组合对氮磷去除效果，为三峡库区水环境生态修复工程提供理论依据。

　　2材料与方法

　　2.1试验地概况

　　本次试验选址于三峡库区万州区长领镇长岭大道(30°46'04"N，108°29'39"E)，试验地属于中亚热带季风气候，降水充沛，多年平均降水量1290mm，降水季节性明显，集中于夏季。年平均温度为17.7℃，区域内无霜期为183～260d。底层基岩分布有中生代侏罗系沙溪庙组(J2s)和自流井组岩层(Jlz)。成土母质以紫色成图母质为主，耕地土地类型以紫色土为主，水田内土壤以水稻土为主。河谷地区为亚热带常绿阔叶林，山地多松、柏、檀、栗、栾等混交林。主要农作为有水稻(Oryzasativa)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)等。水域类型主要为五桥河流域、农田、塘库等，湿地环境多样，环境开发度高。

　　2.2试验设计

　　本次实验设置低、中、高三种氮磷浓度，每种浓度观测池各3个，TN、TP设置浓度分别为20mg/L和10mgjL、11.5mg/L和6mg/L、2mg/L和0.5mg/L，另设置中茭白池、浮萍池、金鱼藻池、睡莲池、黄花鸢尾单种池各一个，总共14个观测池。4月11日取磷肥(P2 05≥12%)若干，使用1/100电子秤在低、中、高浓度分别称取2.08g、25.00g、41.67g，取氮肥(TN≥46.4%)若干，低、中、高浓度分别称取1.04g、5.96g、10.36g，随流水缓慢注入对应观测池，4d后取水样测定TN、TP原始值，为原始数据。TN水样需经循环水真空泵滤除杂志后稀释至原水样1/20后加过同等体量硫酸钾，使用立式压力蒸汽灭菌器在110℃下加热30mm后，取10mL入小管等待连续流动分析仪分析，TP水样则需滤除杂志后稀释至原水样1/20后待测。每月l号、16号采样，至8月16日实验结束，共取9次水样，9组数据。

　　8月16日取最后一次水样，测定TN、TP值。连根拔出所有水生植物，洗净根部泥土，阴干，分类称取所有水生植物生物量，试验完成。4月5日在万州花鸟市场挑选强健幼苗，洗净根部称取每株重量，按实验需求进行分配组合，减少每池初始生物量差，记录后种入观测池并扶正。水生植物的种植点按照“米”字形布置，随机种植于四边、四角与中心(中心处并列2处)共10点，黄花鸢尾、茭白、金鱼藻每池共5簇，睡莲每池4个块茎，浮萍若干，每池配置同类水生植物生物量基本相等。

　　本次实验于2017年3月底至8月中旬在中國科学院、水利部成都灾害与环境研究所万州典型生态环境重点站进行并完成。3月27日选定同坡向水池共14个，规格为1m×1m×1m，取同地底泥混合、平铺于池底至15cm加入自来水没浸透铺平，再加少量清水保持底土湿润。3月31日再次整理底土，铺平，底土厚度缩至约12cm。

　　于4月11日配置氮肥(TN≥46.4%)分别称取10.36g、5.96g、1.04g;磷肥(P205≥12%)分别称取41.67g、25.00g、2.08g对应配置后随流水缓慢注入观测池对应配置后随流水缓慢注入观测池，5日后取初始水样化验，得初始数据，循环水真空泵滤除杂质后，使用德国产全自动连续流动分析仪(AA3)测定TN、TP，此方法为管道化的连续流动分析法，经试样溶液注入载流、试样溶液与载流混合反应、试样溶液随载流恒速人检测器被监测三个过程后，能快速测出所需数值。

　　水样采集频次为每月1日、16日，观测时间从4月15日至8月16日，历时4个月，共9组数据。试验场地为露天，为保持水深统一，每日使用水位尺测量水位，增补去离子水保持水深，同时，为避免降水对试验影响，降雨时使用聚氯乙烯膜遮挡并保持通风，每日巡查拾出杂物。

　　推荐阅读：《分子植物育种》期刊是一本海南省生物工程协会主办的农业科技类核心期刊，同时期刊被美国化学文摘和中国科学引文数据库收录。