水生经济植物净化探究范文

1材料与方法

1.1水生经济植物的选择和育苗

本研究选用喜温和耐寒植物各一种:水蕹菜(Ipomeaaquatica)(4月~10月)和水芹菜(Oenanthejavanica)(11月~3月)。水蕹菜用种子育苗,移栽时平均苗高4cm,多数子叶已张开。水芹菜苗系从市场买来的连根植株,除去老枝后的嫩芽,平均株高16cm。同期,选用室内培养的平均株高18cm的凤眼莲、叶状体平均长0.7cm的紫萍(Spirodelapoiyrhiza)作参比实验。

1.2水培载体的选择与设计

选用厚度1.5cm的泡沫塑料板为上述两种经济植物的水培载体,按株间距5cm打洞(直径约1cm),用于扦插植物苗(图1)。在静态试验中,此载体插好苗后即直接放入室内水箱中(0.4×0.3×0.2m3);在现场试验中,此载体四周用毛竹(直径约5cm)固定(如图1中虚线所示),底部(植物根部)用线网做衬(网孔为15cm×15cm),以防载体因破碎沉没。

1.3试验设计

1.3.1静态试验

静态试验于1992年6月~1996年5月间进行。种植水取自华东师范大学丽娃河采样点1[7],TN:10.92~20.30mg/l,TP:1.42~2.03mg/l。在24L水箱内盛放20L种植水,将带有实验植物的泡沫塑料载体浮于水面。每天以蒸馏水补充因蒸发、蒸腾作用所损耗的水量。同时,设只有载体而无植物的水箱作为对照组。试验均在自然光照和温度下进行。

1.3.2现场试验

现场试验于1996年9月~11月和1997年11月~1998年3月间在样点1附近进行,观察并测定在自然状态下水蕹菜和水芹菜无土栽培的生长情况。

1.4分析测试

测试的项目有:TN(凯氏定氮法)、NO3--N(酚二磺酸光度法)、NH4+-N(钠氏试剂光度法)、TP和DP(钼锑抗分光光度法),Cu、Cd、Pb、Zn四种重金属(火焰原子吸收光谱法)。

2结果与讨论

2.1在静态试验中水生经济植物对河水的净化能力

静态试验结果表明,水蕹菜(4~10月)和水芹菜(11月~3月)对河水都有较好的净化能力(表1)。当河水停留时间为30天时,水蕹菜对污染物的去除率为:TN81.32%,NO3--N89.90%,NH4+-N87.86%,TP71.34%DP82.62%;水芹菜对污染物的去除率为:TN82.77%,NO3--N86.64%,NH4+-N86.03%,TP94.77%,DP89.83%。根据污染物去除率负荷测算,每公斤水蕹菜(鲜重)每天可以去除污水中TN26.49mg,NO3--N16.70mg,NH4+-N8.31mg,TP3.22mg,DP1.56mg;每公斤水芹菜(鲜重)每天可以去除污水中TN24.73mg,NO3--N13.25mg,NH4+N11.25mg,TP2.71mg,DP1.30mg。而同期试验的凤眼莲(4~10月)、紫背萍(11月~3月)对污染物的去除率分别为:凤眼莲,TN82.24%,NO3--N87.24%,NH4+-N91.24%,TP75.26%,DP87.29%;紫背萍,TN79.25%,NO3--N82.46%,NH4+-N77.25%,TP89.41%,DP86.37%。由此可见,在净化功能方面,水蕹菜并不逊色于凤眼莲,水芹菜甚至胜于紫背萍。

2.2静态试验中水生经济植物体内重金属含量

试验结束时(30天),水生经济植物体内的重金属分布主要集中于根部,超出食用标准,而茎、叶部分的重金属含量相对较低,且符合食用标准。在校河中,于4~10月间栽培水蕹菜24m2,于11月~3月间栽培水芹菜31m2。在试验期间,两种植物生长旺盛,根系发达,生物量平均倍增时间仅25d左右(表3)。若以水蕹菜一年栽种200d计,通过定期收割(25d),每平方米水面可获水蕹菜34.4kg,同时可自河水中移除TN182.25g、TP22.15g;若以一年栽种水芹菜60d计,每平方米水面可收获水芹菜15.2kg,同时可自河水中移除TN22.55g、TP2.47g。如果在校河中实行水蕹菜(5~10月和水芹菜月轮种则每平方米栽种经济植物水面可去除、TP24.62g;并可收获经济植物约50kg•m-2,若按每kg价值1元计,每平方米水面产值50元,约为投入成本(种苗、人工载体、人工管理费等)的2倍左右。

由此可见,利用水生经济植物净化河水不仅可收到显著的环境效益,在经济上也是可持续的。所以,在受到有机污染的水体中栽种经济植物净化水质具有广阔的发展前景。