不同沉水植物對(duì)水質(zhì)凈化效能的研究課件

1、 不同沉水植物對(duì)水質(zhì)凈化效能的研究 孫作登1，2 ，宋祥甫1，2 ，付子軾 2，何文輝1 ， 王金慶2，劉福興2， 商傳蓮2，3 ，宋芳芳1，2 1上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海201306； 2上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所，上海201403； 3華東理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，上海200237 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 111444125 田敏 2012/10/161 不同沉水植物對(duì)水質(zhì)凈化效能的研究 孫作登1 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，大量工業(yè)廢水和生活污水排入河流、湖泊，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化和生態(tài)系統(tǒng)退化。其治理與修復(fù)的關(guān)鍵在于如何降低水體N、P含量以及底泥中有機(jī)物和N、P負(fù)荷。

2、本研究以4種沉水植物為對(duì)象，試圖篩選出四季常綠、生長期相對(duì)較長、受季節(jié)變化影響較小的品種，使其在不同物候期內(nèi)均能發(fā)揮凈化水體的功效，避免因季節(jié)交替而導(dǎo)致的水質(zhì)波動(dòng)現(xiàn)象，為更好地發(fā)揮沉水植物的應(yīng)有功能和縮短水生態(tài)修復(fù)周期提供依據(jù)。摘要2 摘要2實(shí)驗(yàn)材料 一、供試植物 沉水植物從太湖流域廣泛分布的本地品種中進(jìn)行篩選，以適應(yīng)性好、成活率高、對(duì)氮磷富集效果好、光合效率高、美觀，并具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。通過對(duì)比，共選擇了3種常規(guī)的沉水植物品種和1種經(jīng)過改良的苦草品種。3種常規(guī)沉水植物均采自太湖的貢湖，包括苦草、黑藻和馬來眼子菜；經(jīng)過人工改良的苦草品種為常綠苦草 ，由上海海洋大學(xué)選育而成。3實(shí)驗(yàn)

3、材料 一、供試植物 沉水植物從太湖流域廣 二、實(shí)驗(yàn)用水 試驗(yàn)用水取自上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院莊行綜合試驗(yàn)站池塘，其主要水質(zhì)指標(biāo)見(表1） 表1 試驗(yàn)用池塘水水質(zhì)4 二、實(shí)驗(yàn)用水表1 試驗(yàn)用池塘水水質(zhì)4 本研究通過不定期測(cè)定上覆水的營養(yǎng)鹽濃度變化來評(píng)價(jià)沉水植物對(duì)水質(zhì)的凈化效能，采集的水樣帶回試驗(yàn)室進(jìn)行分析，測(cè)定的主要指標(biāo)有總氮(TN)、氨氮(NH3-N)、硝態(tài)氮(NO3-N)、總磷(TP)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn )和pH。TN、NH3-N、NO3-N、TP、CODMn 按照水和廢水檢測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定；底泥中的全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)含量等按照土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析方法推薦的方法測(cè)定 ；pH采用PHSJ

4、3F型pH計(jì)測(cè)定。 TN:水中各種形態(tài)無機(jī)和有機(jī)氮的總量。包括NO3-、NO2-和NH4+等無機(jī)氮和蛋白質(zhì)、氨基酸和有機(jī)胺等有機(jī)氮，以每升水含氮毫克數(shù)計(jì)算。常被用來表示水體受營養(yǎng)物質(zhì)污染的程度。 TP;是污水中常測(cè)的一種污染物。水中的含磷化合物主要可以分為三類：正磷酸鹽、縮聚磷酸鹽、有機(jī)磷。將水中各種形態(tài)的磷通過消解轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽，測(cè)得的數(shù)據(jù)為總磷。 測(cè)定指標(biāo)和方法 5 本研究通過不定期測(cè)定上覆水的營養(yǎng)鹽濃度結(jié)果與分析 一、不同沉水植物對(duì)N的凈化效果二、不同沉水植物對(duì)TP的凈化效果三、不同沉水植物對(duì)有機(jī)物(CODMn )的凈化效果TNNH3-NNO3-N 6結(jié)果與分析 TNNH3-NNO3-N

5、 6 TN 在水生植物系統(tǒng)中，上覆水中的氮不僅來自于水源中的有機(jī)物，底泥中大量生長的微生物及其釋放的產(chǎn)物也是重要來源之一。沉水植物能通過根系的截濾及枝葉的吸附作用去除上覆水中的氮素。7 TN 表3為不同采樣期間各處理TN與原水TN質(zhì)量濃度比值，其差值反映了幾種沉水植物對(duì)水中TN凈化效果的差異。總體來看，馬來眼子菜、常綠苦草和苦草對(duì)TN的凈化效果均較高，凈化率分別為658、651和645，黑藻的凈化效果相對(duì)較差，凈化率為584。4種沉水植物的凈化效能依次為馬來眼子菜常綠苦草苦草黑藻。TN8表3為不同采樣期間各處理TN與原水TN質(zhì)量濃度比值，其差值反研究表明：NH3.N主要通過生物同化吸收、微生物

6、的硝化與反硝化作用、揮發(fā)等3種機(jī)制去除，但各種去除機(jī)制都直接或間接受植物和浮游植物的影響。從總體上看，4種沉水植物中以常綠苦草對(duì)NH N的凈化效能相對(duì)較高，整個(gè)試驗(yàn)期間其平均凈化率為188，其次為馬來眼子菜和苦草，凈化率分別為165、162，黑藻最差，平均凈化率為一14。NH3-N9研究表明：NH3.N主要通過生物同化吸收、微生物的硝化與反硝NO3.N 4種沉水植物對(duì)NO3。N的凈化效果均十分明顯且趨勢(shì)一致(圖3)，均表現(xiàn)為試驗(yàn)初期水體中濃度迅速降低，試驗(yàn)開始2個(gè)月后即達(dá)到最低值，其后一直維持在較低濃度水平。從降低速率來看，以常綠苦草稍好，其對(duì)水體中NO3-N的凈化速率略高于其他3種植物。從凈

7、化效能上來看，4種沉水植物之間的差異不顯著，其平均凈化率分別為894、888、881和875。10NO3.N 4種沉水植物對(duì)NO3不同沉水植物對(duì)TP的凈化效果 TP主要通過化學(xué)反應(yīng)、藻類細(xì)菌的合成代謝、水生植物的吸收等幾種途徑去除。11不同沉水植物對(duì)TP的凈化效果 11 從表4可見，與沉水植物對(duì)氮的去除不同，常綠苦草和苦草對(duì)水體中的P有更好的去除效果，其對(duì)水體TP的凈化率顯著高于馬來眼子菜和黑藻，常綠苦草和苦草在試驗(yàn)期間的平均凈化率分別為577、547，而馬來眼子菜和黑藻的凈化率則表現(xiàn)出較大的波動(dòng)性，其平均凈化率分別為199和一755，4種沉水植物對(duì)TP的凈化效能順序?yàn)椋撼＞G苦草苦草馬來眼子菜

8、黑藻。12 從表4可見，與沉水植物對(duì)氮的去除不同不同沉水植物對(duì)有機(jī)物(CODMn)的凈化效果 沉水植物對(duì)水體有機(jī)物的去除主要是通過對(duì)水體懸浮物的吸附作用和附著微生物的活動(dòng)，因此其生物量越大，植物體表面積也相對(duì)越大，對(duì)水體中懸浮物的吸附量也就越大，其降低水體中有機(jī)物的作用也就越明顯。13不同沉水植物對(duì)有機(jī)物(CODMn)的凈化效果 與其他幾項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)相比，沉水植物對(duì)CODM 的凈化率較低，常綠苦草17.3、馬來眼子菜10.3、苦草9.5、黑藻0.4(表5)。14 與其他幾項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)相比，沉水植物對(duì)CO實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 研究表明，4種供試沉水植物對(duì)水體中的主要污染物均一定的凈化效果，但各品種之間存在較大差異，以常綠苦草綜合凈化效果最好，對(duì)主要污染物TN、TP和CODM