種植水生植物對(duì)庫區(qū)城郊支流污水水體質(zhì)量的影響

黃仁軍++潘明安

摘要 為了研究水生植物對(duì)庫區(qū)城郊支流污水水體質(zhì)量的影響，以水生薏苡、茭白、香蒲、菖蒲4種多年生水生植物為研究對(duì)象，在玻璃溫控大棚中利用盆栽法研究了其對(duì)污染水體質(zhì)量的凈化效果。結(jié)果表明：4種水生植物對(duì)污染水體均具有很好的凈化效果，可以作為凈水植物；其中，以種植水生薏苡水體中化學(xué)需氧量最小，溶解氧值最大，水體自凈能力最強(qiáng)，質(zhì)量最好。

關(guān)鍵詞 水生植物；污水；水體質(zhì)量；影響

中圖分類號(hào) X524 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）02-0165-01

Effect of Aquatic Plants on the Sewage Water Quality of Outskirts

HUANG Ren-jun 1，2 PAN Ming-an 1，2 * SHEN Yuan-ming 1

（1 Chongqing Three Gorges Academy of Agricultural Science，Chongqing 404155； 2 Chongqing Engineering Research Center of the Mountain

Ecological Agriculture）

Abstract Taking four kinds of perennial aquatic plant Coix aquatica Roxb，Zizania latifolia，Typha orientalis Presl and Acorus calamus L as test materials，the effects of aquatic plants on the sewage water quality of outskirts were studied.The results showed that four kinds of aquatic plants in the polluted water had the good purification effect，which could be used as water purification plants. Coix aquatica Roxb had the lowest water chemical oxygen demand（COD） and the highest value in water dissolved oxygen，water self-purification ability was the strongest and water quality was the best.

Key words aquatic plants；sewage；water quality；effect

近年來，三峽庫區(qū)及上游水體污染呈上升趨勢(shì)，水體中總氮、總磷、重金屬和化學(xué)需氧量有明顯增加，部分河、塘、庫及次級(jí)河流受到氮、磷污染，富營養(yǎng)化嚴(yán)重，重金屬含量超標(biāo)[1-3]。長江干流水質(zhì)基本保持穩(wěn)定，但長江次級(jí)河流的情況比較差[4]。近年來，生活污水直接排放、農(nóng)田化肥的大量使用、農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖的高速發(fā)展在三峽水庫區(qū)周圍蓄積了大量的養(yǎng)分物質(zhì)，隨侵蝕泥沙進(jìn)入江河、塘庫。農(nóng)村生活以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的污染問題在三峽庫區(qū)水環(huán)境中格外凸顯，農(nóng)村水環(huán)境污染日益嚴(yán)重，庫區(qū)沿江已形成狹長的污染帶[5-6]。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)水體富營養(yǎng)化的有效控制和修復(fù)，以保障流域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和大眾的身體健康已成為各方面所關(guān)注的焦點(diǎn)。利用水生植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并通過收獲植物帶走營養(yǎng)物質(zhì)是一種簡單、高效、代價(jià)低的修復(fù)富營養(yǎng)化水體的方法，近年來被廣泛用于富營養(yǎng)化水體修復(fù)[7-9]。

本文在前期研究的基礎(chǔ)上，探討4種常見水生植物對(duì)庫區(qū)城郊支流污水水體質(zhì)量的影響，研究其對(duì)污染水體的凈化效果，旨在深入探究更適合用于污水修復(fù)的水生植物，進(jìn)一步為水生植物凈化污水提供數(shù)據(jù)支撐和理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在重慶三峽農(nóng)業(yè)科學(xué)院玻璃大棚里。設(shè)水生薏苡（Coix aquatica Roxb）、茭白（Zizania latifolia）、香蒲（Typha orientalis Presl）、菖蒲（Acorus calamus L）4種植物及空白對(duì)照共5個(gè)處理，3次重復(fù)。水培容器為直徑50 cm、高50 cm的黑色塑料桶，取龍寶河污泥混勻后，每桶裝污泥90 kg，并灌龍寶河水保持水深10 cm。挑選長勢(shì)良好、大小均勻的植株，用自來水輕輕清洗根部，修剪，栽入水培桶中，每桶栽3株，空白對(duì)照不栽任何植物。移栽前、移栽后每2個(gè)月取水樣檢測(cè)相關(guān)指標(biāo)，同時(shí)每10 d調(diào)查1次植物生長情況。

1.2 樣品采集與測(cè)定

分別于栽插前（4月20日）、栽插后2個(gè)月（6月20日）、栽插后4個(gè)月（8月20日）、栽插后6個(gè)月（10月20日）、栽插后8個(gè)月（12月20日）取表層（0～20 cm）土壤樣品，經(jīng)風(fēng)干、研磨、過篩后，用于根系土壤全氮和有效磷含量測(cè)定，同時(shí)取水樣檢測(cè)pH值、化學(xué)需氧量、溶解氧含量。測(cè)定方法均為常規(guī)測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS 7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水體pH值變化

由圖1可知，種植不同植物，水體pH值變化不盡相同。水體pH值總體均呈微堿性。種植4種水生植物水體pH值在前6個(gè)月觀察期均有所下降，水生薏苡、香蒲、茭白、菖蒲下降幅度分別為10.97%、8.53%、6.09%、8.53%，主要受到植物呼吸作用及溫度影響，種植水生薏苡下降幅度最大，空白對(duì)照pH值下降到7.7。在種植植物8個(gè)月后（12月20日），（上接第165頁）

4種植物水體中pH值又有所升高，其中茭白上升幅度最大，基本與最開始水體中的pH值相當(dāng)。

2.2 水體化學(xué)需氧量變化

化學(xué)需氧量越大，水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。由圖2可知，種植4種植物對(duì)水體有不同程度的凈化作用，其中種植香蒲水體化學(xué)需氧量在8月20日降到最低，為8.1 mg/L，但隨植物生長，在后期有所升高。從12月20日取樣分析檢測(cè)中得知，水生薏苡、香蒲、茭白、菖蒲4種植物水體化學(xué)需氧量分別為41.5、67.5、77.8、52.8 mg/L，空白對(duì)照為77.8 mg/L，種植水生薏苡對(duì)水體的凈化效果最好。

2.3 水體溶解氧變化

溶解氧值是水自凈能力的指標(biāo)之一。由圖3可知，隨植物的生長，水體溶解氧呈先升高后降低的趨勢(shì)，除了與植物的吸收利用有關(guān)，還受到水體溫度的影響。在本試驗(yàn)條件下，空氣中的含氧量變動(dòng)不大，水溫愈高，水中溶解氧的含量愈低。從12月20日取樣分析檢測(cè)中得知，水生薏苡、香蒲、茭白、菖蒲4種植物水體溶解氧值分別為3.6、1.2、2.4、1.8 mg/L，空白對(duì)照為2.6 mg/L。種植水生薏苡水體溶解氧值最大，水體自凈能力最強(qiáng)，水體質(zhì)量最好。

3 結(jié)論

水生薏苡、茭白、香蒲、菖蒲4種多年生水生植物對(duì)污染水體均具有很好的凈化效果，可作為凈水植物。其中，以種植水生薏苡水體中化學(xué)需氧量最小，溶解氧值最大，水體自凈能力最強(qiáng)，質(zhì)量最好。但由于受試驗(yàn)條件所限，本研究是在溫室大棚環(huán)境下進(jìn)行的，檢測(cè)水體質(zhì)量指標(biāo)也僅為化學(xué)需氧量和溶解氧，與野外進(jìn)行的水質(zhì)影響試驗(yàn)有所不同。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 李錦秀，廖文根.三峽庫區(qū)富營養(yǎng)化主要誘發(fā)因子分析[J].科技導(dǎo)報(bào)，2003（9）：49-52.

[2] 朱俊，董輝，王壽兵，等.長江三峽庫區(qū)干流水體主要污染負(fù)荷來源及貢獻(xiàn)[J].水科學(xué)進(jìn)展，2006（5）：709-713.

[3] 封麗，張學(xué)睿，封雷基，等.基于粗糙集的三峽庫區(qū)支流水質(zhì)富營養(yǎng)化模糊綜合評(píng)價(jià)模型研究[J].環(huán)境工程，2015（12）：110-115.

[4] 王家，夏穎，范先鵬，等.三峽庫區(qū)農(nóng)村污水排放現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，54（23）：5843-5847.

[5] 何朋俊，龐蓉，潘宗英，等.三峽庫區(qū)重慶涪陵段水體富營養(yǎng)化因子變化趨勢(shì)探究[J].南方農(nóng)業(yè)，2015，9（34）：39-43.

[6] 秦巧燕，朱建強(qiáng).磷的環(huán)境效應(yīng)及水生植物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，6（4）：53-57.

[7] 湯顯強(qiáng)，李金中，李學(xué)菊，等.7種水生植物對(duì)富營養(yǎng)化水體中氮磷去除效果的比較研究[J].亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2007，2（2）：8-13.

[8] 王慶海，段留生，李瑞華，等.幾種水生植物凈化能力比較[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2008，23（2）：217-222.

[9] 李濤，周津.濕地植物對(duì)污水中氮、磷去除效果的試驗(yàn)研究[J].環(huán)境工程，2009（4）：25-28.