水庫消落帶植物楓楊降污效應研究

摘 要：以原生長于長潭水庫自然消落帶的楓楊為研究對象，分析其生長在不同濃度污水下對各污染物指標的降解能力，結(jié)果表明，浙南山區(qū)廣泛分布的鄉(xiāng)土植物楓楊能夠有效地降解水庫消落帶污水中TN、TP和COD含量，并且在高濃度污水中降解這些指標的能力要高于在低濃度污水中的降解能力。因此，在浙南山區(qū)水庫庫區(qū)消落帶生態(tài)重建中，降污力強的木本鄉(xiāng)土植物楓楊應作為主要的物種。

關(guān)鍵詞：楓楊；消落帶；降污效應

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）16-96-02

水庫消落帶是指因水庫調(diào)度等原因引起庫水位變動而在庫區(qū)周圍形成的一段特殊區(qū)域，是水位反復周期性變化的干濕交替區(qū)，為水陸之間的連接帶，是兩者間進行物質(zhì)、能量、信息交換的生態(tài)過渡帶，其生態(tài)狀況的好壞將直接影響陸地與水庫生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)狀況[1]。目前，水庫消落帶產(chǎn)生的生態(tài)問題日益引起社會的廣泛關(guān)注。消落帶問題主要集中在水土流失、水體污染、庫岸崩塌和景觀影響等方面。浙江省長潭水庫位于浙江臺州黃巖區(qū)西23km處，庫區(qū)面積441.3km2，水面寬廣，東西寬1 200m，南北長約4 200m，四周高山在350～780m。1964年建成運行，設計庫存容量6.91億m3，以灌溉為主，結(jié)合防洪、發(fā)電；1996年黃椒溫引水工程指揮部成立以后，運行性質(zhì)發(fā)生了變化，主要以供水為主，結(jié)合防洪、灌溉。正常蓄水水位36m，庫存容量4.57億m3。長潭水庫水位退卻時會導致灘地大量出現(xiàn)，形成高程達30m的消落帶，原來淹沒在水下的底泥暴露于空氣中，沉積在底泥中的N、P等營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過雨水的沖刷重新回到水庫中，加大N、P等營養(yǎng)物質(zhì)含量和水體富營養(yǎng)化趨勢。再加上游客水和庫區(qū)周邊經(jīng)濟林施用的農(nóng)藥、化肥隨雨水淋溶進入庫中，水庫正面臨富營養(yǎng)化和“藍藻”水華大面積爆發(fā)的威脅。因此，對水庫庫區(qū)消落帶生態(tài)重建模式的研究，已經(jīng)成為當前飲用水水庫所面臨的嚴峻生態(tài)問題。

楓楊（Pterocarla stenoptera）是我國亞熱帶地區(qū)的鄉(xiāng)土樹種，分布于海拔1 500m以下的沿溪澗河灘、陰濕山坡地的林中，常見于河岸帶和水庫消落區(qū)中[2]。本研究擬以原生長于長潭水庫自然消落帶的楓楊為研究對象，分析其生長在不同濃度污水下對各污染物指標的降解能力，為浙江省水庫消落帶生態(tài)重建提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設計 采用大型塑料盒在溫室模擬水庫消落帶濕地。塑料盒長、寬、高分別為60、50和35cm。在其側(cè)底部設有一橡膠塞，用于排水。于2012年4月25日將2a生的楓楊幼苗移入塑料盒中，塑料盒中基質(zhì)全部采用長潭水庫消落帶中的礫石、沙土和底泥。污水取自消落帶不同地段，分高濃度和低濃度2個處理，總量均為5L。3次重復。

1.2 污染物指標測定 COD用重鉻酸鉀氧化法，TN用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法，TP用鉬酸銨分光光度法[3]。每次取樣時間為上午8∶30～9∶00。

2 結(jié)果與分析

2.1 楓楊對消落帶污水中TN的降解效應 楓楊幼苗對不同濃度消落帶污水的TN降解程度是不同的。其趨勢是對高濃度污水TN的降解幅度相對較大，對低濃度污水TN的降解幅度相對較低。楓楊幼苗對各種濃度污水中TN的降解情況見表1。

處理開始時，低濃度污水TN濃度為5.2mg/L，到第20d時，楓楊幼苗使低濃度污水中TN濃度降到了3.64mg/L，降低了30.05%，而楓楊幼苗使高濃度污水中TN濃度從處理開始時的10.8mg/L降到處理后20d時的6.36mg/L，降低了41.31%。此時楓楊對高濃度污水TN的降解率要比低濃度中高11.26%。

到處理第40d時，楓楊幼苗使低濃度污水TN濃度降到了3.08mg/L，與處理第20d時污水中TN濃度相比，降低了15.39%，而同時楓楊幼苗使高濃度污水中TN濃度降到了5.26mg/L，與處理第20d時污水中TN濃度相比，降低了17.27%。

2.2 楓楊對消落帶污水中TP的降解效應 楓楊幼苗對不同濃度消落帶污水的TP降解程度是不同的。其趨勢是對高濃度污水TP的降解幅度相對較大，對低濃度污水TP的降解幅度相對較低。楓楊幼苗對各種濃度污水中TP的降解情況見表2。

處理開始時，低濃度污水TP濃度為0.7mg/L，到第20d時，楓楊幼苗使低濃度污水中TP濃度降到了0.44mg/L，降低了36.71%，而楓楊幼苗使高濃度污水中TP濃度從處理開始時的1.2mg/L降到處理后20d時的0.62mg/L，降低了48.21%。此時楓楊對高濃度污水TP的降解率要比低濃度中高11.5%。

到處理第40d時，楓楊幼苗使低濃度污水中TP濃度降到了0.35mg/L，與處理第20d時相比，降低了20.87%。而同時楓楊幼苗使高濃度污水中TP濃度降到了0.46mg/L，與處理第20d時污水中TP濃度相比，降低了25.37%。此時楓楊對高濃度污水中TP的降解率要比低濃度中高5.5%。

2.3 楓楊對消落帶污水中COD的降解效應 楓楊幼苗對不同濃度消落帶污水的COD降解程度是不同的。其趨勢是對高濃度污水COD的降解幅度相對較大，對低濃度污水COD的降解幅度相對較低。楓楊幼苗對各種濃度污水中COD的降解情況見表3。

處理開始時，低濃度污水COD濃度為21.72mg/L，到第20d時，楓楊幼苗使低濃度污水中COD濃度降到了15.56mg/L，降低了28.34%，而楓楊幼苗使高濃度污水中COD濃度從處理開始時的40.39mg/L降到處理后20d時的25.40mg/L，降低了37.72%。此時楓楊對高濃度污水COD的降解率要比低濃度中高11.38%。

到處理第40d時，楓楊幼苗使低濃度污水中COD濃度降到了12.56mg/L，與處理第20d時相比，降低了19.28%。而同時楓楊幼苗使高濃度污水中COD濃度降到了19.52mg/L，與處理第20d時污水中COD濃度相比，降低了23.16%。此時楓楊對高濃度污水中COD的降解率要比低濃度中高6.98%。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，浙南山區(qū)廣泛分布的鄉(xiāng)土植物楓楊能夠有效地降解水庫消落帶污水中TN、TP和COD含量，并且在高濃度污水中降解這些指標的能力要大于在低濃度污水中的降解能力。楓楊對消落帶中污染物TN、TP和COD的降解效應，是源于植物生長發(fā)育過程中對N、P等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，以及植株在光合作用中釋放出的O2對水中各種污染物質(zhì)的氧化分解[4]。因此，在浙南山區(qū)水庫庫區(qū)消落帶生態(tài)重建中，降污力強的木本鄉(xiāng)土植物楓楊應作為主要的物種。

參考文獻

[1]劉云峰，劉正學.三峽水庫消落區(qū)極限條件下狗牙根適生性試驗[J].西南農(nóng)業(yè)大學學報：自然科學版，2005，27（5）：661-663.

[2]李紀元.澇漬脅迫對楓楊幼苗保護酶活性及膜脂過氧化物的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)大學學報，2006，33 （4） ：450-453.

[3]國家環(huán)境保護局.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].第四版.北京：中國環(huán)境科學出版社，2002：210-285.

[4]泮進明，姜雄輝.零排放循環(huán)流水水產(chǎn)養(yǎng)殖機械—細菌—草綜合水處理系統(tǒng)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2004，20（6）：237-241.

（責編：施婷婷）