沉水植物鑲嵌組合對鱘魚養(yǎng)殖水體的修復(fù)效果

王金樂，向 燕，周 洲，張龍濤，孔 杰，關(guān) 梅

（貴州省水產(chǎn)研究所，貴州貴陽550025）

沉水植物鑲嵌組合對鱘魚養(yǎng)殖水體的修復(fù)效果

王金樂，向 燕，周 洲，張龍濤，孔 杰，關(guān) 梅

（貴州省水產(chǎn)研究所，貴州貴陽550025）

為篩選出修復(fù)鱘魚養(yǎng)殖水體污染效果較好的沉水植物鑲嵌組合，在貴州惠水縣高鎮(zhèn)鎮(zhèn)鱘魚養(yǎng)殖基地選取苦草、金魚藻和水車前3種沉水植物兩兩鑲嵌組合，進(jìn)行污染水體修復(fù)的模擬試驗(yàn)。結(jié)果表明：苦草、金魚藻和水車前兩兩鑲嵌組合對鱘魚養(yǎng)殖水體中總氮、總磷和銅都具有較好的凈化作用，其中，水車前＋金魚藻組合對主要水質(zhì)污染貢獻(xiàn)因子5日生化需氧量（BOD5）、總氮（TN）、鉛（Pb）的削減率分別達(dá)22.18%、12.53%和34.48%，水車前＋金魚藻可作為鱘魚養(yǎng)殖水體修復(fù)的最優(yōu)鑲嵌組合。

沉水植物；植物修復(fù)；鑲嵌組合；鱘魚

植物修復(fù)是一項(xiàng)綠色、環(huán)境友好型的污染治理技術(shù)［1］，水體植物修復(fù)以獨(dú)特的優(yōu)勢成為生物修復(fù)機(jī)理研究的新領(lǐng)域，并成為當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。水環(huán)境植物修復(fù)的核心是水生植物，植物篩選是植物修復(fù)研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一［2］。目前，諸多研究采用單一水生植物進(jìn)行水體修復(fù)，但實(shí)踐表明，單一植物修復(fù)凈化效果不穩(wěn)定，并且在部分月份存在水質(zhì)惡化現(xiàn)象；多種水生植物合理搭配比單一植物凈化率高且凈化效果更穩(wěn)定［3］。尤其是沉水植物具有直接從底泥中吸收營養(yǎng)物質(zhì)的能力，凈化效果比浮游植物更好［4］。為此，筆者于2013年9—10月在貴州省惠水縣高鎮(zhèn)鎮(zhèn)姚興村鱘魚養(yǎng)殖基地，選取修復(fù)水體富營養(yǎng)化效果較好的沉水植物苦草（Vallisneria）、金魚藻（Ceratophyllum demersumL.）和水車前〔O.alismoides（L.）Pers.〕［5］，采取兩兩鑲嵌組合進(jìn)行水體修復(fù)試驗(yàn)，以篩選出修復(fù)效果最優(yōu)的組合，為污染水體修復(fù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 沉水植物

苦草、金魚藻和水車前取自花溪國家十里河灘公園清理打撈點(diǎn)?？嗖輰偎M科苦草屬多年生無莖沉水草本，其根系發(fā)達(dá)，葉片狹長可隨水流運(yùn)動而波動，對水質(zhì)的適應(yīng)性較強(qiáng)，被認(rèn)為是生態(tài)修復(fù)的先鋒種［6］。金魚藻屬金魚藻科金魚藻屬多年生沉水草本，別名細(xì)草、魚草，群生于池塘、水溝、穩(wěn)水小河、溫泉流水及水庫中，為喜氮植物，水中無機(jī)氮含量較高時(shí)長勢較好［6］。水車前屬水鱉科沉水草本，別稱水帶菜，我國南北均產(chǎn)，生于池塘、溝溪或水田、凈魚池沼中［7］。

1.2 鱘魚流水養(yǎng)殖池的設(shè)置及處理

鱘魚流水養(yǎng)殖池4個(gè)，即C1、C2、C3和C4，其中C1～C3分別填20cm厚泥土后進(jìn)行苦草、金魚藻和水車前兩兩鑲嵌組合種于其中。為保持栽種的沉水植物能夠扎根生長，同時(shí)防止流魚池中注水后泥土被水沖刷殆盡，或因放入鱘魚后攪動水底造成泥土經(jīng)排水口排出造成損失，分別在魚池出口處壘葺高50cm、厚25cm的磚墻。C4魚池內(nèi)不種植水草作為對照池（CK）。魚池設(shè)置好后注水深50cm，待土壤穩(wěn)定1周后種植水草，再注水至魚池2／3處，控制平日注水和排水流量約為基地用水進(jìn)出水流量。魚池中栽種水草約15d后，分別在4個(gè)魚池中放置鱘魚，C1、C2、C3、C4魚池中分別放置鱘魚3尾、4尾、5尾和7尾（表1），其他養(yǎng)殖管理措施按基地鱘魚常規(guī)養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

表1 沉水植物鑲嵌組合對鱘魚養(yǎng)殖水體修復(fù)的模擬試驗(yàn)設(shè)置Table 1 The simulative experimental intercalation of sturgeon aquaculture water restoration

1.3 水質(zhì)檢測

水草種植馴化1周后，于9月4日、9月17日、10月10日、10月23日早晨光照不強(qiáng)時(shí)采集水質(zhì)，采用GB3838－2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》檢測方法測定pH、溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量（CODCr）、5日生化需氧量（BOD5）、總磷（TP）、總氮（TN）、銅（Cu）和鉛（Pb），計(jì)算削減率（E）。

式中，C0為初始水體污染物的濃度，即為對照魚池水體的污染物濃度；C1為修復(fù)后水體污染物的濃度。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)指標(biāo)參數(shù)

2.1.1 pH、水溫和溶解氧 從表2看出，在試驗(yàn)期內(nèi)pH沒有明顯變化，水溫呈先上升后下降趨勢，溶解氧呈先下降后上升趨勢。第2次采樣溫度升高，且早晨植物光合作用不大，水中溶解氧飽和值降低，造成溶解氧濃度下降；第3次、第4次采樣溫度逐漸降低，水中溶解氧飽和值升高，使得溶解氧濃度增高。溶解氧濃度為C3＞C2＞C1＞C4，表明，不同沉水植物鑲嵌組合均有利于水體溶解氧的保持，其中以水車前＋金魚藻鑲嵌組合（C3）效果最好。

表2 不同沉水植物鑲嵌組合對魚池水質(zhì)修復(fù)的指標(biāo)參數(shù)Table 2 The water－quality index of simulative experimental

2.1.2 總氮和總磷 總氮濃度為C4＞C1＞C2＞C3，總磷濃度為C4＞C3＞C1＞C2（表2）。C4中泥土釋放出土質(zhì)中的氮及鱘魚排放糞便造成總氮濃度偏高；其他魚池因種植有沉水植物，對氮有較好的固定能力，所以總氮濃度降低，其中以水車前＋金魚藻（C3）的效果最好。對磷固定能力以苦草＋金魚藻（C2）的效果最好。

2.1.3 化學(xué)需氧量和5日生化需氧量 從表2看出，化學(xué)需氧量濃度為C1＞C4＞C3＞C2，5日生化需氧量濃度為C1＞C2＞C4＞C3。表明，C3的水質(zhì)有機(jī)污染物含量降低，即水車前＋金魚藻鑲嵌組合對有機(jī)污染物的修復(fù)能力較強(qiáng)。

2.1.4 銅和鉛 銅濃度為C4＞C1＞C3＞C2，鉛濃度為C2＞C4＞C1＞C3（表2）。表明，苦草＋金魚藻（C2）對重金屬銅的固定、吸收能力較強(qiáng)，水車前＋金魚藻（C3）對鉛的固定、吸收能力較強(qiáng)。

2.2 凈化效果

從表3看出，不同魚池溶解氧的削減率均為負(fù)值，說明不同沉水植物鑲嵌組合均可增加水體的溶解氧，其中以水車前＋金魚藻（C3）的增加量最多，達(dá)4.01%；水車前＋金魚藻對總氮、5日生化需氧量和鉛的削減率最高，分別為12.53%、22.18%和34.48%。苦草＋金魚藻（C2）對總磷、化學(xué)需氧量和銅的削減率最高，分別為53.16%、29.21% 和13.7%。

表3 不同沉水植物鑲嵌組合對水質(zhì)因子濃度的削減率Table 3 The removal rate of various combination on water quality factor%

3 結(jié)論與討論

不同植物修復(fù)水環(huán)境的效果不同，姚瑤等［8］研究了苦草、金魚藻、苔草、大苔草、黑藻、矮慈姑和皇冠草對水體的凈化效果，其中苦草對氮的吸收固定能力最強(qiáng)，對氮的凈化率高于其他沉水植物。劉佳能等［9］研究了不同水生植物對富營養(yǎng)化水體氮、磷的凈化效果，以金魚藻、苦草等沉水植物的去除效果較好，其中以金魚藻的效果最好。謝佩君等［10］研究了苦草、金魚藻和黑藻3種沉水植物對Cu和Pb復(fù)合污染的修復(fù)效果，從生物富集系數(shù)來看，金魚藻和苦草對Cu、Pb的富集能力較強(qiáng)。這些研究表明，苦草、金魚藻對修復(fù)污染水體具有較好的效果。研究結(jié)果表明，苦草、金魚藻和水車前兩兩鑲嵌組合對鱘魚養(yǎng)殖水體中總氮、總磷和銅都具有較好的凈化作用，其中，水車前＋金魚藻鑲嵌組合對主要水質(zhì)污染貢獻(xiàn)因子5日生化需氧量、總氮和鉛［11］的削減率分別達(dá)22.18%、12.53%和34.48%，建議采用水車前＋金魚藻作為鱘魚養(yǎng)殖水體修復(fù)的鑲嵌組合。

［1］馬偉芳，趙新華，孫井梅，等.EDTA在植物修復(fù)復(fù)合污染河道疏浚底泥中的調(diào)控作用［J］.環(huán)境科學(xué)，2006，27（1）：85－90.

［2］張冬冬，肖長來，梁秀娟，等.植物修復(fù)技術(shù)在水環(huán)境污染控制中的應(yīng)用［J］.水資源保護(hù)，2010，26（1）：63－65.

［3］劉足根，張 萌，李雄清，等.沉水－挺水植物鑲嵌組合的水體氮磷去除效果研究［J］.長江流域資源與環(huán)境，2015，24（Z1）：171－181.

［4］張飲江，劉曉培，金 晶，等.沉水植物對水體凈化的研究進(jìn)展［J］.科技導(dǎo)報(bào)，2012，30（27）：72－79.

［5］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，2010（4）：53－57.

［6］許 寬，劉 波，王國祥，等.苦草（Vallisneria spiralis）對城市緩流河道黑臭底泥理化性質(zhì)的影響［J］.環(huán)境科學(xué)，2013，34（7）：2642－2649.

［7］徐勤松，施國新，周紅衛(wèi).Cd、Zn復(fù)合污染對水車前葉綠素含量和活性氧清除系統(tǒng)的影響［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2003，22（1）：5－8.

［8］姚 瑤，黃立章，陳少毅，等.不同沉水植物對水體氮磷的凈化效果［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（4）：789－792.

［9］譚洪濤，朱 琳，張馨文，等.浮萍和金魚藻對生活污水的凈化效果［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)，2016，44（2）：146－149.

［10］謝佩君，李銘紅，晏麗蓉，等.三種沉水植物對Cu、Pb復(fù)合污染底泥的修復(fù)效果［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，35（4）：757－763.

［11］王金樂，向 燕，張龍濤，等.貴州惠水鱘魚養(yǎng)殖河段水質(zhì)評價(jià)［J］.綠色科技，2015（5）：186－188.

（責(zé)任編輯：馮 衛(wèi)）

Remediation of Submerged Plants Inlaid Combination on Sturgeon Aquaculture Water

WANG Jinle，XIANG Yan，ZHOU Zhou，ZHANG Longtao，KONG Jie，GUAN Mei
（Guizhou Research Institute of Aquaculture，Guiyang，Guizhou550025，China）

The authors selected Vallisneria，Ceratophyllum demersumand O.alismoides to constitute three different combinations for the sake of screening out the best combination for sturgeon aquaculture water phytoremediation.Three kinds of submerged plants were used in the simulating experiments of submerged plants which was carried out in sturgeon breeding base in Gao Town，Huishui County in Guizhou Province.Aquaculture water quality monitoring was implemented simultaneously in the simulating experiments.Results：There is a good remediation effect on TN，TP and Cu with all the three kinds of inlaid combination.And the removing rate of inlaid combination containing C.demersumand O.alismoides on the main water pollution contribution factors BOD5，TN and Pb reached 22.18%，12.53%and 34.48%respectively.And the best restorative effects of sturgeon aquaculture water was the combination containing C.demersumand O.alismoides，which should be adopted to renovate water body.

submerged plant；phytoremediation；inlaid combination；sturgeon

S965.215；S949

A

1001－3601（2016）07－0304－0081－03

2016－04－29；2016－06－12修回

貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目“水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的污染控制及其水生植物修復(fù)的研究”［黔科合J字（2012）2247］；貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院

專項(xiàng)“貴州山區(qū)鱘魚致病菌株的分離鑒定及藥敏特性研究”［黔農(nóng)科院院專項(xiàng)（2013）005］

王金樂（1983－），女，研究實(shí)習(xí)員，碩士，從事環(huán)境污染與防治研究。E－mail：felicia＿lele＠163.com