三种浮叶植物对富营养化水体净化效果研究

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水生植物修复富营养化水体应用研究综述

水生植物修复富营养化水体应用研究综述刘建英，周湘灿（江苏农林职业技术学院，江苏镇江212400）首先对水体富营养化现象以及水生植物修复富营养化水体进行了概述，然后重点阐述了水生植物修复机理及具体应用（包括污水净化应用、湿地生态修复应用、生物浮床技术应用），最后从5个方面指出未来水生植物修复水体技术的应用研究重点。

水生植物；富营养化；修复响，以江苏南部区域为例，适生的挺水植物有黄菖蒲、香蒲、芦苇、千屈菜、旱伞草、荷花等；浮水植物有睡莲、芡实、萍逢草、莼菜、凤眼莲等；沉水植物有苦草、黑藻、轮叶黑藻、金鱼藻、狐尾藻、菹草等。

不同水生植物种类、不同水生植物种类组合等都将影响修复的效果。

2水生植物修复机理2.1水生植物根区法修复原理德国学者Kickuch 在1977年首次提出根区法理论，以后的水生植物修复水体的机理都是以此为核心，并在这个基础上发展而来。

水生植物利用根区生化效应修复水体的原理包括2个方面。

一方面，它们从地上部分吸收氧气并将其输送到根部，由植物的根细胞扩散到根部，在地下形成一个好氧的微环境。

好氧微生物在好氧环境中繁殖，分解有机物。

另一方面，在根较少的地方形成厌氧区和兼氧区，有利于硝化与反硝化wt 作用，达到脱氮除磷的目的。

2.2水生植物的吸收、吸附和过滤作用水生植物需要吸收大量的N 、P 等营养元素以满足其生长，其发达的根系对水体中氮磷的富集与转移具有良好的效果[11]。

同时，水生植物通过植株对污染物质的吸附和过滤作用实现水体的部分净化作用。

2.3水生植物对藻类的抑制作用水体中浮游藻类的过度生长会导致水体富营养化，而水生植物与浮游植物相比，在养分与光能的利用上具备竞争优势。

在生长过程中，水生植物的生命周期长，植株体积大，吸收和贮存养分的能力强，能较强地抑制浮游藻类的生长[12]，具有一定的克藻效应[13]。

3水生植物修复的具体应用3.1污水净化应用纽约州农业和生物科学院的Willian J.Jewell 认为，以水生植物为基础的生态处理系统的净化效果与典型的生化处理系统相同[14]。

水生植物净化富营养化水体的研究进展

水生植物净化富营养化水体的研究进展目录引言 (1)1 净化机理 (1)1.1吸收作用 (1)1.2 降解作用 (1)1.3吸附、过滤、沉淀作用 (1)1.4 对藻类的抑制作用 (2)1.5 其他作用 (2)2 净化效果 (2)2.1室内、室外试验中的净化效果 (2)2.2 实践应用中的净化效果 (3)2.2.1 水生植物在人工湿地中的应用 (3)2.2.2 水生植物的其他应用 (4)2.3净化常用的水生植物统计 (4)3应用中需关注的问题 (5)3.1 水生植物的越冬 (5)3.2水生植物的资源化利用 (6)3.3沉水植物的重建和恢复 (6)4发展前景 (7)引言水体富营养化是全球性的环境问题。

治理富营养化水体的多种措施中，利用水生植物的方法，以其良好的净化效果、独特的经济效益、能耗低、简单易行以及有利千重建和恢复良好的水生生态系统等特点，正日益受到人们的关注。

我国水污染严重，利用水生植物净化富营养化水体必将具有非常广阔的发展前景。

1 净化机理1.1吸收作用高等水生植物在生长过程中，需要吸收大量的N、P 等营养元素。

Philip 的研究表明，在人工湿地中香蒲对N的吸收为565mg/( m2·d )，煎草对N 的吸收为261mg/( m2·d) 江我国太湖水面夏季时的水葫芦，对N、P 的吸收能力分别为0.79 和0.13t/( km 2·d )14) 。

当水生植物被运移出水生生态系统时，被吸收的营养物质随之从水体中输出，从而达到净化水体的作用。

1.2 降解作用水生植物群落的存在，为微生物和微型生物提供了附着基质和栖息场所。

这些生物能大大加速截留在根系周围的有机胶体或悬浮物的分解矿化。

如，芽抱杆菌能将有机磷、不溶解磷降解为无机的、可溶的磷酸盐，从而使植物能直接吸收利用[ S ) 。

此外，水生植物的根系还能分泌促进嗜磷、氮细菌生长的物质，从而间接提高净化率。

有些学者通过大量的物质平衡计算，认为在N 的去除机制上占主导地位的是细菌的降解作用，而非水生植物的吸收作用。

3种水生植物对富营养化水质的净化性能比较

第一作者:郑足红,女,１９８１年生,硕士,讲师,主要从事水污染㊁大气污染控制研究.＃通讯作者.∗湖北工程学院科学研究项目(N o ．２０１８４５);湖北省科技创新团队项目(N o ．T ２０１７１６).３种水生植物对富营养化水质的净化性能比较∗郑足红１㊀胡㊀超１㊀王华伟２＃㊀兰天翔１㊀王立华１(１．湖北工程学院生命科学技术学院,特色果蔬质量安全控制湖北省重点实验室,湖北㊀孝感４３２０００;２．武汉市洪山区疾病预防控制中心,湖北㊀武汉４３００７０)㊀㊀摘要㊀选择芦苇㊁狐尾藻㊁菖蒲３种水生植物净化富营养化水体,考察了不同水生植物及组合对富营养化水体中硝酸盐氮㊁氨氮㊁T N ㊁T P ㊁C O D ㊁B O D ５的去除效果.结果表明,菖蒲对氮㊁磷的去除效果明显优于芦苇和狐尾藻,狐尾藻在C O D 的去除上表现出一定的优势,而芦苇对B O D ５的去除效果最加.在植物组合处理中,菖蒲＋狐尾藻组合对氮㊁B O D ５去除效果最佳,处理２８d 后,T N ㊁B O D ５去除率分别达８０％㊁５７％,芦苇＋菖蒲组合对T P ㊁C O D 去除效果优于其他组合,处理２８d 后,T P ㊁C O D 去除率分别达８７％㊁７２％;处理过程中,狐尾藻生物量增长最多,且对芦苇㊁菖蒲具有明显的抑制作用,是３种植物中的优势物种.综合考虑水质净化效果及植物生长状况,菖蒲和芦苇可作为富营养化水体的净化植物,而狐尾藻则应该谨慎使用.㊀㊀关键词㊀水生植物㊀水质净化㊀芦苇㊀菖蒲㊀狐尾藻㊀㊀D O I :１０．１５９８５/j．c n k i ．１００１Ｇ３８６５．２０１８．１０．０１４T h e c o m p a r a t i v e p u r i f i c a t i o nb y t h r e e s p e c i e s o fh y d r o p h y t e s o nt h e e u t r o ph i cw a t e r ㊀Z H E N G Z u h o n g １,HU C h a o １,WA N G H u a w e i ２,L A N T i a n x i a n g １,WA N GL i h u a １．(１．C o l l e g e o f L i f e S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,H u b e i E n g i n e e r i n gU n i v e r s i t y ,H u b e i K e y L a b o r a t o r y o f Q u a l i t y C o n t r o lo f C h a r a c t e r i s t i c F r u i t sa n d V e g e t a b l e s ,X i a o g a n H u b e i ４３２０００;２．H o n g s h a nD i s t r i c tC e n t e r fo rD i s e a s eC o n t r o l a n dP r e v e n t i o n ,W u h a n H u b e i ４３００７０)A b s t r a c t :㊀T h r e eh y d r o p h y t e s ,P h r a g m i t e s c o mm u n i s ,A c o r u s c a l a m u s ,M y r i o p h y l l u ma qu a t i c u m w e r e c h o s e n t o p u r i f y t h ee u t r o p h i cw a t e r ,t h ec o n c e n t r a t i o n so fn i t r a t en i t r o g e n ,a mm o n i an i t r o g e n ,T N ,T P ,C O D ,B O D ５w e r e m e a s u r e d t o i n v e s t i g a t e t h e p u r i f i c a t i o ne f f i c i e n c y o f d i f f e r e n th y d r o p h yt e so r t h e i r c o m b i n a t i o n ．T h e r e s u l t s s h o w e d t h a tt h e A c o r u sc a l a m u s p r e s e n t e d b e t t e r p e r f o r m a n c e o n n i t r o g e n a n d p h o s p h o r o u s r e m o v a l ,M y r i o p h y l l u m a q u a t i c u m a c h i e v e dt h eh i g h e s tC O D r e m o v a lr a t ea n d P h r a gm i t e sc o mm u n i s w a sb e s tf o rB O D ５r e m o v a l ．T h e c o m b i n a t i o no f A c o r u sc a l a m u s ＋M y r i o p h y l l u m a q u a t i c u m p r e s e n t e d t h e b e t t e r n i t r o g e n a n d C O D r e m o v a l e f f i c i e n c y ,t h eT N ,B O D ５r e m o v a l r a t e r e a c h e dt o８０％a n d５７％a f t e r ２８do f p u r i f i c a t i o n ,w h i l e t h ec o m b i n a t i o no f P h r a gm i t e s c o mm u n i s ＋A c o r u s c a l a m u s s h o w e dt h eb e s t p r o p e r t i e so nt h e p h o s p h o r o u sa n dC O Dr e m o v a l ,t h eT P a n dC O Dr e m o v a l r a t ew a s８７％,７２％a f t e r２８do f t r e a t m e n t ．M y r i o p h y l l u m a q u a t i c u m h a dt h e g r e a t e s tw e i g h t g r o w t hd u r i n g t h e p u r i f i c a t i o n p r o c e s sa n di tc o u l dd e p r e s st h e g r o w t ho f t h ec o Ｇe x i s t e dh y d r o p h yt e s ．B a s eo nt h e e x p e r i m e n t s r e s u l t ,t h e P h r a g m i t e sc o mm u n i s a n d A c o r u sc a l a m u s c o u l db eu s e df o rt h e p u r i f i c a t i o no fe u t r o p h i c w a t e r ,w h i l e t h e M y r i o p h y l l u ma qu a t i c u m s h o u l db eu s e d i n c a u t i o n ．K e y w o r d s :㊀h y d r o p h y t e s ;w a t e r p u r i f i c a t i o n ;P h r a g m i t e s c o mm u n i s ;A c o r u s c a l a m u s ;M y r i o p h y l l u ma q u a t i c u m ㊀㊀水体富营养化是当前国内外面临的主要环境问题之一[１].目前,国内许多城市景观水体都已出现不同程度的污染,水体富营养化现象严重.引入能净化水质的水生植物是解决水体富营养化的有效方法.水生植物一般包括漂浮植物㊁浮叶植物㊁挺水植物和沉水植物,可固定N ㊁P 等营养元素,也可为水体提供生态景观.近年来,利用植物净化水体的生态修复技术在国内得到广泛应用.㊀㊀目前,有关单一植物对水质的净化效果研究已有许多报道,如芦苇可以向水体输送氧气㊁吸收污染物质㊁创造生物共生环境,通过发达的根系扩展植物净化污水的空间,使好养细菌向水体深部分布[２Ｇ４];菖蒲[５]也具有较好的净化富营养化水体的效果,赵原等[６]研究表明菖蒲具有一定的N ㊁P 吸收能力,周玥等[７]３３５３研究表明菖蒲对高㊁低浓度污水C O D 均有较好的去除效果;狐尾藻能用来改善水体中的富营养化与浮游藻类含量的水平.李源等[８]研究表明穗花狐尾藻除了能与藻类竞争营养和光照外,还可７４１１表１㊀水样的水质参数T a b l e １㊀T h e p a r a m e t e r s o f t e s tw a t e r指标p H 硝酸盐氮/(m g L －１)氨氮/(m g L －１)T N /(m g L －１)T P /(m g L －１)C O D /(m g L －１)B O D ５/(m gL －１)溶解氧/(m g L －１)数据７．２０．２９３０．２８９２．４０６０．０９９５９．８２．７０３８．９通过分泌次生代谢产物来抑藻;汪文强[９]研究表明绿狐尾藻对于富营养水体中的N ㊁P 均有较好的去除效果.然而,不同植物间具有共生㊁互生或互斥的生长特性[１０],以往有关植物净化富营养化水体的研究主要侧重于单种植物或最优植物组合对富营养化水体脱N ㊁P 和C 的效果[１１Ｇ１２],针对不同生活型植物组合㊁植物间互补或者互斥作用对处理效果的影响少有报道.㊀㊀本研究从某景观水池(原下水道改造工程,现为校园景观湖泊)采集水样,选用芦苇㊁菖蒲和狐尾藻３种常见且具观赏价值和净水能力的水生植物,构建不同处理模式,在室温条件下研究其对水体中C ㊁N ㊁P 的去除效果,讨论不同植物的最优组合,为景观水体富营养化的治理提供数据.１㊀材料与方法１．１㊀实验材料挺水植物芦苇㊁菖蒲,沉水植物狐尾藻均购自当地花卉市场,实验前用蒸馏水洗净后在自然光照无雨条件下预培养１４d.１．２㊀实验设计实验容器为高３３c m ㊁直径３５c m 的塑料桶,处理水样体积为１０L .培养桶中所取水样来自某景观水池上覆水,各项参数见表１.㊀㊀选取长势良好㊁大小和高度一致的上述植株,洗净后放置于供试水体中.实验设置８种处理,D １组:栽种芦苇７株;D ２组:栽种狐尾藻５株;D ３组:栽种菖蒲７株;D ４组:栽种芦苇７株＋狐尾藻５株;D ５组:栽种狐尾藻５株＋菖蒲７株;D ６组:栽种芦苇７株＋菖蒲７株;D ７组:栽种芦苇７株＋菖蒲７株＋狐尾藻５株;D ８组:空白对照组,为原水水样.实验中,挺水植物和沉水植物均用塑料板或石子固定,培养２８d .每隔７d 取样一次,并标记取样后水体体积,共取样４次.测定所取水样中硝酸盐氮㊁氨氮㊁T N ㊁T P ㊁C O D ㊁B O D ５等参数.在两次取样间隔中,添加一定蒸馏水以补充蒸发和蒸腾所消耗的水分[１３].１．３㊀分析测定方法氨氮采用纳氏试剂分光光度法测定;硝酸盐氮采用氨基磺酸紫外分光光度法测定;T N 采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定;T P 采用钼酸铵分光光度法测定;C O D 采用重铬酸钾法测定;B O D ５采用标准稀释测定法测定[１４].２㊀结果与分析２．１㊀不同处理对硝酸盐氮的去除效果不同处理下,硝酸盐氮的去除效果见图１.由图１可见,在２８d 处理过程中,D ８组空白对照的硝酸盐氮去除率从１７％上升到７０％,D ８组未栽种植物,硝酸盐氮的去除主要归因于水样中微生物结合碳源对硝酸盐氮的反硝化作用[１５]１４７.其他各处理的硝酸盐氮去除效果均高于D ８组,这是因为栽种植物可以通过植物吸收㊁根际的吸附㊁氨的挥发及硝化与反硝化作[１６]等促进水体中硝酸盐氮的去除.图１㊀不同处理对硝酸盐氮的去除效果F i g ．１㊀R e m o v a l o f n i t r i a t en i t r o g e nb y di f f e r e n t t r e a t m e n t s ㊀㊀D ３组㊁D ５组㊁D ６组在整个处理过程中一直维持较高的硝酸盐氮去除率,分别为９２％~９９％㊁８８％~９８％㊁６９％~１００％.D １组㊁D ２组㊁D ４组㊁D ７组㊁D ８组硝酸盐氮去除率变幅较大,分别为２９％~８２％㊁４５％~８３％㊁４７％~８２％㊁７６％~８６％㊁１７％~７０％.除D ８组外,D １组芦苇的硝酸盐氮去除率增幅最大,这是因为芦苇具有发达的根系,可以逐渐扩展植物净化污水的空间,因此硝酸盐氮的去除率持续增加.整个实验过程中,D ３组菖蒲均保持较高的硝酸盐氮去除率,这是因为菖蒲能较快适应高浓度的硝酸盐氮,其对硝酸盐氮的适应性强于芦苇.组合工艺中,D ６组芦苇＋菖蒲的硝酸盐氮去除率最高,其次为D ５组菖蒲＋狐尾藻组合.８４１１２．２㊀不同处理对氨氮的去除效果不同处理下,氨氮的去除效果见图２.从图２可以看出,各处理对氨氮的去除率均随实验时间的延长而增加,８个处理中D ８组氨氮去除率最低,经过２８d 的处理,氨氮去除率从３％提高到２３％,这主要源于水样的自净能力,水样中浮游植物的大量生长消耗了水中的氨氮.与D ８组空白对照相比,其他处理的氨氮去除率有不同程度的提高,其中D ４组㊁D ５组㊁D ６组氨氮去除率最高,７~２８d 的去除率分别为４６％~９５％㊁３５％~８５％㊁２８％~８１％.D １组㊁D ２组㊁D ３组㊁D ７组氨氮去除率相对较低,７~２８d 的去除率分别为２７％~５０％㊁１％~４８％㊁１％~６６％㊁４％~６４％.植物吸收㊁吸附和氨气挥发均可去除一定氨氮,但最有效的途径仍为硝化和反硝化作用.水生植物可通过通气组织将氧气从上部输送至根系,经释放和扩散,使根系周围呈现好氧微区,为硝化细菌提供良好的繁衍栖息场所并将氨氮转化成硝酸盐氮,从而降低水中的氨氮浓度.图２㊀不同处理对氨氮的去除效果F i g ．２㊀R e m o v a l o f a m m o n i a n i t r o g e nb y di f f e r e n t t r e a t m e n t s ㊀㊀单一植物处理中,D １组芦苇７d 的氮去除率远高于D ３组菖蒲,这与芦苇根系相对发达有关,而２８d 后D １组的氨氮去除率(５０％)略低于D ３组(６６％).组合处理中,D ４组芦苇＋狐尾藻组合对氨氮去除效果最佳,该组合在整个实验期间的氨氮去除率均高于其他处理.２．３㊀不同处理对T N 的去除效果不同处理下,T N 的去除效果见图３.由图３可见,各个处理对T N 的去除率均随实验时间的延长而增加.T N 的去除主要为硝酸盐氮的去除,归因于氨的挥发作用及反硝化菌对硝酸盐氮的反硝化作用[１７].D ８组空白对照的T N 去除率最低,从第７天的１７％上升到第２８天的４９％,其他处理由于植物的生长从而增强了T N 的去除效果,但不同植物的生物量㊁根系生长状况不同,对T N 去除效果也会有差距.图３㊀不同处理对T N 的去除效果F i g ．３㊀R e m o v a l o fT Nb y di f f e r e n t t r e a t m e n t s ㊀㊀７个水生植物处理７~２８d 的T N 去除率分别为D １组６６％~７９％,D ２组５４％~７３％,D ３组７３％~７７％,D ４组４６％~８０％,D ５组６８％~７９％,D ６组３７％~６７％,D ７组３９％~７５％.单一植物处理中,芦苇㊁菖蒲T N 去除效果均较好,植物组合处理中,菖蒲＋狐尾藻组合对T N 去除效果最佳.２．４㊀不同处理对T P 的去除效果不同处理下,T P 的去除效果见图４.由图４可见,各处理对T P 的去除率均随实验时间的延长而增加,其中D ３组㊁D ４组㊁D ６组T P 去除率相对最高,在７~２８d 内去除率分别为７２％~９５％㊁１２％~８７％㊁５５％~８７％.D ８组空白对照的T P 去除率从第７天的８％上升到第２８天的４３％,这是因为水样中的微生物及悬浮物对T P 具有一定的沉淀㊁固结㊁吸附作用.在水生植物的辅助下,各处理T P 去除率均明显提高,这是因为植物根部环境为聚磷菌提供了良好的条件,水中可溶性磷酸盐经过根际微生物处理后被植物体吸收,颗粒型磷酸盐通过植物根图４㊀不同处理对T P 的去除效果F i g ．４㊀R e m o v a l o fT Pb y di f f e r e n t t r e a t m e n t s９４１１系的过滤与植物的吸附作用被去除,正磷酸盐则是被聚磷菌吸收而去除,在植物和微生物协同作用下,促进水样中T P的有效去除.㊀㊀整个实验过程中,D３组菖蒲的T P去除率一直维持在较高水平,这是因为菖蒲根部对T P的积累量最高,因此在实验初期即表现出较高的T P去除效果,实验后期T P去除率增幅逐渐减慢,这与实验后期植物本身对N㊁P需求量减少以及N㊁P在植物体内的再次分配有关[１８].组合处理中,D６组芦苇＋菖蒲组合对T P去除效果最佳,T P去除率在各个时间段均高于其他组合,可能因为挺水植物根系比较发达㊁生物量相对较大,可以吸附大量的磷酸盐,最终使T P含量大大地降低.２．５㊀不同处理对C O D的去除效果不同处理下,C O D的去除效果见图５.由图５可见,各处理对C O D的去除率均随实验时间的延长而增加,８个处理在７~２８d的C O D去除率分别为D１组３５％~５６％,D２组４７％~６５％,D３组３５％~５４％,D４组３０％~５７％,D５组４１％~６０％, D６组３５％~７２％,D７组４１％~６０％,D８组２４％~４９％.D８组空白对照２８d的C O D去除率可达４９％,这主要通过水样中厌氧微生物群的降解作用实现[１９].在水生植物作用下,C O D的去除有明显提升,这是因为植物根区依附大量微生物,这些微生物在降解C O D的过程中会随着植物根系的生长而形成以有机物为营养源的生物膜,增强其对有机物质的捕获能力与降解效率.因此,相比与微生物较少的空白对照组,种植水生植物的处理具有更大的C O D去除优势.图５㊀不同处理对C O D的去除效果F i g．５㊀R e m o v a l o fC O Db y d i f f e r e n t t r e a t m e n t s ㊀㊀单一植物处理中,D２组狐尾藻处理效果最佳,其次为D１组芦苇㊁D３组菖蒲.这与其他学者研究结论不同,周玥等[７]３３５３研究表明菖蒲对高㊁低浓度污水C O D均有较高的去除效过,周雪等[２０]认为穗状狐尾藻对C O D的去除效果不佳,与其他水生植物相比,其在处理初期(７d)即表现出相明显的C O D去除劣势.这些差异可能有两方面的原因造成:首先植物在不同生长期对有机物的分解能力不同;其次,C O D的降解主要是由微生物活动而不是植物活动主导的.组合处理中,D６组芦苇＋菖蒲处理效果最佳,可能与两种水生植物根系发达,根区微生物数量较多,更有利于根区的泌氧作用有关,因此C O D的降解效果更好.２．６㊀不同处理对B O D５的去除效果不同处理下,B O D５的去除效果见图６.由图６可见,D４组㊁D７组在实验过程中一直保持较高的B O D５去除效果,B O D５去除率分别为２９％~５７％㊁２９％~４９％.D５组㊁D６组㊁D８组B O D５去除率偏低,分别为８％~１３％㊁６％~１４％和１％~１２％.图６㊀不同处理对B O D５的去除效果F i g．６㊀R e m o v a l o fB O D５b y d i f f e r e n t t r e a t m e n t s ㊀㊀D８组空白对照B O D５的去除主要归因于水样自净作用.单一植物处理中D１组芦苇B O D５去除效果最佳,其次为D３组菖蒲,而组合工艺中,D４组芦苇＋狐尾藻B O D５去除效果最佳.㊀㊀C O D和B O D５均可以代表水体的有机物污染,然而单一植物和植物组合在对C O D和B O D５的去除上却表明出明显的不同,D２组狐尾藻和D６组芦苇＋菖蒲在C O D去除中最优,而D１组芦苇和D４组芦苇＋狐尾藻在B O D５去除中最优,可见水生植物及其组合对C O D和B O D５的去除机制值仍需要更深入的研究.２．７㊀水生植物生物量的变化不同处理下,各实验桶中植物的鲜重变化见表２.由表２可见,在２８d处理过程中,各组植物的增重率分别为１．３１％~２２５．９１％.在单一植物处理０５１１表２㊀各处理水生植物的生物量增加量T a b l e ２㊀T h ew e i g h t g r o w t ho f t h eh y d r o p h yt e s i n t h e t r e a t m e n t s 项目D １组芦苇D ２组狐尾藻D ３组菖蒲D ４组芦苇狐尾藻D ５组菖蒲狐尾藻D ６组芦苇菖蒲D ７组芦苇菖蒲狐尾藻实验前/g９３．７１１．８６１２８．３６１３４．８３１５．０５１１９．７３１４．５２１３９．１２１２２．９１１２．６６１３６．３４６．５３实验后/g１１９．６７１７．４３１４１．０３１５１．８４９．０５１３０．１１１９．３２１４７．２７１３２．３１１１８．１８１３８．１２１７．０５增重率/％２７．７２４６．９６９．８７１２．５９２２５．９１８．６７３３．０６５．８６７．６６４．９０１．３１１６１．１０中,３种植物增重率排序为:狐尾藻(４６．９６％)＞芦苇(２７．７２％)＞菖蒲(９．８７％),与刘燕等[１５]１４７研究结果相同.植物组合处理中,D ４组芦苇＋狐尾藻中狐尾藻增重率最高,为２２５．９１％,远大于单一狐尾藻的增重率４６．９６％,表明狐尾藻明显抑制芦苇的生长;D ５组菖蒲＋狐尾藻中狐尾藻增重率为３３．０６％,大于菖蒲增重率８．６７％,但小于D ４组芦苇＋狐尾藻中狐尾藻的增重率２２５．９１％,表明菖蒲＋狐尾藻的组合中,菖蒲对狐尾藻的生长有一定的抑制作用;D ５组菖蒲＋狐尾藻㊁D ６组芦苇＋菖蒲中菖蒲的增重率分别为８．６７％㊁７．６６％,说明芦苇对菖蒲有一定的抑制作用.D ７组芦苇＋菖蒲＋狐尾藻中狐尾藻的增重率为１６１．１０％,远高于菖蒲增重率１．３１％及狐尾藻增重率４．９０％,且芦苇和菖蒲的增加率比其他组合的增加率要少,由此说明狐尾藻对这两种植物有抑制作用,狐尾藻在３种植物组合中是明显优势物种.㊀㊀综合比较,３种水生植物中狐尾藻对氮源和磷源的需求明显不及菖蒲及芦苇,而对碳源的需求多于其他两种植物.虽然狐尾藻在处理过程中生长量增加多,但对污染物去除效率相对较差.此外,考虑到优势物种疯长引发大气碳源向水体的聚集及优势物种死亡后导致的耗氧生物质沉积,狐尾藻在富营养化水体的治理中应该谨慎使用.３㊀结㊀论各种植物及植物组合对富营养化水体中各类污染物的去除效率表现不同.总体看来,在单一植物处理中,菖蒲对氮㊁磷的去除效果明显优于芦苇和狐尾藻,在C O D 的去除上,狐尾藻则表现出一定的优势,芦苇对B O D ５的去除效果最明显.在植物组合处理中,菖蒲＋狐尾藻组合对氮㊁B O D ５去除效果最佳,处理２８d 后,T N ㊁B O D ５去除率分别达８０％㊁５７％,芦苇＋菖蒲组合对T P ㊁C O D 去除效果优于其他组合,处理２８d 后,T P ㊁C O D 去除率分别达８７％㊁７２％;从植物生长量变化上看,狐尾藻生物量增长较多,且对其他共生植物有明显抑制,是３种植物的明显优势物种.综合考虑植物净化效果及优势物种疯长引发的次生环境问题,认为菖蒲和芦苇可应用于富营养化水体中氮和磷去除,而狐尾藻则应谨慎使用.参考文献:[１]㊀孟庆瑞,崔心红,朱义,等．载氧化镁水生植物生物炭的特性表征及对水中磷的吸附[J ]．环境科学学报,２０１７,３７(８):２９６０Ｇ２９６７．[２]㊀赵斌,卢少勇,罗杨阳,等．洱海缓冲带典型入湖溪流沉积物磷形态的分布特征[J ]．水土保持通报,２０１６,３６(３):９４Ｇ９７,１０４．[３]㊀S E HA RS ,S UM E R A ,N A E E M S ,e t a l ．Ac o m p a r a t i v es t u d yo f m a c r o p h y t e si n f l u e n c e o n w a s t e w a t e rt r e a t m e n tt h r o u gh s u b s u r f a c e f l o wh y b r i dc o n s t r u c t e dw e t l a n d [J ]．E c o l o gi c a lE n Ｇg i n e e r i n g ,２０１５,８１:６２Ｇ６９．[４]㊀张芳,易能,张振华,等．不同类型水生植物对富营养化水体氮转化及环境因素的影响[J ]．江苏农业学报,２０１５,３１(５):１０４５Ｇ１０５２．[５]㊀燕文明,麻林,向龙,等．沉积物Ｇ水界面中可交换态氮对不同菹草密度的响应[J ]．水资源保护,２０１６,３２(２):１１９Ｇ１２２．[６]㊀赵原,王彦,汪涛,等．川中丘陵区高富集氮㊁磷沟渠植物的筛选[J ]．环境污染与防治,２０１５,３７(１０):１２Ｇ１６．[７]㊀周玥,韩玉国,张梦,等．４种不同生活型湿地植物对富营养化水体的净化效果[J ]．应用生态学报,２０１６,２７(１０)．[８]㊀李源,闰浩,施媚,等．菹草与铜绿微囊藻化感互作及其对藻抗氧化能力的影响[J ]．安徽师范大学学报(自然科学版),２０１５,３８(６):５７２Ｇ５７５．[９]㊀汪文强．几种水生植物对富营养水体的净化效果研究[D ]．重庆:西南大学,２０１６．[１０]㊀杜红霞,王丽,湛景武,等．不同湿地植物及其组配对富营养化水体的净化效果[J ]．环境污染与防治,２０１７,３９(６):６１６Ｇ６１９．[１１]㊀崔丽杉,洪磊,吴京京,等．塘西河湿地水生植物对富营养化水体的净化效果研究[J ]．生物学杂志,２０１６,３３(２):１８Ｇ２１,２９．[１２]㊀窦艳艳,陈垚,李春龙．不同水生植物组合对富营养化水体净化的模拟研究[J ]．环境科学与技术,２０１５,３８(８):２２３Ｇ２２７．[１３]㊀张芳．不同水生植物对富营养化水体净化效果和机理的比较[D ]．南京:南京理工大学,２０１６．[１４]㊀国家环境保护总局«水和废水监测分析方法»编委会．水和废水监测分析方法[M ]．４版．北京:中国环境科学出版社,２００２．[１５]㊀刘燕,夏品华．生态沟渠中４种水生植物的氮磷积累效应[J ]．贵州农业科学,２０１６,４４(４)．[１６]㊀吴晓,曾馨怡,罗沛,等．绿狐尾藻人工湿地底泥中磷形态分布特征研究[J ]．环境污染与防治,２０１７,３９(１０):１０８２Ｇ１０８７．[１７]㊀邓志强,李旭辉,阎百兴,等．富营养化水体中芦苇和菖蒲浮床氮净化能力比较研究[J ]．农业环境科学学报,２０１３,３２(１１):２２５８Ｇ２２６３．[１８]㊀宗小香,闵梦月,孙广芳,等．铁Ｇ碳内电解质下４种水生植物的净水效果[J ]．应用生态学报,２０１６,２７(７):２０８４Ｇ２０９０．[１９]㊀谢朦,张飞,章莹颖,等．３种浮萍对富营养化水体的修复[J ]．环境工程学报,２０１６,１０(５):２４４７Ｇ２４５３．[２０]㊀周雪,李兆欣,顾永钢,等．３种沉水植物对再生水水质维护效果的比较[J ]．环境污染与防治,２０１７,３９(５):４９４Ｇ４９８．编辑:丁㊀怀㊀(收稿日期:２０１７Ｇ０９Ｇ２２)１５１１。

水生植物对富营养化水体的净化作用及其影响因素综述

水生植物对富营养化水体的净化作用及其影响因素综述引言：随着人类活动的不断增加，富营养化水体问题越来越严重。

富营养化水体主要是指水体中的营养物质（如氮、磷等）浓度过高，造成水体中的藻类、浮游生物等生物过度繁殖，引起水体水质恶化。

富营养化水体对生态环境和人类健康都带来一定的危害。

为了解决这一问题，许多研究都致力于寻找一种有效的水体净化方法。

而水生植物净化富营养化水体的方法成为研究的热点之一。

本综述旨在总结水生植物对富营养化水体的净化作用及其影响因素，并为相关研究提供参考。

一、水生植物对富营养化水体的净化作用1.1 水生植物的吸收作用水生植物通过其根系对富营养化水体中的氮、磷等营养物质进行吸收。

水生植物的根系通常具有发达的纤维根和吸器，能够有效地吸收水中的溶解有机物和无机物。

这些被吸收的养分通过水生植物的根系进入生物体内部，达到净化水体的目的。

1.2 水生植物的吸附作用水生植物表面的叶片和茎干上具有丰富的细胞表皮、细菌群落和土壤微生物，这些微生物能够吸附富营养化水体中的溶解有机物。

同时水生植物表面的叶片和茎干上也有许多细长的毛细管，这些毛细管能够吸附富营养化水体中的悬浮颗粒物。

通过水生植物的吸附作用，水体中的悬浮颗粒物和溶解有机物被有效地去除。

1.3 水生植物的生态调节作用水生植物能够调节水体中的生物群落结构，提高水体的生态系统稳定性。

水生植物具有比较高的光合速率，在光照充足的条件下能够有效地进行光合作用，产生氧气，释放二氧化碳，稳定水体中的氧气和二氧化碳平衡。

同时水生植物在光照充足的条件下能够抑制水体中的浮游藻类繁殖，减少水体中的藻类所占的比例。

水生植物不仅能够提供庇护地和摄食物，还能够为其他水生生物提供各种微环境，并提高水体的生态系统稳定性。

二、影响水生植物对富营养化水体净化作用的因素2.1 养分浓度水生植物对水体中的养分浓度有一定的适应范围。

当水体中养分浓度较低时，水生植物的生长会受到限制，净化作用不明显；养分浓度过高时，水生植物的生长过快，反而会加剧水体的富营养化程度。

211214920_不同植物组合的生态浮床对浅水富营养化湖泊水质净化效果及浮游动物群落结构的影响

第38卷第2期大连海洋大学学报Vol.38No.2 2023年4月JOURNAL OF DALIAN OCEAN UNIVERSITY Apr.2023DOI:10.16535/ki.dlhyxb.2022-217文章编号:2095-1388(2023)02-0302-09不同植物组合的生态浮床对浅水富营养化湖泊水质净化效果及浮游动物群落结构的影响梁翼东1,2,匡箴2,孙宁泽3,顾佳林3,徐东坡1,2,3∗(1.上海海洋大学水产与生命学院,上海201306;2.中国水产科学研究院淡水渔业研究中心农业农村部淡水渔业和种质资源利用重点实验室,江苏无锡214081;3.南京农业大学无锡渔业学院,江苏无锡214081)摘要:为探究不同植物组合的生态浮床对浅水富营养化湖泊的水质净化效果及浮游动物群落结构的影响,于2021年6月对太湖梅梁湾示范区内已实施围网和围隔设施下的不同植物组合[美人蕉(Canna indica)+菖蒲(Acorus calamus)+芦苇(Phragmites australis)和美人蕉(Canna indica)+水芹(Oenanthe javanica)+慈姑(Sag-ittaria sagittifolia)]的生态浮床中浮游动物群落结构进行了调查㊂结果表明:生态浮床对浅水富营养化湖泊水质的净化效果良好,围网及围隔修复区较对照区总氮(TN)㊁总磷(TP)㊁叶绿素a(Chl-a)和高锰酸盐指数(COD Mn)等水体营养盐指标均显著降低(P<0.05),水体透明度显著上升(P<0.05);围网及围隔修复区域浮游动物种类数由对照区域的23种增加到39种,且由单一耐污种转变为多种类共存,其中,围网修复区内植物组合1(美人蕉+菖蒲+芦苇)的生态浮床浮游动物生物量及丰度显著高于对照区(P<0.05),表明修复区比对照区具有更强的浮游动物多样性恢复能力;冗余分析显示,Tur㊁Chl-a㊁COD Mn和pH是影响浮游动物群落变化的主要环境因子;不同植物组合的生态浮床均在净化水质的同时提高了浮游动物密度和生物量㊂研究表明,浅水富营养化湖泊中置入两组不同植物组合的生态浮床,均可改变浮游动物群落结构,进而改善水环境原位修复效果,尤其以围网设施下美人蕉+菖蒲+芦苇的植物组合修复效果最好,本研究结果可为浅水富营养化湖泊水环境保护和水生生物资源恢复提供科学依据㊂关键词:生态浮床;原位修复;富营养化湖泊;浮游动物;冗余分析中图分类号:S963.21㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀淡水富营养化始终是世界范围内湿地㊁河流㊁湖泊和水库中普遍存在的环境问题[1]㊂治理富营养化水体的传统方法,一般采用物理修复手段或化学手段,如清淤挖泥㊁冲刷河道和覆盖沉积等措施,但上述措施难以应用于治理大型湖泊的实际工作中㊂水生植物对污染物具有较强的耐受性,可以通过吸附㊁吸收㊁积累和降解等方式,减轻或固定水体中的营养物和污染物[2]㊂研究发现,水葫芦(Eichhornia crassipes)和水莴苣(Pistia stratiotes)等大型植物可用于提高水体质量[3],狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)㊁眼子菜(Potamogeton spp.)㊁芦苇(Phragmites australis)㊁宽叶香蒲(Typha latifolia)㊁浮萍(Lemna gibba)和美人蕉(Canna indica)等可用于池塘废水处理[4]㊂因此,在不同的水处理系统中可引入水生植物生态浮床进行水体原位修复[5]㊂生态浮床技术是一项基于原位修复理念的水体修复技术,具有经济㊁高效和无二次污染的特点[6]㊂生态浮床的立体结构能够为浮游动物提供庇护所[7],使其躲避鱼类的捕食,且浮床植物可通过化感作用进而影响浮游动物,但其具体机制有待进一步研究[8]㊂生态浮床的置入不仅对整个湖泊生态系统的恢复起到良好的调节作用,而且会从多方面影响到浮游动物的生境,是影响浮游动物群落结构组成㊁生物量和丰度的重要因素㊂由于浮游动物种类组成㊁生物量及丰度的变化,会受到湖泊环境条件㊁水质状况和人类活动的影响,不同种类浮游动物对湖泊环境的敏感性和适应性存在差异[9],故浮游动物会随着环境的变化产生不同的响应㊂目前,已有不少在生态浮床中引入水生植物㊀收稿日期:2022-07-11㊀基金项目:国家重点研发计划蓝色粮仓科技创新重点专项(2019YFD0901203)㊀作者简介:梁翼东(1995 ),男,博士研究生㊂E-mail:liangyidong1228@ ㊀通信作者:徐东坡(1982 ),男,博士,研究员㊂E-mail:xudp@治理水体富营养化的研究报道,如在淀山湖置入带有美人蕉㊁黄菖蒲和水芹等水生植物的生态浮床,可有效削减富营养化水体中的高锰酸盐指数㊁氨氮㊁总氮和总磷浓度,并能提高水体透明度[10]㊂生态浮床虽然对整个湖泊生态系统恢复具有重要意义,但其在水体修复过程中是否会对其他生物群落产生影响尚未见报道㊂近20年来,太湖周边工农业发展迅速,蓝藻水华聚集暴发,水体富营养化程度严重,迫切需要进行治理㊂因此,在太湖开展相关试验,有助于更好地了解生态浮床在大型富营养化湖泊中对水体修复效果及水生生物影响㊂本研究中,在太湖梅梁湾渔业生境修复与资源养护示范区内用不同植物组合的生态浮床进行了修复试验,通过比较修复区域与未修复区域内各自浮游动物群落的组成和结构变化,探究了浮游动物群落结构对生态修复措施的响应,以期为富营养化湖泊治理提供科学依据㊂1㊀材料与方法1.1㊀材料1.1.1㊀研究区域概况及试验设施㊀梅梁湾(31ʎ28ᶄ15ᵡN,120ʎ12ᶄ40ᵡE)地处太湖北部湖湾,位于江苏省无锡市郊,面积约为132km2,平均水深约为2m,常年暴发蓝藻,富营养化程度严重㊂根据研究内容,在梅梁湾湖区内设置小型围隔设施和小型围网设施各6个,围隔和围网内生物群落与对照组无差异㊂围隔尺寸为15mˑ25m,每个围隔设26根钢桩,防水布高为3m,上沿高于水面1m,防水布底部用石笼压实深入淤泥层底部,以隔绝内外水体交流;围网尺寸为15mˑ25m,每个围网设18根钢桩,围网高为3m,上沿高于水面1m,围网底部用石笼压实深入淤泥层底部㊂试验区域总面积为4500m2㊂1.1.2㊀供试植物㊀依据生态浮床植物选种原则,结合梅梁湾湖区气候条件及风浪等因素,综合考虑混合种植效果,本试验中以美人蕉(Canna indica)为基础,选取美人蕉+菖蒲(Acorus calamus)+芦苇(Phragmites australis)和美人蕉+水芹(Oenan-the javanica)+慈姑(Sagittaria sagittifolia)两种植物组合方式㊂1.2㊀方法1.2.1㊀试验系统㊀2021年4月初将不同植物组合的生态浮床置入围隔㊁围网设施内,浮床覆盖面积占围隔㊁围网面积(15mˑ25m)的8%,其中每组生态浮床中包括3种植物,每类植株为270盆, 3种植株合计810盆㊂整个试验系统包含2个围网植物组合修复区(P1和P2)及2个围隔植物组合修复区(E1和E2),每个系统设置3个重复,共计12个试验区,同时设置3个对照组(未修复区),即周围无浮床区域,共计15个试验组(图1和图2)㊂所有浮床单体由尼龙绳串联之后固定于不锈钢桩㊂结合设施建立及浮床植株长势良好的生长周期,于2021年6月对该系统进行采样,以期能准确反映生态浮床修复效果㊂本图基于自然资源部标准地图服务网站GS(2019)4345号标准地图为底图,底图边界无修改㊂The figure is based on the standard map GS(2019)4345in the Standard Map Service website of Ministry of Natural Resources of the People s Republic of China,with no modifications of the boundaries in the standard map.图1㊀梅梁湾采样点分布Fig.1㊀Map of sampling sites in Meiliang Bay 1.2.2㊀水样采集㊀使用有机玻璃采水器,参照5点采样法自湖底向湖面采集混合水样,并使用多通道便携式水质分析仪(HACH)现场测定浊度(Tur)㊁水温(WT)㊁酸碱度(pH)㊁溶解氧(DO)和水深(WD)指标,使用赛氏盘现场测定水体透明度(SD)㊂根据国家环境保护总局‘水和废水监测分析方法“测定营养盐指标,主要包括总氮(TN)㊁总磷(TP)㊁高锰酸盐指数(COD Mn)和叶绿素a(Chl-a)等㊂303第2期梁翼东,等:不同植物组合的生态浮床对浅水富营养化湖泊水质净化效果及浮游动物群落结构的影响图2㊀示范区Fig.2㊀Demonstration area1.2.3㊀浮游动物定量样品的采集与鉴定㊀用1L 样品瓶采集原生动物和轮虫定量样品,现场加入10mL鲁哥试剂固定,带回实验室沉淀浓缩,定容至40mL㊂用有机玻璃采水器采集枝角类和桡足类浮游动物定量样品水样20L,通过13#(112μm)浮游生物网过滤浓缩至50mL定量瓶中,现场加入体积分数为4%的甲醛2mL固定并加以标注㊂浮游动物样品鉴定前进行预处理㊂将样品静置沉淀24h,用移液枪吸取上清液30~40mL,在Zeiss Axio Imager4.2显微镜下对浮游动物进行种类鉴定与计数㊂鉴定前充分混匀浓缩样品,原生动物和轮虫用1mL计数框进行全片计数,每瓶样品计数两片,取其平均值,每片结果与平均数之差小于ʃ15%,若超过ʃ15%则进行第3片计数,最后将两个相近值的平均数作为最后的计算结果;枝角类和桡足类用5mL计数框将样品分若干次全部计数㊂1.2.4㊀浮游动物定性样品的采集与鉴定㊀用25# (64μm)浮游生物网在上层水体呈 ɕ 字形捞取3~5min,采集原生动物和轮虫定性样品,并过滤浓缩至50mL定量瓶中,现场加入2mL鲁哥试剂固定㊂用13#(112μm)浮游生物网在表层水体呈 ɕ 字形拖曳3~5min,采集枝角类和桡足类浮游动物定性样品,然后将样品滤缩至50mL定量瓶中,现场加入体积分数为4%的甲醛溶液1mL 固定㊂用Zeiss Axio Imager4.2显微镜在100~ 1000倍下进行浮游动物种类鉴定㊂1.2.5㊀生物量计算㊀通过查表(‘水生生物学“P494~P498㊁P505~P506)[11]或采用体积换算法(109μm3ʈ1mg)计算获得生物量㊂参照‘水生生物学:形态和分类“[12]㊁‘中国淡水轮虫志“[13]和‘淡水微型生物图谱“[14]等的方法鉴定种类㊂1.2.6㊀优势种㊀运用优势度Y计算优势物种,计算公式为Y=(n i/N)ˑf i㊂(1)其中:n i为第i种的个体数;N为样品中浮游动物总个体数;f i第i种的出现频率㊂Y>0.02为优势种㊂1.2.7㊀浮游动物的多样性㊀用Shannon-Wiener多样性指数(Hᶄ)㊁Margalef丰富度指数(D)[15]评价浮游动物的多样性㊂计算公式为Hᶄ=-ðP i log2P i,(2)D=(S-1)/ln N㊂(3)其中:S总种类数;N为样品中浮游动的总个体数; P i为样品中第i种的个体数占比,P i=n i/N,n i为第i种的个体数㊂1.3㊀数据处理试验数据均以平均值ʃ标准差(meanʃS.D.)表示㊂采用SPSS22.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),显著性水平设为0.05,极显著性水平设为0.01㊂采用RDA分析浮游动物生物量与环境因子的关系;参考‘数量生态学:R语言的应用“[16],运用R3.5.3软件的Rstudio窗口进行排序及分析,其中,浮游动物生物量与环境因子数据经lg(X+1)转换后,先进行去趋势对应分析(DCA),根据各轴距再进行冗余分析(RDA)或典型相关分析(CCA),确定其相关性㊂采用SPSS 22.0软件进行Pearson相关性分析㊂2㊀结果与分析2.1㊀水质理化指标的变化从表1可见:调查期间,修复区内水温变化范围小,平均值为(27.73ʃ0.39)ħ;与对照区相比,P1和P2区pH平均增加了22.47%,溶解氧平均增加了21.42%,浊度平均减少了42.66%,水体透明度平均增加了41.67%;与对照区相比, E1和E2区pH平均增加了20.90%,溶解氧平均增加了1.87%,水体透明度平均增加了312.50%,浊度平均减少了87.69%;4个试验组TN㊁TP和COD Mn均显著低于对照组(P<0.05),且植物组合1比植物组合2有较强的TN㊁TP和COD Mn去除率,其中,P1和E1对TN㊁TP和COD Mn的平均去除率分别达到39.33%㊁38.64%和37.63%,P2和E2对TN㊁TP和COD Mn的平均去除率分别达到32.22%㊁31.82%和34.19%;4个试验组Chl-a浓度均显著低于对照组(P<0.05),且E1和E2对Chl-a的去除率分别为67.85%和50.36%㊂综上可知,两种不同类型的生态浮床对梅梁湾修复区TN㊁TP和COD Mn有良好的去除作用,其中,植物组合1403大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第38卷表1㊀各采样点的环境因子Tab.1㊀Environmental factors at each sampling site组别group水温/ħWT pH溶解氧/(mg㊃L-1)DO水深/mWD浊度/NTUTur透明度/mSD总氮/(mg㊃L-1)TN总磷/(mg㊃L-1)TP叶绿素a/(μg㊃L-1)Chl-a高锰酸盐指数/(mg㊃L-1)COD Mn围网植物组合P1 purse seine combination P128.06ʃ0.55ab9.76ʃ0.03a11.57ʃ0.38a2.13ʃ0.05a24.40ʃ2.32b0.32ʃ0.01b1.49ʃ0.04b0.15ʃ0.00b87.16ʃ2.18b6.46ʃ0.04b围网植物组合P2 purse seine combination P228.16ʃ0.35a9.81ʃ0.02a11.84ʃ0.23a2.16ʃ0.05a22.96ʃ2.71b0.36ʃ0.01b1.62ʃ0.01b0.16ʃ0.00b77.16ʃ1.57b6.25ʃ0.07b围隔植物组合E1 enclosure combination E127.43ʃ0.15ab9.64ʃ0.10a9.60ʃ0.66b2.16ʃ0.05a5.44ʃ1.15c0.99ʃ0.12a1.24ʃ0.13b0.12ʃ0.01c57.91ʃ5.47c5.14ʃ0.13b围隔植物组合E2 enclosure combination E227.30ʃ0.43b9.68ʃ0.19a10.04ʃ1.34b2.16ʃ0.05a4.73ʃ1.00c0.99ʃ0.16a1.43ʃ0.03b0.14ʃ0.00bc89.41ʃ5.71b5.99ʃ0.33b对照区control 28.23ʃ0.49a7.99ʃ0.18b9.64ʃ0.09b2.20ʃ0.00a41.30ʃ2.05a0.24ʃ0.03b2.25ʃ0.08a0.22ʃ0.01a180.11ʃ1.74a9.30ʃ0.47a㊀注:同列中标有不同字母者表示组间有显著性差异(P<0.05),标有相同字母者表示组间无显著性差异(P>0.05),下同㊂Note:The means with different letters within the same column are significantly different in the groups at the0.05probability level,and the means with the same letter within the same column are not significant differences,et sequentia.(美人蕉+菖蒲+芦苇)对水体具有较强的净化作用㊂2.2㊀浮游动物的种类组成调查期间共鉴定出浮游动物28属44种,其中,原生动物类9属12种,轮虫类12属20种,枝角类5属7种,桡足类2属5种㊂浮游动物群落以轮虫为主,占物种总数的45.45%,其次是原生动物(占27.27%),桡足类最少(占11.36%)㊂修复区浮游动物物种数39种,对照区23种(表2)㊂表2㊀修复区与对照区浮游动物的种类组成Tab.2㊀Species composition of zooplankton in the controlarea and treatment area组别group 原生动物protozoon轮虫rotifer枝角类cladocera桡足类copepoda总计totalP14963P23853E14953E2385339对照control477523 2.3㊀浮游动物的优势种调查期间共鉴定出浮游动物优势种类10属10种,优势种包括原生动物3种,轮虫7种(表3)㊂从种类组成分析,原生动物中天鹅长吻虫(Lacry-maria olor)在对照区占优势;阔口游仆虫(Eu-plotes eurystomus)在围隔植物组合中占优势;淡水麻铃虫(Leprotintinnus fluviatile)在围网植物组合中占优势㊂轮虫7种优势种中,针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)在各区域中均占优势;围网植物组合中优势种还包括前节晶囊轮虫(Asplachna priodonta)和腹尾轮虫(Gastropus sp.),而等刺异尾轮虫(Trichocerca similis)仅在P1区占优势种;围隔植物组合中优势种还包括角突臂尾轮虫(Bra-chionus angularis),而奇异六腕轮虫(Hexarthra mi-ra)仅在E2区占优势种;对照区域优势种还包括曲腿龟甲轮虫(KeratelIa valga)和等刺异尾轮虫㊂2.4㊀浮游动物的生物量和丰度从图3可见,围网与围隔修复区内浮游动物的相对丰度具有不同的特征,修复区内原生动物㊁轮虫㊁枝角类和桡足类分别占浮游动物总生物量的0.54%㊁95.54%㊁1.56%㊁2.36%,分别占总丰度的32.82%㊁65.85%㊁0.28%㊁1.06%;围隔修复区中浮游动物平均生物量及丰度分别为5.84mg/L 和982.86ind./L,对照组浮游动物平均生物量及丰度分别为9.29mg/L和1079.32ind./L,围隔修复区生物量及丰度分别较对照组降低了37.14%㊁8.94%,围隔修复区中原生动物㊁轮虫㊁枝角类㊁桡足类分别占浮游动物丰度的40.52%㊁58.39%㊁0.05%㊁1.05%;围网修复区植物组合1(P1)的浮游动物生物量及丰度分别较对照组提高了30.06%㊁37.46%,且显著高于对照区(P< 0.05),轮虫丰度和生物量占绝对优势㊂浮游动物丰度及生物量结果证明了植物组合1浮床对浮游动503第2期梁翼东,等:不同植物组合的生态浮床对浅水富营养化湖泊水质净化效果及浮游动物群落结构的影响表3㊀修复区与对照区浮游动物优势种的比较Tab.3㊀Comparison of the dominant zooplankton species between the control area and treatment area组别group 原生动物类protozoon轮虫类rotifer天鹅长吻虫(Lacrymaria olor )阔口游仆虫(Euplotes eurystomus )淡水麻铃虫(Leprotintinnus fluviatile )前节晶囊轮虫(Asplachna priodonta )角突臂尾轮虫(Brachionus angularis )曲腿龟甲轮虫(KeratelIa valga )奇异六腕轮虫(Hexarthra mira )针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla )腹尾轮虫(Gastropus sp.)等刺异尾轮虫(Trichocercasimilis )P1<0.02<0.020.030.04<0.02<0.02<0.020.780.220.02P2<0.02<0.020.040.03<0.02<0.02<0.020.790.02<0.02E1<0.020.02<0.02<0.020.39<0.02<0.020.15<0.02<0.02E2<0.020.04<0.02<0.020.14<0.020.060.26<0.02<0.02control 0.02<0.02<0.02<0.02<0.020.24<0.020.51<0.020.03图3㊀修复区与对照区浮游动物的生物量和丰度Fig.3㊀Biomass and density of zooplankton in the con-trol area and treatment area物修复效果优于植物组合2浮床,且对应所在区域内的水质也较好,二者的结果具有一致性㊂2.5㊀浮游动物群落的生物多样性指数修复区和未修复区浮游动物的Shannon-Wiener 多样性指数(Hᶄ)和Margalef 种类丰富度指数(D )分析显示(表4),围网植物组合P1区浮游动物群落的Hᶄ和D 值均显著高于对照组(P <0.05),结合浮游动物生物量及丰度,二者的结果具有较好的一致性;而围隔植物组合多样性指数较对照组显著降低(P <0.05)㊂表4㊀浮游动物群落的生物多样性指数Tab.4㊀Biodiversity index of zooplankton community组别group Shannon-Wiener 多样性指数H ᶄMargalef 丰富度指数D P1 1.84ʃ0.01a 2.01ʃ0.02a P2 1.37ʃ0.04c2.01ʃ0.05a E1 1.03ʃ0.06d 2.01ʃ0.11a E20.99ʃ0.02d 1.90ʃ0.01a对照control1.67ʃ0.15b 1.80ʃ0.05b2.6㊀浮游动物生物量与环境因子的关系对示范区浮游动物平均生物量与水质指标进行DCA 分析,结果排序轴长度0.6071<3,可使用线性模型进行冗余(RDA)分析,选择WT㊁SD㊁Tur㊁DO㊁pH㊁TN㊁TP㊁Chl-a 和COD Mn 共计9个环境因子㊂RDA 分析结果显示,第一排序轴的解释比率为44.10%,包含的物种与环境因子的相关系数为0.1154,第二排序轴的解释比率为19.49%,包含的物种与环境因子的相关系数为0.0895,前两个排序轴累计解释了65.59%的物种与环境因子间的关系(表5)㊂表5㊀浮游动物RDA 分析特征值及解释比率Tab.5㊀Eigenvalue and interpretation rate on summarystatistics of RDA of zooplankton排序轴sorting shaft特征值eigenvalue 解释比率/%interpretation rate累积解释比率/%cumulative interpretation rateRDA10.115444.10RDA20.089519.4965.59㊀㊀浮游动物生物量与环境因子的相关系数如表6所示,对不同修复区域内浮游动物有重要作用的环境因子包括Tur㊁Chl-a㊁COD Mn 和pH㊂从RDA 排序中呈现的空间异质性可以看出,对照区集中在第二㊁三象限,与TN㊁TP 等营养盐指标呈正相关;P1㊁P2㊁E1和E2集中在第一㊁四象限,与营养盐指标呈负相关(图4)㊂结果表明,随着生态浮603大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第38卷床的置入,水体环境得到了改善,浮游动物的群落结构也逐渐恢复㊂Pearson 相关性分析显示,浮游植物生物量与枝角类㊁桡足类㊁轮虫和原生动物生物量呈负相关,但不显著(P >0.05),而枝角类与桡足类呈极显著正相关(P <0.01)(图5)㊂表6㊀浮游动物生物量与环境因子的相关系数(r )Tab.6㊀Correlation coefficient (r )between zooplanktonbiomass and environmental factors环境因子factorRDA1RDA2r 2PTur -0.7845-0.62000.4243㊀0.0440∗DO -0.9200-0.39170.35140.0730WT 0.9754-0.22010.13890.3970pH 0.9944-0.10530.79230.0040∗∗Chl-a -0.9999-0.00810.41800.0440∗TN -0.99980.01680.25930.1760COD Mn -0.99760.06810.44870.0360∗TP-0.98220.18740.19320.2730SD0.62870.77750.27960.1320㊀注:∗表示显著相关(P <0.05),∗∗表示极显著相关(P <0.01)㊂Note:∗means significant correlations (P <0.05),∗∗means verysignificant correlations (P <0.01).图4㊀浮游动物生物量与环境因子的RDA 分析Fig.4㊀Redundancy analysis of zooplankton biomassand environmental factors3㊀讨论3.1㊀不同生态浮床植物组合对水质修复效果的影响以往对生态浮床修复效果的研究大多集中在对河道㊁池塘水的净化中㊂李文芬等[6]研究表明,美人蕉对TN㊁TP 和COD Mn 的综合去除率明显高于其他植物㊂郭岩岩等[17]证实水芹㊁慈姑㊁美人蕉和水葫芦组合具有良好的修复效果㊂蒋跃等[18]∗∗表示极显著相关(P <0.01)㊂∗∗mean very significant correlations (P <0.01).图5㊀Pearson 相关性分析热图Fig.5㊀Heat map of Pearson correlation analysis表明,美人蕉可以作为治理富营养化湖泊生态浮床系统的构建植物,且美人蕉和再力花(Thalia dealbata )混合种植模式优于单一种植㊂苏媛等[19]对关中地区涝池浮床植物研究发现,美人蕉与菖蒲组合对污染水体去除率较高㊂本研究表明,采用美人蕉+菖蒲+芦苇(植物组合1)和美人蕉+水芹+慈姑(植物组合2)两种植物组合的生态浮床对水质有明显的改善,修复区内营养盐均具有较高去除率,且植物组合1对TN㊁TP㊁Chl-a 和COD Mn 营养盐的去除效果优于植物组合2㊂修复区的浮游动物多样性指数和丰富度指数及水质指标检测结果,均验证了不同植物组合的生态浮床在富营养化湖泊中的可行性及有效性,其中,生态浮床植物组合1(美人蕉+菖蒲+芦苇)具有明显优势,在未来开展生态浮床修复富营养化湖泊的工作中可使用该植物组合作为浮床植株的选择参考㊂3.2㊀不同生态浮床对浮游动物群落多样性的影响本研究中,共鉴定出轮虫12属20种,原生动物类9属12种,枝角类5属7种,桡足类2属5种,浮游动物群落以轮虫为主㊂大型浮游动物(枝角类㊁桡足类)的丰度随小型浮游动物(原生动物和轮虫)优势度的增加而降低,这是由于围隔植物组合属于封闭环境,鱼类可能通过选择性捕食,使枝角类㊁桡足类生物量及丰度下降[20]㊂修复区置入生态浮床后,水质状况有所好转,且浮床植物长势良好,生物量增加,浮游动物的种类和数量均得到了增加,尤其是围网植物组合1修复区浮游动物群落的Shannon-Wiener 多样性指数和Mar-galef 丰富度指数均显著高于对照区,浮游动物种703第2期梁翼东,等:不同植物组合的生态浮床对浅水富营养化湖泊水质净化效果及浮游动物群落结构的影响类趋于丰富,群落结构得到一定程度的恢复,说明生态浮床的置入对浮游动物增殖发挥了积极效果㊂浮游动物群落结构变化与水体营养盐及浮游植物优势种具有相关性㊂本研究中,与对照区相比,修复区内浮游动物总种类数由23种增加到39种,其中,根据原生动物及轮虫水体营养指示种类表[21],原生动物优势种阔口游仆虫属于β中污性水体指示种,7种轮虫优势种中,前节晶囊轮虫㊁曲腿龟甲轮虫和等刺异尾轮虫属于寡污-β中污,而针簇多肢轮虫属于中污,角突臂尾轮虫属于β-α中污㊂优势种分布结果显示,前节晶囊轮虫和等刺异尾轮虫均在围网植物组合中为优势种,前节晶囊轮虫属于杂食性轮虫,其可通过改变食性应对食物竞争压力[22],从而使其种群得以增长,成为轮虫优势种㊂等刺异尾轮虫为围网植物组合1优势种,说明该水体环境较清洁㊂水体扰动㊁流速和流量等水动力因子对水体富营养化具有重要影响[23],由于围隔植物组合属于密闭环境,无水体流动,因而导致其营养物质达到一定积累,从而出现β中污性指示种角突臂尾轮虫和阔口游仆虫㊂3.3㊀浮游动物群落的影响因子浮游动物的分布与非生物因子密切相关,不同浮游动物优势种水平分布受到环境因子的影响也有所不同[24-25]㊂本研究中RDA分析表明,Tur㊁COD Mn和pH是主要非生物影响因子,其中,浮游动物生物量与pH呈极显著相关㊂与此类似,吴利等[26]也指出,pH是影响西凉湖浮游动物群落结构改变的较强环境因子㊂水体pH对浮游动物具有重要影响,不同种类的轮虫,其适宜生长的pH不同,许多枝角类对较高或较低pH均非常敏感[27]㊂本研究中,浮游动物丰度和生物量也随pH的升高而相应增加,RDA分析也表明,第一排序轴与pH 的正相关性最大㊂COD Mn的大小通常作为评判水体营养水平的标准之一㊂本研究中,与修复区相比,对照区COD Mn较高,加上蓝藻暴发等的综合作用,导致浮游甲壳动物丰度较高,这与对鄱阳湖研究结果一致[24]㊂围网与围隔设施的置入,导致围隔区与围网区水体浊度较对照区显著降低㊂浊度的改变有利于水中浮游动物的繁殖和发育,并为浮游动物提供了更加适宜的生存环境[28]㊂浮游植物是浮游动物的重要食物来源之一,水体中浮游植物生物量的高低与轮虫的生长繁殖密切相关[29]㊂本研究中,浮游植物与枝角类㊁桡足类㊁轮虫和原生动物呈负相关关系,也验证了其间存在捕食关系㊂近年来监测数据显示,夏季蓝藻频繁暴发导致太湖叶绿素a的浓度显著增加,尤其是蓝藻含量的增加,使得枝角类㊁桡足类浮游动物的生长受到抑制,从而有利于小型浮游动物的生长[30]㊂同时,蓝藻产生的藻毒素具有较强的毒害作用,使浮游动物向小型化演化[20]㊂本研究结果显示,轮虫占绝对优势,这是由于体型小㊁繁殖快和适用性强等特点决定了轮虫在湖泊生态系统中最常见且属于优势种,且轮虫对浮游动物丰度的贡献最大,本研究结果与杨佳等[20]的研究结果一致㊂4㊀结论1)通过置入不同植物组合生态浮床修复措施,改变了围隔和围网修复区内浮游动物的物种组成及群落结构,对浮游动物的优势种产生了较大的影响,使得对照组与修复区域内的浮游动物群落结构产生差异,其中围网修复区内植物组合1(美人蕉+菖蒲+芦苇)具有良好的修复效果,表现出较强的浮游动物群落结构恢复能力㊂2)生态浮床置入后修复区内各项水质指标均优于对照组,水质净化效果显著㊂Pearson相关性分析和RDA分析研究结果一致,不仅非生物因子Tur㊁COD Mn和pH影响浮游动物的分布,生物因子叶绿素a也是影响浮游动物群落分布的因子㊂3)不同植物组合生态浮床在富营养化湖泊中具有可行性及有效性,未来可应用于富营养化湖泊生态浮床原位修复中,后续将持续深入开展富营养化湖泊浮游动物群落对生态浮床修复措施的响应机制,探索生态浮床修复生境内的生物与非生物间的耦合效应㊂参考文献:[1]㊀EOM H,BORGATTI D R,PAERL H,et al.Formation of low-mo-lecular-weight dissolved organic nitrogen in predenitrification bio-logical nutrient removal systems and its impact on eutrophication in coastal waters[J].Environmental Science&Technology,2017,51(7):3776/3783.[2]㊀GAGNON V,CHAZARENC F,KÕIV M,et al.Effect of plant spe-cies on water quality at the outlet of a sludge treatment wetland [J].Water Research,2012,46(16):5305-5315.[3]㊀ZIMMELS Y,KIRZHNER F,MALKOVSKAJA A.Application andfeatures of cascade aquatic plants system for sewage treatment[J].Ecological Engineering,2008,34(2):147-161.[4]㊀ALLAM A,TAWFIK A,EL-SAADI A,et al.Potentials of usingduckweed(Lemna gibba)for treatment of drainage water for reuse in irrigation purposes[J].Desalination and Water Treatment, 2016,57(1):459-467.803大连海洋大学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第38卷。

不同类型生态浮床对水质的净化效果

不同类型生态浮床对水质的净化效果生态浮床是一种人工建造的水生植物净化系统，由多种水生植物和微生物共同构成，可以有效地净化水质。

不同类型的生态浮床在净化水质方面具有一定的差别。

本文将以研究文献综述的方式，讨论不同类型生态浮床对水质的净化效果。

1. 水草浮床水草浮床是最常见的一种生态浮床，其主要特点是使用具有吸收养分和氧化能力的水生植物来促进水中富营养化物质的生物降解，从而达到净化水质的目的。

水草浮床在净化水体的中富营养化物质方面具有较好的效果，能够去除水中的氨氮、硝态氮、总磷等污染物。

灵活性好，可根据不同水质和环境条件选择适宜的水生植物种类，如菖蒲、香蒲、香蔓草等。

2. 湿地浮床湿地浮床是一种以湿地为载体，利用湿地植被和微生物作用，将水中污染物降解与吸附，达到净化水质的目的。

湿地浮床是一种比较新型的人工湿地系统，其具有去除养分、重金属等多种污染物的能力。

湿地浮床的植物采用了耐盐碱、越冬不死的种类，如芦苇、香蒲等。

3. 日光浮床日光浮床是利用太阳和水的自然力量净化水质的一种浮床类型。

主体为透明或半透明的材料制成的厚度较薄的浮体，其内部结构实现微生物在水中的自我繁殖和分解有机物质的过程。

其去除水中有机物和氮、磷等污染物的效果非常明显，特别适合于养殖水产、城市污水处理等领域。

4. 微流浮床微流浮床是一种采用微量流动技术的悬浮式生态浮床，其设计在底板中开穿孔，通过微流动的水循环在浮床内部提供良好的物质交换，促进微生物初始附着和生物降解过程，有效去除水中氨氮、总磷、总硝酸盐等富营养化物质，其对于微小生物及有机物的去除效果非常明显。

同时，微流浮床的底部开穿孔也可促进泥泞退化，改善沉积物层，从而提高生态浮床的净化效果。

综上所述，不同类型生态浮床在净化水质方面具有各自的特点和优势。

在实际应用中需要结合当地的环境条件、污染物种类和浮床的设计参数等，选择适合的生态浮床类型，以提高净化效率和经济成本。

浮叶植物功能

浮叶植物功能
浮叶植物是一种生长在水中的植物，它们的叶子漂浮在水面上，与水面平行。

浮叶植物的生长环境是水中，因此它们具有一些独特的功能。

浮叶植物可以吸收水中的营养物质。

由于它们的叶子漂浮在水面上，叶子表面可以直接接触到水中的营养物质，如氮、磷等。

这些营养物质是浮游生物和腐殖质分解产生的，它们可以被浮叶植物吸收利用，促进植物的生长和繁殖。

浮叶植物可以净化水质。

由于浮叶植物可以吸收水中的营养物质，它们可以起到净化水质的作用。

水中的营养物质过多会导致水体富营养化，引起水藻大量繁殖，从而影响水质。

浮叶植物可以吸收水中的营养物质，减少水中的营养物质含量，从而减少水藻的繁殖，保持水质清洁。

浮叶植物可以提供栖息地和食物。

浮叶植物的叶子可以提供水中生物的栖息地，如鱼类、龟类等。

同时，浮叶植物的叶子也是一种重要的食物来源，如水鸟、水生昆虫等都会以浮叶植物为食。

浮叶植物还可以美化水景。

浮叶植物的叶子形态各异，颜色鲜艳，可以为水景增添一份生机和美感。

在城市公园、湖泊、河流等水域中种植浮叶植物，可以为城市增添一份自然之美。

浮叶植物具有吸收营养物质、净化水质、提供栖息地和食物、美化水景等多种功能。

在保护水生态环境、维护水质、增加水域生态景观等方面，浮叶植物都发挥着重要的作用。

生态浮床在改善农村涝池水质方面的作用

生态浮床在改善农村涝池水质方面的作用
生态浮床是一种新型的水生态修复技术，利用人造浮床结构将植物根系与土壤包覆起来，使其能够在水体中自由生长和吸收营养物质，从而改善水质，减少水体污染和富营养化，促进生态系统的恢复和发展。

1. 净化水质
生态浮床利用植物的吸收能力，可以有效地去除涝池中的营养盐、重金属离子、有机污染物等有害物质，从而改善水质。

常用的浮床植物有香蒲、黑三叶草、芦苇、箬竹等，这些植物在水中能够吸收氮、磷等有害物质，降低水中营养盐含量，同时可分泌有机物质和产生微生物，促进生态系统的自我周期。

2. 促进水体循环
生态浮床中的植物根系可以作为固体基质，防止泥沙往涝池中淤积，同时可以增强水体的稳定性，降低涝池水位，从而使水体循环更加良好。

此外，生态浮床的构造可以在水体表层形成一个微小生境，为小型水生生物的繁殖和生长提供了良好的环境条件，从而形成多样性的生态系统。

3. 降低水体富营养化
农村涝池水质差主要原因之一就是水体富营养化，导致水中营养盐过多，藻类、浮游生物等过度繁殖。

而生态浮床可以通过植物的吸收作用将水中营养物质吸收掉，降低水中营养盐含量，防止水体过度富营养化。

从而可以改善水体透明度，减少水藻和浮游生物的繁殖，缓解涝池的富营养化状况。

浮床植物系统对富营养化水体中氮、磷净化特征的初步研究

浮床植物系统对富营养化水体中氮、磷净化特征的初步研究周小平;王建国;薛利红;徐晓峰;杨林章【期刊名称】《应用生态学报》【年(卷),期】2005(16)11【摘要】以浮床空心菜(Ipomoea aquatica)、水芹(Oenanthe javanica)和无植物系统为对象,研究了其在富营养化水体中对N、P的去除及其N2O的排放情况.结果表明,浮床植物系统对水体中N、P具有良好的净化效果,植物组织所累积的N、P量分别占各自系统去除量的40.32%～63.87%,说明植物的同化吸收作用是N、P 去除的主要途径.换水周期内浮床植物系统中硝化反应进行充分,而反硝化反应相对缓慢,导致系统具有较高的NH4+-N去除率,而产生NO3--N累积.植物的存在降低了系统中N2O的排放通量.生长较好的空心菜系统在换水前后平均N2O排放量最低,为17.14μgN·m-2h-,空白高达85.08μgN·m-2h-1,水芹为37.38μg N·m-2·h-1.【总页数】5页(P2199-2203)【关键词】富营养化;浮床植物系统;N、P;硝化和反硝化;净化;N2O【作者】周小平;王建国;薛利红;徐晓峰;杨林章【作者单位】中国科学院南京土壤研究所【正文语种】中文【中图分类】X171.4【相关文献】1.浮床植物系统对富营养化水体的净化效果 [J], 周楠楠;高芮;张择瑞2.浮床植物系统对富营养化水体的净化效果 [J], 周真明;陈灿瑜;叶青;赵志领3.浮床香根草对富营养化水体氮磷去除动态及效率的初步研究 [J], 马立珊;骆永明;吴龙华;吴胜春4.经济植物浮床系统对富营养化水体净化效果研究 [J], 杨大魁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

3种生态浮床植物去除鲤鱼塘氮、磷效果比较

doi:10.3969/j.issn.1004-2091.2020.11.0053种生态浮床植物去除鲤鱼塘氮、磷效果比较向太吉打郝霆打张平录1,白海锋2(1.西安市临潼区水产工作服务站，陕西西安710600;2.陕西省水产研究与工作总站，陕西西安710086)摘要:生态浮床是一种水环境修复与控制技术。

本文通过在鲤鱼池中架设生态浮床移栽水生植物(空心菜、水葫芦和水花生),对比分析相同覆盖率下3种水生植物对池塘氮、磷去除效果。

试验结果表明：与空白对照组相比,3种浮床植物能够提高水体透明度，有效水体中总氮、磷C池塘水体中氮、磷去除效果表空心菜"水葫芦〉水花生,3种浮床植物对氮、磷去除率依次为74.1%、41.6%,65.7%、39.8%,55.8%、32.1%。

空心菜对富营养化养鱼水体的净化效果较好，具有一定的推广应用价值，该池塘尾水生态提供借鉴。

关键词：生态浮床鱼池塘;氮、磷；去除率中图分类号:X52文献标志码:A文章编号：1004-2091(2020)11-0023-05近年来,随着水产养殖业快速发展，人类为了获取丰厚的经济效益，集约化、高密度养殖的规模逐年增加,这些养殖方式直接引起养殖水体富营养化，严重破坏了养殖水域生态环境,导致养殖动物免疫力下降、病害频发，水产品的质量降低际因此,寻求一种高效环保的水产养殖用水处理技术，养殖富营养化，为水产养殖业发展的求。

，生态水处理技术为受损水环境修复的主要措之一,而生态技术一种生物处理技术。

生态技术一种水体修复和技术，用物生营养的，养殖水体的营养物质水体,起水质,水体富营养化的的,一的效生态效益叫近年来，生态技术用域,的物的、力，这水体的化效因此,取3种的水生物水、水生,养水环境为,了水生物养殖水体、的效,期为高效养殖模式技术1材料与方法1.1池塘条件渭河北岸渔场，用验的均东走向深2.2m,水深1.8m,面积均为5333m2底少许淤泥，进排水及充氧系统齐全统一主养松浦镜放养规格60-130g/尾，放养密度1700-1800尾7667m2,套养规格65-85g/尾的C、D鱼种600-700尾。

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三种浮叶植物对富营养化水体净化效果研究作者：梁玉婷陶秋莲姚雄李妮娅来源：《河南科技》2019年第14期摘要：本文采用菱叶丁香蓼、圆叶节节菜、苹作为试验材料，对植物生长量、水体TN、NO3--N、TP、PO43--P进行测定，研究了三种适应性较强的水生植物的净化能力。

结果表明：三种植物对TN、NO3--N、TP、PO43--P均具有较强的去除能力，其中，在去除TN、TP 上，圆叶节节菜>苹>菱叶丁香蓼;在去除NO3--N上，菱叶丁香蓼>圆叶节节菜>苹;在去除PO43--P上，苹>圆叶节节菜>菱叶丁香蓼。

三种植物株形优美，适应性强，对富营养化水均具有很好的净化效果，可以在水体修复中推广应用。

关键词：三种浮叶植物;富营养化水体;净化效果中图分类号：X522;X254 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）14-0139-03Comparison of Treatment Performances of Eutrophic Water withThree Floating-leaved PlantsLIANG Yuting1 TAO Qiulian1 YAO Xiong1 LI Niya3（1.Wuhan Institute of Landscape Architecture，Wuhan Hubei 430081;2.Wuhan Sinoeco Testing Technology Co.， Ltd.， Wuhan Hubei 430000;3.Wuhan Sinoeco Ecological Science and Technology Co.， Ltd.，Wuhan Hubei 430000）Abstract： This paper used Ludwigia sedioides、Marsilea quadrifolia、Rotala rotundifolia as experimental materials，measured the growth of these plants and the content of TN， NO3--N， TP and PO43--P in water. The results showed that the removal rates of TN， NO3--N， TP and PO43--P were significant. The removal of TN、TP， the results are Rotala rotundifolia>Marsilea quadrifolia>Ludwigia sedioides. The removal of NO3-N， the results are Ludwigia sedioides>Rotala rotundifolia>Marsilea quadrifolia. The removal of PO43--P， the results are Marsilea quadrifolia> Rotala rotundifolia > Ludwigia sedioides. The comprehensive test results showed that three plants had a strong absorption effect on nitrogen and phosphorus， which could be promoted and applied in water restoration.Keywords： three aquatic plants;eutrophic water;purification effect目前，发展中国家面临的重要生态环境问题之一就是水体富营养化[1]。

由于人为因素，水体接纳了大量的氮、磷等营养性物质，导致藻类大肆繁殖，从而进一步引起水体透明度和溶解氧含量降低，加剧水体恶化。

目前，常用的净化水体的方法是利用无土栽培技术，将植物种在载体上，通过植物根部的吸收、吸附作用，削减富营养化水体中的氮、磷及有机物质，不仅能净化水质，而且能营造优美的水上景观[2-6]。

在各类大型水生植物净化水质的研究报道中，关于挺水植物和沉水植物的报道较多，而对于兼具挺水、浮水生活型的植物的报道较少[7-12]。

由此，该试验结合园林美学的要求，以观赏价值较高的柳叶菜科丁香蓼属下的菱叶丁香蓼（Ludwigia sedioides）、多年生浮叶或挺水植物苹（Marsilea quadrifolia）、多年生挺水、沉水、湿生均可的植物圆叶节节菜（Rotala rotundifolia）为研究对象，研究其净化能力，以其为水体净化提供更好的材料。

1 材料与方法1.1 试验材料及设计2018年7月3日，从武汉市园林科学研究院水生品种池采集菱叶丁香蓼（Ludwigia sedioides）、苹（Marsilea quadrifolia）、圆叶节节菜（Rotala rotundifolia），将其种植在塑料桶中培养，待生根后待用。

2018年8月3日，分别选取预先栽植的三种植物，所选取的植物株高均为20cm，每种植物设置4个重复，每个重复中共放鲜重为50g的5株植株。

试验开始时，每个容器内加入200L TN、TP含量分别为2.91mg/L和0.90mg/L溶液。

整个试验在武汉市园林科学研究院的大棚中开展，試验时间于2018年8月3日开始，8月24日结束。

试验过程中，每次取样前补充由于蒸发而丧失的水分，补充蒸馏水至上一次取样后的高度。

1.2 采样方法每次从容器中取水样前，将容器中水上下左右搅匀，在水面下10cm处采集1L水样。

依据《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）测定：TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定，NO3--N采用紫外分光光度法测定，TP和PO43--P采用钼酸铵分光光度法测定;用哈希便携式溶解氧仪测定溶解氧，哈希1900便携式浊度计测定浊度。

水体总氮或总磷去除率分别为[13]：[WR=WC1-WC2/WC1×100%] ; ; ; ; ; ; ; ; （1）式中，[WR]为水体的总（全）氮和总（全）磷去除率（%）;[WC1]为试验开始时水体总（全）氮和总（全）磷含量;[WC2]为试验结束时水体总（全）氮或总（全）磷含量。

采用SPSS20.0进行统计分析，SigmPlot作图。

2 结果与分析2.1 植物生长状况以及生物量变化三种植物能快速适应环境，在水深80cm的水淹状态中生长状况良好。

表1列出了三种植物在试验期间鲜重增长率。

从表1可以看出，在试验阶段，三种植物的鲜重全部有所增长，其中苹>菱叶丁香蓼>圆叶节节菜;三种植物在鲜重增长率上差异不显著。

2.2 三种植物对水体TN、NO3--N、TP、PO43--P去除率三种植物对水体TN、NO3--N、TP、PO43--P去除率如表1所示。

从表1可知，三种植物对水体中TN、NO3--N、TP、PO43--P均具有较强的除率能力。

在去除TN上，圆叶节节菜>苹>菱叶丁香蓼，三种植物去除TN率差异不显著;在去除NO3--N上，菱叶丁香蓼>圆叶节节菜>苹，三种植物NO3--N去除率差异不显著;在去除TP上，圆叶节节菜>苹>菱叶丁香蓼，菱叶丁香蓼与圆叶节节菜和苹去除TP率差异显著（[P]圆叶节节菜>菱叶丁香蓼，三种植物去除PO43--P率差异不显著。

2.3 不同取样时间水体中TN、NO3--N、TP、PO43--P含量在不同取样时间，种植三种植物的水缸中TN、NO3--N、TP、PO43--P含量均呈下降趋势。

在第一次和第二次取样时，圆叶节节菜和菱叶丁香蓼与CK、苹水样中TN差异显著;第三次取样时，三种植物以及CK水体中TN无差异。

第一次取样时，菱叶丁香蓼与其他组的水样中NO3--N差异显著;第二次取样时，菱叶丁香蓼与CK水样中NO3--N差异显著;第三次取样时，三种植物以及CK水体中NO3--N差异不显著。

在第一次取样时，圆叶节节菜与其他组水样中TP差异显著;第二次取样时，三种植物以及CK水体中TP无差异;在第三次取样时，菱叶丁香蓼与除CK外其他组水样中TP差异显著。

PO43--P含量方面，在第一和第二次取样时，圆叶节节菜、苹、菱叶丁香蓼与CK、CK（石子）具有显著性差异（[P]<C：＼Users＼hnkj＼Desktop＼河南科技（创新驱动）2019年第14期_103928＼Image＼image6.jpeg>[3.53.02.52.01.51.00.50.0][TN含量（mg/L）][0 ; ; ; 2 ; ; ; 4 ; ; ;6 ; ; ;8 ; ; ;10 ; ;12 ; ; 14 ; ; 16][取样时间（d）][菱叶丁香蓼][圆叶节节菜][苹][CK（石子）][CK] 图1 不同取样时间TN含量<C：＼Users＼hnkj＼Desktop＼河南科技（创新驱动）2019年第14期_103928＼Image＼image7.jpeg>[NO3--N含量（mg/L）][2.01.51.00.50.0][0 ; ; ;2 ; ; ;4 ; ; ; 6 ; ; ;8 ; ; 10 ; ;12 ; ;14 ; ; 16][取样时间（d）][菱叶丁香蓼][圆叶节节菜][苹][CK（石子）][CK]图2 不同取样时间NO3--N含量<C：＼Users＼hnkj＼Desktop＼河南科技（创新驱动）2019年第14期_103928＼Image＼image8.jpeg>[取样时间（d）][菱叶丁香蓼][圆叶节节菜][苹][CK（石子）][CK][TP含量（mg/L）][1.00.80.60.40.20.0][0 ; ; ; 2 ; ; ; 4 ; ; ;6 ; ; ; 8 ; ; ;10 ; ; 12 ; ;14 ; ;16]图3 不同取样时间TP含量<C：＼Users＼hnkj＼Desktop＼河南科技（创新驱动）2019年第14期_103928＼Image＼image9.jpeg>[菱叶丁香蓼][圆叶节节菜][苹][CK（石子）][CK][0 ; ; ;2 ; ; ;4 ; ; ;6 ; ; ;8 ; ; ;10 ; ;12 ; ;14 ; ;16][取样时间（d）][PO43--P含量（mg/L）][0.50.40.30.20.10.0]图4 不同取样时间PO43--P含量3 讨论植物的形态会随着环境变化发生改变，以适应环境。