黑藻和水鱉對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)凈化作用的實(shí)驗(yàn)

　　【摘要】研究黑藻和水鱉對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)的凈化能力，探討利用黑藻和水鱉進(jìn)行水質(zhì)凈化的可行性。將黑藻和水鱉培植在富營(yíng)養(yǎng)化水體中，定期檢測(cè)培植黑藻、水鱉水體及對(duì)照水體中的化學(xué)耗氧量、生化耗氧量、總氮及氨氮含量。經(jīng)過88天的實(shí)驗(yàn)，證實(shí)黑藻和水鱉均可降低水體中化學(xué)耗氧量、生化耗氧量及總氮含量；污染程度較輕時(shí)，凈化效果好；黑藻對(duì)水質(zhì)的凈化能力大于水鱉。黑藻和水鱉可用于富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)的污染治理，可將黑藻作為一種理想的治污植物進(jìn)行推廣。
　　【關(guān)鍵詞】水質(zhì) 富營(yíng)養(yǎng)化 黑藻 水鱉
　　
　　黑藻和水鱉是北京的鄉(xiāng)土物種，我們?cè)谝巴饪疾熘邪l(fā)現(xiàn)，有黑藻和水鱉生長(zhǎng)之處水質(zhì)較為清澈。近年來(lái)，人們十分重視利用水生植物凈化水質(zhì)，利用黑藻和水鱉凈化水質(zhì)的研究也有一些，但多是與其他水生植物組合在一起的研究，單獨(dú)針對(duì)它們，特別是將它們的生長(zhǎng)與水質(zhì)凈化結(jié)合在一起的研究很少。我們選擇在氮含量、化學(xué)耗氧量和生化耗氧量都較高和氮含量、生化耗氧量相對(duì)較低的兩個(gè)富營(yíng)養(yǎng)化水體中培植黑藻和水鱉，觀察、檢測(cè)他們的生長(zhǎng)與水質(zhì)的關(guān)系。通過檢測(cè)經(jīng)培植黑藻和水鱉后水質(zhì)中的化學(xué)耗氧量、生化耗氧量、總氮、氨氮、水草重量等指標(biāo)，對(duì)黑藻和水鱉在富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)中的生長(zhǎng)狀況及對(duì)水質(zhì)的凈化作用進(jìn)行研究，并進(jìn)一步探討利用它們進(jìn)行水質(zhì)凈化的可能性。
　　一、材料和方法
　　水鱉采集于王平濕地，黑藻采集于北京藥用植物園，水樣采集于北京藥用植物園，檢測(cè)數(shù)據(jù)見表1，兩個(gè)水樣均為富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)，但水樣3的環(huán)境系統(tǒng)失衡現(xiàn)象較輕。
　　用塑料整理箱各取3箱1號(hào)水和3號(hào)水，每箱水重35千克。3箱水中1箱放入黑藻180克、1箱放入水鱉180克，另1箱不放植物作為對(duì)照。放入植物后，每10天觀察一次，同時(shí)取水樣進(jìn)行檢測(cè)，并稱植物重量。
　　二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
　　1. 黑藻和水鱉在富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)中的生長(zhǎng)狀況
　　從圖1可見，黑藻在兩種水質(zhì)中的生長(zhǎng)差異不大，在3號(hào)水中的生長(zhǎng)稍好于1號(hào)水。實(shí)驗(yàn)開始的前10天是緩苗期，有新葉生出，同時(shí)也有較多的老葉死去。緩苗期后，黑藻重量不斷增加，30～40天達(dá)到最大重量。之后，新葉生長(zhǎng)量和老葉死亡量基本一致，重量變化不大。10月2日以后，隨著氣溫的下降植株逐漸死亡，基本沒有新葉長(zhǎng)出。10月22日植株完全死亡，葉片開始腐爛。
　　水鱉在兩種水質(zhì)中的生長(zhǎng)狀況差異較大，在3號(hào)水中的生長(zhǎng)明顯好于1號(hào)水。實(shí)驗(yàn)開始的前10天，水鱉同黑藻一樣也有緩苗期，此時(shí)有新的莖葉生長(zhǎng)，同時(shí)有大量老葉死去，以后重量不斷增加，30天時(shí)達(dá)到最大值，之后新葉的生長(zhǎng)逐漸減少，10月12日隨著氣溫的下降植株死亡。
　　觀察發(fā)現(xiàn)，水鱉的生長(zhǎng)速度很快，莖頂端不斷有莖葉長(zhǎng)出，同時(shí)老葉片特別容易衰老死亡，葉片的壽命大約20天左右，由于不斷有葉片死亡腐爛，水箱中的水比較渾濁，同時(shí)可觀察到有藻類生長(zhǎng)，特別是在1號(hào)水中這種現(xiàn)象很明顯。在黑藻生長(zhǎng)的水箱中，無(wú)論是1號(hào)水還是3號(hào)水都很清澈，雖然稍帶褐色但看不出有藻類生長(zhǎng)的跡象。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，有植物生長(zhǎng)的水箱底部逐漸有淤泥產(chǎn)生。
　　2. 黑藻和水鱉對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)中化學(xué)耗氧量（COD）的影響
　　實(shí)驗(yàn)中黑藻和水鱉對(duì)化學(xué)耗氧量（COD）的影響見圖2和圖3。在對(duì)照水樣中，化學(xué)耗氧量從實(shí)驗(yàn)開始就一直在上升，達(dá)到最大值后逐漸下降，化學(xué)耗氧量的變化過程與對(duì)照水箱中藻類的生長(zhǎng)是一致的，在此過程中，藻類從少到多，并在水面上形成塊狀漂浮物，最后漂浮物沉入箱底。在有植物生長(zhǎng)的水樣中，實(shí)驗(yàn)前期化學(xué)耗氧量高于對(duì)照，這是由于在緩苗期和植物死亡后有較多的植物殘?bào)w存在；在前后20天之間，有植物生長(zhǎng)的水樣的化學(xué)耗氧量都低于對(duì)照，說(shuō)明在植物生長(zhǎng)穩(wěn)定后，有抑制富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)中化學(xué)耗氧量增加的作用，并且黑藻的這種作用強(qiáng)于水鱉。在水樣3中，植物生長(zhǎng)較好，抑制化學(xué)耗氧量增加的作用更加明顯。
　　3. 黑藻和水鱉對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)中生化耗氧量（BOD）的影響
　　黑藻和水鱉對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)中生化耗氧量（BOD）的影響見圖4和圖5。植物對(duì)生化耗氧量的影響與對(duì)化學(xué)耗氧量的影響結(jié)果相似，有抑制富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)中生化耗氧量增加的作用，并且黑藻的抑制作用強(qiáng)于水鱉。在水樣3中，植物生長(zhǎng)較好，抑制生化耗氧量增加的作用更加明顯。
　　
　　4. 黑藻和水鱉對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)中總氮含量的影響
　　實(shí)驗(yàn)中黑藻和水鱉對(duì)總氮的影響見圖6和圖7。污染不嚴(yán)重時(shí)，植物能降低水樣中總氮的含量，從而凈化水質(zhì)，黑藻的作用強(qiáng)于水鱉。
　　5. 黑藻和水鱉對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)中氨氮含量的影響
　　實(shí)驗(yàn)中黑藻和水鱉對(duì)氨氮的影響見圖8和圖9。黑藻和水鱉對(duì)水樣中氨氮含量的影響規(guī)律性不強(qiáng)，在有黑藻和水鱉生長(zhǎng)的水樣中，有時(shí)氨氮含量高于對(duì)照，有時(shí)又低于對(duì)照，與黑藻和水鱉的生長(zhǎng)狀況沒有相關(guān)性。這可能是由于影響氨氮含量的因素較多，本實(shí)驗(yàn)未對(duì)影響因素進(jìn)行控制所致。
　　三、結(jié)論
　　從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以初步得出以下結(jié)論：
　　1. 黑藻和水鱉可降低富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)中化學(xué)耗氧量和生化耗氧量指標(biāo)，降低總氮含量，從而凈化水質(zhì)。
　　2. 黑藻和水鱉對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)的凈化能力有所不同，本實(shí)驗(yàn)中黑藻的凈化能力強(qiáng)于水鱉。
　　3. 黑藻和水鱉對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)的凈化作用只在生長(zhǎng)良好時(shí)發(fā)生，生長(zhǎng)不良或是死亡時(shí)，其殘?bào)w的分解會(huì)加重水質(zhì)的污染。
　　4. 對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)，在水質(zhì)污染較輕時(shí)（水樣3），用黑藻和水鱉進(jìn)行凈化效果明顯；在水質(zhì)污染較重時(shí)（水樣1），可以用黑藻和水鱉進(jìn)行凈化，但作用較小。
　　5. 在富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的水質(zhì)中，黑藻的生長(zhǎng)狀況良好，水鱉的生長(zhǎng)狀況較差。
　　四、討論與體會(huì)
　　我國(guó)湖泊、水庫(kù)和江河水體富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，上個(gè)世紀(jì)80年代，富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)湖泊占5.0%；現(xiàn)在，富營(yíng)養(yǎng)化湖泊占55.01%。對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體可以考慮采用水生植物進(jìn)行治理，但水生植物凈化水質(zhì)的作用機(jī)制主要是利用水體中的營(yíng)養(yǎng)于本身的生長(zhǎng)，因此，使用植物的方式很重要，只有最后將植物或植物殘?bào)w移出水體才能真正降低水體的污染程度。
　　現(xiàn)今是一個(gè)傳統(tǒng)文化得到推崇的年代，通過本實(shí)驗(yàn)我們也發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)農(nóng)耕文化的科學(xué)價(jià)值。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，綠肥和塘泥的使用是十分普遍的，如果現(xiàn)在還用這種方式種田，那么對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的凈化是十分有利的，甚至有可能使水體不發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化。
　　
　　【參考文獻(xiàn)】
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　?。?］趙海超等，中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2006，8（3）
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　　［5］袁東海等，水土保持學(xué)報(bào)，2004，18（4）
　　
　　專家點(diǎn)評(píng)
　　該小論文研究黑藻和水鱉對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)的凈化能力，探討了利用黑藻和水鱉進(jìn)行水質(zhì)凈化的可行性。作者的實(shí)驗(yàn)研究方法正確，文章條理很清楚、結(jié)構(gòu)完整。作者經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，黑藻和水鱉均可降低水體中的化學(xué)耗氧量、生化耗氧量及總氮含量；在污染較輕的情況下凈化效果好；黑藻對(duì)水質(zhì)的凈化能力大于水鱉。文章對(duì)進(jìn)一步發(fā)掘出一些經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的水生植物種類，在獲取經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)又對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化具有很積極的意義。ＫＪ