水生植物对湖水中氮磷的影响

卢宇

摘要：研究水生植物对富营养化水体中氮磷的吸收情况。以市场上容易购买到的四种水生植物，分别是迷你矮珍珠、红蛋、粗梗水蕨及卵圆皇冠草作供试材料，于防雨条件下进行水培试验，观察并比较不同水生植物对富营养化水体中总氮、总磷、氨氮还有硝态氮的去除情况。再而，根据调研结果提出可实行的改进措施，达到较好地改善湖泊水体富营养化现象的目的。实验结果表明，水生植物对湖水中的氮、磷有着明显的净化作用，对总氮氮去除率能达到51.69%及以上，对总磷去除率达到50.75%及以上。

关键词：水生植物富营养化净化效果

Abstract

ToStudyaquaticplant’sabsorptionofnitrogenandphosphorusintheeutrophicwater,weusefouraquaticplants（Hemianthuscallitrichoides，Echinodorusosiris，Ceratopterispteridoides，Echinodorusparviflorus）,whichareavailableonthemarket,astestmaterials.Therelationshipbetweentheseaquaticplantsandthepurificationcapacityofeutrophicationwaterwasanalyzed.Suggestionsareproposedaccordingtotheresulttoimprovetheeutrophiclakes.Theresultsshowsthattheaquaticplantsplayanimportantroleinpurifyingwater,TNremovalratecanbereachedto51.69%orabove,andTPremovalratereachedto50.75%orabove.

Keywords:aquaticplant;eutrophication;purification

1研究目的和内容

1.1研究目的

水生植物是湖泊生态系统的重要组成部分，在维持湖泊生态系统的结构和功能方面起到十分重要的作用。它一方面是水生态系统的初级生产者，是多种鱼类、其他水生动物及腐生微生物的食物来源，另一方面又能对湖泊水体进行净化，降解各种污染物，改善水质状况。湖泊水体富营养化日益受到人们的关注，童昌华等（2004）研究表明，水生植物对富营养化水体中COD和DO的去除效果不明显，但对氮、磷有显著的去除效果，因此，作者对不同水生植物在受污染水体生态系统中对氮、磷的影响作出研究，为后期提出采用适用性高的水生植物的建议及生态景观设计做理论依据。

1.2主要研究内容

研究水生植物在受污染水体生态系统中对氮、磷的影响,测定水中的总氮、总磷、硝态氮、氨态氮，预期可以得到湖泊水中N、P因不同水生植物的影响而变化的曲线，以期为水生植物在生态工程中的应用及后期规划景观布局等做依据。在得出不同水生植物对氮、磷的影响效果后，进而调查水生植物分布：对湖泊中的水生植物加以辨别分类，结合前期测得的氮磷指标，对比出不同品种对湖泊生态的影响，再而根据美学和实验所得，提出养殖水生植物品种的建议。

2材料和方法

2.1器皿准备

所有使用的玻璃器皿及塑料容器均用稀硝酸浸泡数日，用自来水冲洗干净后再用去离子水清洗，试剂选择分析纯级。

2.2材料准备

实验用水生植物为市场上容易买到的迷你矮珍珠（Hemianthuscallitrichoides）、红蛋（Echinodorusosiris）、粗梗水蕨（Ceratopterispteridoides）及卵圆皇冠草（Echinodorusparviflorus）。

2.3供试水样

实验用水取自广州市内某湖泊，湖水中有明显可见的藻类生长，呈鲜绿色，初步断定为富营养化湖水，经测定，硝氮浓度为0.9357mg·L-1,氨氮浓度为0.4923mg·L-1，总氮浓度为1.4235mg·L-1，总磷浓度为3.1308mg·L-1。有文献报道，当总磷浓度超过0.1mg·L-1（如果磷是限制因素）或总氮浓度超过0.3mg·L-1时，藻类会过量繁殖。经济合作与发展组织（OECD）提出富营养湖的几项指标量，其中之一为：平均总磷浓度大于0.035mg·L-1。

2.4调研方案设计

2.4.1试验设计

静水条件下，采用水培试验在防雨的空地上进行，每盆装新鲜采样的供试湖水3L。试验用盆为无孔的乳白色方形塑料盒，在3L处做好刻线标记。将四种水生植物移入清水中，以恢复在运移过程中受损的根系，3天后选择株型大小和生物量较为接近的植株。实验共设置4个处理和1个空白对照（不种水生植物）。试验期间通过添加蒸馏水来补充蒸发、植物蒸腾和采样所消耗的水分，保持桶中的水位。分别在第0、7、14.21天测定水中的总氮、总磷、硝态氮、氨态氮。具体测定方法参照《水和废水监测分析方法》等文献。

2.5水样分析

采样期间用蒸馏水加至刻线，用玻璃棒混匀，用干净的塑料瓶取水50ml。用滤纸过滤，用于测NH4--N；再用滤膜过滤，用于测NO3--N；剩余液体直接用于测TP、TN。样品理化性质的分析项目及测定方法具体见表2.3。氨氮、总磷、总氮测定方法参考《水和废水监测分析方法》中的方法，硝氮的测定用1M盐酸消除碳酸盐的干扰，用紫外分光光度计在220nm和275nm波长下测定。

3结果与分析

3.1实验结果与分析

3.1.1水生植物对氨氮的影响

水生植物对氨氮有着明显的去除作用，其中迷你矮珍珠及粗梗水蕨去除效果尤其明显，在15天后去除率分别达到81.02%和82.66%。在第一周迷你矮珍珠和红蛋对氨氮的吸收速率较快，此后速率减缓。如图1所示。

图4四种水生植物对水中总磷吸收情况

4结论

本次研究表明，供试的四种水生植物都会对水体中的氮磷吸收有着不同程度的影响。在四项指标，水生植物对氨氮的净化效率最为明显。而红蛋、粗梗水蕨对氨氮、硝态氮、总氮及总磷均有较高的净化效率，去除率均在50%以上，相比之下卵圆皇冠草对水质的净化则不如另外三者好，其中对硝态氮的净化去除率较低，但也有46.03%。考虑到研究实验在如此之短的时间内能有这样的去除率，即可表明水生植物能有效吸收湖泊水中的总磷、总氮、氨氮和硝态氮，具有净化湖泊环境的作用。

此外，水生植物有其特有的观赏作用，种植水生植物能够美化湖泊环境。所以，应该提倡在湖泊种植适量的水生植物，一方面能净化湖泊中的水质，另一方面，更能为城市湖泊带来一个绿色的生态环境。

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