鳳眼蓮凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體效果影響因素的綜述

黃露露++馬曉建

摘 要：全面列舉了一些影響鳳眼蓮凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體的因素，并闡述了這些因素對(duì)鳳眼蓮凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體效果的影響，以期推動(dòng)鳳眼蓮凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體的工業(yè)化應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鳳眼蓮；富營(yíng)養(yǎng)化水體；工業(yè)化；影響因素

中圖分類(lèi)號(hào)：X173 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.004

水體富營(yíng)養(yǎng)化是指含有氮、磷等元素的無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物和淤泥等大量輸入湖泊、水庫(kù)、河口等緩慢流動(dòng)的水生生態(tài)系統(tǒng)中，引起了藻類(lèi)及其他浮游微生物的惡性增殖，導(dǎo)致水中溶解氧和透明度顯著下降，水質(zhì)惡化，魚(yú)類(lèi)和其他高等動(dòng)植物大面積死亡的現(xiàn)象。目前，水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日益加重，降低水體富營(yíng)養(yǎng)化的程度，有效改善水體生態(tài)環(huán)境具有非常重要的理論和實(shí)踐意義。當(dāng)今，富營(yíng)養(yǎng)化水體的治理主要有物理、化學(xué)和生物修復(fù)三種技術(shù)。人們從生物修復(fù)的研究中發(fā)現(xiàn)，鳳眼蓮在富營(yíng)養(yǎng)化水體中能快速、大量吸收營(yíng)養(yǎng)鹽，以此來(lái)滿(mǎn)足自身快速繁殖的需要，而對(duì)污染水體的凈化效果明顯優(yōu)于其他水生植物。

鳳眼蓮（Echhornia Crassipes），雨久花科鳳眼蓮屬，原產(chǎn)美洲，19世紀(jì)50年代引入中國(guó)，它是依靠分蘗來(lái)擴(kuò)增種群數(shù)量，生長(zhǎng)繁殖極快。

目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)鳳眼蓮凈化水體的研究很多，但是，全面地總結(jié)影響鳳眼蓮凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體凈化效果因素的卻極少。筆者閱讀了大量的參考文獻(xiàn)，分析、總結(jié)了不同因素對(duì)鳳眼蓮凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體效率的影響，以期為后續(xù)研究學(xué)者提供研究的依據(jù)，使鳳眼蓮在凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體中發(fā)揮更高效的作用。

1 影響因素

1.1 溫度、pH值、光照

溫度影響著光合碳代謝過(guò)程中的一系列酶促反應(yīng)，對(duì)鳳眼蓮的光合作用影響很大。John R Wilson 等總結(jié)了大量學(xué)者的研究成果，認(rèn)為鳳眼蓮能生存的溫度為8～40 ℃，最適溫度是30 ℃，此時(shí)，鳳眼蓮對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的凈化能力最強(qiáng)。

鳳眼蓮可以正常生長(zhǎng)的pH值是6～9，最適范圍為6.9～7，當(dāng)pH大于12或小于4時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鳳眼蓮死亡。

植物的光合作用和植物所受的光照強(qiáng)度有很大的關(guān)系，鳳眼蓮的光補(bǔ)償點(diǎn)為20.25 μmol·m-2·s-1，光飽和點(diǎn)為2 458 μmol·m-2·s-1。鳳眼蓮的凈化能力不僅與光照強(qiáng)度有關(guān)，還與光線類(lèi)型和光照時(shí)間有關(guān)。在相同的條件下，直射自然光的凈化效率大于漫射自然光的去除效率。在同一光照強(qiáng)度下，光照8 h時(shí)的凈化效果最好。

1.2 氮磷營(yíng)養(yǎng)化程度

20世紀(jì)70年代以前，學(xué)者們提出，適宜鳳眼蓮生長(zhǎng)的氮、磷的質(zhì)量濃度分別為25～100 mg/L、0.1～40 mg/L，然而在21世紀(jì)的研究中，鳳眼蓮在TP為58 mg/L、TN為500 mg/L時(shí)，仍能正常生長(zhǎng)。筆者認(rèn)為，出現(xiàn)上述情況可能是受栽培容器、溫?zé)釛l件和營(yíng)養(yǎng)濃度控制等條件差異性的影響。另外，水體營(yíng)養(yǎng)濃度少許升高，會(huì)使鳳眼蓮生長(zhǎng)繁殖發(fā)生強(qiáng)烈的反應(yīng)，所以，也不排除經(jīng)過(guò)不斷的馴化，鳳眼蓮逐漸適應(yīng)TN、TP含量極高的水體。

1.3 水體流動(dòng)模式

水體流動(dòng)模式不同，鳳眼蓮的凈化能力也不同。鳳眼蓮對(duì)流動(dòng)水體TN、TP的去除率遠(yuǎn)低于靜止水體。然而在實(shí)際應(yīng)用中，水體往往是連續(xù)流動(dòng)的，所以，學(xué)者們把更多的精力投入到了鳳眼蓮對(duì)流動(dòng)水體的凈化研究中。在流動(dòng)水體中，隨著水力負(fù)荷的增加，鳳眼蓮對(duì)TN、TP的去除率逐漸降低，但是，對(duì)氮、磷的吸收總量會(huì)增加。綜合凈化效果和污水處理能力，可將水力負(fù)荷控制在一個(gè)合適的范圍。張志勇等采用直接推流的方法，研究了當(dāng)進(jìn)水TN、TP的平均質(zhì)量濃度分別為4.185 mg/L、0.150 mg/L時(shí)不同水力負(fù)荷下鳳眼蓮的凈化能力。由此得出，兼顧凈化效果和污水處理能力的最優(yōu)方案是將水力負(fù)荷控制在0.33 m3·m-2·d-1。

1.4 種植模式

現(xiàn)如今，富營(yíng)養(yǎng)化水體中氮、磷的濃度變化大，僅依靠單一的植物不能滿(mǎn)足去污的要求。學(xué)者們借鑒農(nóng)業(yè)上的“間種”思想，將鳳眼蓮與不同的植物混植在一起，取得了良好的凈化效果。在由鳳眼蓮單植和鳳眼蓮-水鱉混植兩種種植模式構(gòu)建的人工濕地中，鳳眼蓮-水鱉混植的濕地對(duì)污水TP的去除率較高；鳳眼蓮與金魚(yú)藻組合立體式的栽培對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體——黃顙魚(yú)養(yǎng)殖廢水TN的去除效果要優(yōu)于鳳眼蓮單植。

在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的具體情況選擇合適的混植植物，有利于TN、TP的去除。

1.5 覆蓋度

利用鳳眼蓮長(zhǎng)期凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體，其凈化效率與覆蓋度不成正比，而且鳳眼蓮植株會(huì)吸收大量的氮磷營(yíng)養(yǎng)物。隨著時(shí)間的推移，其老葉的枯萎腐解會(huì)造成“二次污染”。在利用鳳眼蓮凈化污水時(shí)，應(yīng)及時(shí)采收，及時(shí)采收是保證鳳眼蓮高產(chǎn)的根本方法。

2 結(jié)論

鳳眼蓮在富營(yíng)養(yǎng)化水體中能快速繁殖，消耗水體中大量的營(yíng)養(yǎng)鹽，因而被廣泛應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)化水體的治理中。在利用鳳眼蓮凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體時(shí)，首先應(yīng)該選擇適合鳳眼蓮生長(zhǎng)的環(huán)境條件，然后再將水質(zhì)條件控制在適宜鳳眼蓮生長(zhǎng)的范圍之內(nèi)，最后在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，不斷優(yōu)化影響鳳眼蓮凈化效果的因素，使之處于最優(yōu)凈化條件。

參考文獻(xiàn)

[1]金嵐.環(huán)境生態(tài)學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1992：5.

[2]John R Wilson，Niels Holst，Mark Rees.Determinants and Patterns of Population Growth in Water Hyacinth [J].Aquatic Botany，2005（81）：51-67.

[3]區(qū)尹正，徐向陽(yáng).光照對(duì)鳳眼蓮強(qiáng)化氧化塘處理廢水反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究[J].環(huán)境科學(xué)，1986，7（6）：39-43.

[4]張志勇，常志州，劉海琴，等.不同水力負(fù)荷下鳳眼蓮去除氮、磷效果比較[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2010， 26（2）：