三種河蚌對(duì)富營養(yǎng)化水體的處理效果研究

戚甫長 王琪 朱凌云 王偉 占明飛

摘要：研究了背角無齒蚌（Anodonta woodiana）、褶紋冠蚌（Cristaria plicata）和三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）幼蚌對(duì)富營養(yǎng)化水體中總氮、總磷、氨氮、COD、懸浮物的處理效果。結(jié)果表明，幼體河蚌均能有效去除水體中的懸浮物，提高水體的透明度;褶紋冠蚌對(duì)COD、NH3-N和濁度的去除率最高，分別達(dá)到36.45%、89.68%和56.24%;三角帆蚌對(duì)TN的去除率最高，達(dá)到85.52%;背角無齒蚌對(duì)TP的去除率最高，達(dá)到38.00%;試驗(yàn)結(jié)束后測量河蚌濕重發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)期間河蚌幾乎沒有生長。

關(guān)鍵詞：背角無齒蚌（Anodonta woodiana）;褶紋冠蚌（Cristaria plicata）;三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）;幼體;富營養(yǎng)化水體

中圖分類號(hào)：X522? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）20-0047-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.010? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on the treatment effect of three kinds of mussels

on the treatment of eutrophic water

QI FU-zhang，WANG Qi，ZHU Ling-yun，WANG Wei，ZHAN Ming-fei

（Anhui Shuiyun Environmental Protection Co.，Ltd.，Wuhu 241000，Anhui，China）

Abstract： The effects of Anodonta woodiana， Cristaria plicata， Hyriopsis cumingii on the removal efficiencies of chemical oxygen demand （COD）， total phosphorus （TP）， total nitrogen （TN）， ammonia nitrogen （NH3-N） and turbidity in eutrophic water were studied. The results indicated that Anodonta woodiana， Cristaria plicata and Hyriopsis cumingii could remove the total suspended substrance （TSS） efficiently， improving the transparency of the water. The removal efficiencies of COD， NH3-N and tuibidity by Cristaria plicata were highest， reaching 36.45%， 89.68% and 56.24%， respectively. The removal efficiency of TN by Anodonta woodiana was highest， reaching 85.52%. The removal efficiency of TP by Hyriopsis cumingii was highest， reaching 38.00%. The wet weights of Anodonta woodiana， Cristaria plicata and Hyriopsis cumingii were weighted at the end of the experiment to find that they all didnt grow in the experiment period.

Key words： Anodonta woodiana; Cristaria plicata; Hyriopsis cumingii; juvenile; eutrophic water

水體富營養(yǎng)化是當(dāng)前全世界所共同面臨的環(huán)境問題之一[1]。近些年，利用蚌類的強(qiáng)濾水特性凈化不同水體成為眾多學(xué)者研究熱點(diǎn)[2-4]，正逐步應(yīng)用到富營養(yǎng)化水體。已有研究結(jié)果表明，褶紋冠蚌（Cristaria plicata）、三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）和背角無齒蚌（Anodonta woodiana）可以降低水體內(nèi)懸浮物和浮游藻類的含量，有效提高水體透明度;對(duì)富營養(yǎng)化水體中的COD、氮和磷等有一定的去除效果[5-7]。影響濾食性河蚌凈水效果的關(guān)鍵因素是濾水速率，有研究表明幼體河蚌的濾水速率高于成年蚌[8，9]。因此，了解不同種類幼蚌對(duì)富營養(yǎng)化水體凈化效果的影響，對(duì)進(jìn)一步提高河蚌凈化富營養(yǎng)化水體效率具有重要意義。本試驗(yàn)以背角無齒蚌、褶紋冠蚌和三角帆蚌的幼蚌為例進(jìn)行研究，以期為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

試驗(yàn)所用河蚌為背角無齒蚌、褶紋冠蚌和三角帆蚌，均采自安徽水韻環(huán)保股份有限公司治理后的水系中，選取大小規(guī)格一致，濕重為（25.0±5） g、健康的個(gè)體備用，試驗(yàn)前在試驗(yàn)用富營養(yǎng)化河道水體中馴化7 d。試驗(yàn)用水為城區(qū)富營養(yǎng)化河道水體。試驗(yàn)裝置為白色長方形塑料水槽，長52.5 cm、寬32.5 cm、高39.0 cm。

1.2? 方法

1.2.1? 試驗(yàn)設(shè)置? 試驗(yàn)于2018年10月20日至11月9日在安徽水韻環(huán)保股份有限公司水生態(tài)產(chǎn)業(yè)研究院實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。共設(shè)置4個(gè)試驗(yàn)組，分別為背角無齒蚌組（共201 g，8只）、褶紋冠蚌組（共200 g，8只）、三角帆蚌組（共203 g，8只）及空白組（無河蚌）。將濕重相同的3種河蚌分別放入盛滿水的長方形水槽中，空白組不投放河蚌。標(biāo)記各水槽水位，作為初始水位。

試驗(yàn)期間，每天觀察水槽內(nèi)河蚌情況，確保河蚌無死亡和其他情況，同時(shí)添加去離子水至初始水位。

1.2.2? 試驗(yàn)指標(biāo)及測定方法? 對(duì)所有試驗(yàn)水槽水體的濁度、總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、化學(xué)需氧量（COD）等指標(biāo)進(jìn)行測定，待水體穩(wěn)定后采集水樣作為本底值，之后每2 d采樣1次，采集50 mL水樣，用于理化指標(biāo)的測定，同時(shí)測定水體溫度指標(biāo)。采樣后補(bǔ)充相同體積的去離子水，保持水位在初始位置。

相關(guān)指標(biāo)及測定方法：TSS采用重量法;TN采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法;TP采用堿性過硫酸鉀鉬酸銨分光光度法;NH3-N采用納氏試劑比色法;COD采用重鉻酸鉀法;具體分析方法參考文獻(xiàn)[10]。

去除率=（Ct-Ct空）/C0×100%，其中，Ct是指第t天試驗(yàn)組該指標(biāo)的濃度（mg/L）;Ct空是指第t天空白對(duì)照組該指標(biāo)的濃度（mg/L）;C0是每試驗(yàn)組該指標(biāo)的初始濃度（mg/L）。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均由Microsoft Excel 2013處理，由Origin 9.0生成圖形。

2? 結(jié)果與分析

2.1? COD去除特性分析

從圖1可以看出，各試驗(yàn)組COD均呈不同程度的下降趨勢，其中前7 d COD下降較快，第七天時(shí)，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組的去除率分別達(dá)到33.91%、35.87%和41.78%。從第七天開始，濃度呈上下波動(dòng)狀態(tài)，至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組的去除率分別達(dá)到34.47%、36.45%和28.57%。從COD去除率及去除穩(wěn)定性上來看，褶紋冠蚌組較三角帆蚌組和背角無齒蚌組去除效果好。河蚌通過濾食水體中的藻類和有機(jī)碎屑間接降低水體中的COD。

2.2? NH3-N去除特性分析

從圖2可以看出，各試驗(yàn)組NH3-N濃度均呈不同程度下降趨勢，其中背角無齒蚌組下降趨勢較其他組快，至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)褶紋冠蚌組去除率最高，達(dá)到89.68%，三角帆蚌組和背角無齒蚌組的去除率分別為89.02%和87.10%，說明3種河蚌對(duì)水體中NH3-N均有不同程度的降解，其中褶紋冠蚌組去除率最高。

2.3? TN去除特性分析

從圖3可以看出，前15 d，各試驗(yàn)組TN濃度均呈不同程度的下降趨勢，且3種河蚌組的去除率均高于空白組，第15天時(shí)，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組的去除率分別達(dá)到85.52%、81.54%和82.43%。從第15天開始，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組水體中TN濃度均呈上升趨勢，而空白組濃度呈平穩(wěn)趨勢。至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，河蚌組TN濃度均比最低點(diǎn)濃度高，但低于空白組濃度，分析可能是河蚌適應(yīng)環(huán)境后開始攝食、吸收水體中TN，隨后排放“假糞”到水體中，部分“假糞”中的氮重新釋放到水體中導(dǎo)致TN濃度上升[11，12]。

2.4? TP去除特性分析

從圖4可以看出，各試驗(yàn)組水體中TP濃度呈先下降再上升的趨勢，第七天時(shí)TP濃度達(dá)到最低，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組的去除率分別達(dá)到33.69%、30.83%和38.00%。從第七天開始，河蚌組TP濃度呈波動(dòng)上升趨勢，至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)低于空白組。分析原因可能是河蚌適應(yīng)環(huán)境后開始攝食、吸收水體中TP，隨后排放“假糞”到水體中，部分“假糞”中的磷重新釋放到水體中導(dǎo)致TP濃度上升。

2.5? 濁度去除特性分析

從圖5可以看出，空白組、三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組濁度均呈逐漸下降趨勢，其中空白組濁度下降速率較河蚌組慢。試驗(yàn)水體處于靜止?fàn)顟B(tài)，由于懸浮物的自然沉降等原因，空白組的濁度呈緩慢下降趨勢。3個(gè)河蚌組中濁度均呈下降趨勢，至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組濁度的去除率分別達(dá)到54.32%、56.24%和55.00%，分析原因可能是河蚌適應(yīng)環(huán)境后，開始濾食、攝食懸浮物和有機(jī)碎屑，提高水體透明度。這與薛玲玲等[13]研究的褶紋冠蚌提高水體透明度結(jié)果一致。

3? 小結(jié)

1）河蚌對(duì)COD、NH3-N、TN和TP均有不同程度的處理效果，去除率分別為28.57%～36.45%、87.10%～89.68%、81.54%～85.52%和30.83%～38.00%，其中褶紋冠蚌對(duì)COD、NH3-N和濁度的去除率最高，分別達(dá)到36.45%、89.68%和56.24%;三角帆蚌對(duì)TN的去除率最高，達(dá)到85.52%;背角無齒蚌對(duì)TP的去除率最高，達(dá)到38.00%。

2）河蚌能有效去除水體中的懸浮物，提高水體的透明度。河蚌對(duì)懸浮物的去除率達(dá)到50%以上。

3）試驗(yàn)結(jié)束后，稱量各個(gè)河蚌組中河蚌的濕重，發(fā)現(xiàn)河蚌與試驗(yàn)前重量幾乎無差別，說明這段時(shí)間幾乎沒有生長，與嚴(yán)維輝等[14]研究的河蚌低溫狀態(tài)下不生長的生物特性相一致。

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