付宋捷 劉存蘭 劉欣 田李冉 楊翔宇

摘? 要：利用人工浮床無(wú)土栽培千屈菜模擬濕地環(huán)境，向模擬富營(yíng)養(yǎng)化水體中間歇性排放氮、磷元素以維持不同的富營(yíng)養(yǎng)化水平。實(shí)驗(yàn)證明：千屈菜能夠有效去除水質(zhì)總氮、總磷。相對(duì)氮元素，磷元素以內(nèi)源形式釋放需要更為苛刻的條件;水質(zhì)總磷體現(xiàn)率明顯低于水質(zhì)總氮，驗(yàn)證了其地化行為以沉積為主。

關(guān)鍵詞：千屈菜;富營(yíng)養(yǎng)化;總磷;總氮

中圖分類號(hào)：X832? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）06-0046-02

目前，由氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽所引起的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化已成為世界性的環(huán)境問(wèn)題。水質(zhì)惡化已影響到我國(guó)許多城鎮(zhèn)飲用水的質(zhì)量，甚至危及人類的生活。因此迫切需要采取有效措施凈化污染水體[1-4]。利用水生植物富集氮、磷是治理、調(diào)節(jié)和抑制湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的有效途徑[5-9]。作為污染水體修復(fù)的一種手段，植物修復(fù)已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的重視。眾多研究表明，千屈菜、黃花鳶尾等大型挺水植物均對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的修復(fù)有著顯著作用[10-15]。本文擬用人工浮床模擬千屈菜濕地環(huán)境，對(duì)不同富營(yíng)養(yǎng)化程度下的水質(zhì)總磷、總氮進(jìn)行了監(jiān)測(cè)并分析其變化特征。

1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器

1.1 主要試劑

過(guò)硫酸鉀（AR，阿拉?。?抗壞血酸（AR，國(guó)藥集團(tuán)）;鹽酸（AR，國(guó)藥集團(tuán)）;酒石酸銻鉀（AR，國(guó)藥集團(tuán)）。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（752，上海菁華科技儀器有限公司）;電子天平（FA1604，上海雷韻試驗(yàn)儀器制造有限公司）;高壓滅菌器（YXQ-LS-100SII，中國(guó)博訊）。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在塑料水箱中放置人工浮床，栽植平均株高為12.5cm的千屈菜幼苗，以復(fù)合肥和尿素調(diào)節(jié)水質(zhì)總磷、總氮達(dá)四個(gè)不同的梯度（詳見(jiàn)表1），每隔四周補(bǔ)充水中氮、磷元素。通過(guò)每周一次的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，當(dāng)培養(yǎng)液中氮、磷濃度降低到初始設(shè)定濃度的50%以下時(shí)，分別以尿素和磷酸二氫鉀補(bǔ)充氮、磷營(yíng)養(yǎng)。

2.2 水質(zhì)總磷、總氮測(cè)定方法

水質(zhì)總磷測(cè)定方法：GB11893-89;水質(zhì)總氮測(cè)定方法：GB11894-89。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 水質(zhì)總磷的變化特征

如圖1所示，在24周的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，水質(zhì)總磷分別在第7周和第11周時(shí)，濃度降低為設(shè)計(jì)濃度的50%以下，因此在第7周和第11周末進(jìn)行了兩次追肥，加上初次施肥，總計(jì)3次施肥，即3次模擬排污高峰。在每次施肥后，水質(zhì)總磷濃度迅速下降，且降低速度明顯高于水質(zhì)總氮，其原因有二：一是在地化循環(huán)中，磷元素不易獲得，挺水植物和浮游植物在富營(yíng)養(yǎng)化水體中吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)時(shí)，優(yōu)先利用的是限制性元素磷;二是磷的化學(xué)行為以沉積為主，當(dāng)水中酸度較低時(shí)水相中磷元素迅速進(jìn)入沉積物中。在24周的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，分別在第3周、第8周、第12周、第19周和第21周出現(xiàn)了5次水質(zhì)總磷濃度的高峰，其中第3周、第8周和第12周的水質(zhì)總磷峰值是由于施肥所致。另外兩次的峰值可能原因各有不同：第19周正值8月末，水中的磷元素，特別是施肥所采用的是P2O5這種緩釋性化肥在水溫最高、水質(zhì)酸度最大的時(shí)間集中釋放;第21周已經(jīng)達(dá)到九月中旬，水溫和酸度仍較高，但植物已經(jīng)開(kāi)始枯黃，此時(shí)植物中營(yíng)養(yǎng)元素向環(huán)境中回饋，導(dǎo)致水質(zhì)總磷再次出現(xiàn)峰值。

3.2 水質(zhì)總氮的變化特征

如圖2所示， 總氮濃度分別在第3周、第8周、第12周和第14周出現(xiàn)了4次水質(zhì)總氮峰值。其中第14周的水質(zhì)總氮峰值也是由于內(nèi)源釋放所致，但其出現(xiàn)的時(shí)間明顯早于水質(zhì)總磷。四個(gè)富營(yíng)養(yǎng)化水平下的水質(zhì)總氮的體現(xiàn)率為：46.3～63.6%;而水質(zhì)總磷體現(xiàn)率僅為10.9～15.2%，這說(shuō)明氮元素在富營(yíng)養(yǎng)化水體中的限制性作用并不如磷元素明顯，其地環(huán)循環(huán)轉(zhuǎn)化的條件也相對(duì)簡(jiǎn)單，并不如磷元素苛刻。

4 結(jié)論

在24周的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，通過(guò)三次外源營(yíng)養(yǎng)元素補(bǔ)給，水質(zhì)總磷和水質(zhì)總氮分別出現(xiàn)了5次和4次峰值，這說(shuō)明，相對(duì)氮元素，磷元素以內(nèi)源形式釋放需要更為苛刻的條件;水質(zhì)總磷體現(xiàn)率明顯低于水質(zhì)總氮，驗(yàn)證了其地化行為以沉積為主。

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