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富贵竹、黄花蔺、闭鞘姜对富营养化水体净化的初步研究



全 文 :水体富营养化问题是当今世界面临的最主要水
污染问题之一, 具有发展快、 危害大和治理难等特
点[1,2]。 我国主要湖泊 90%以上已处于中营养和富
营养状态[3]。 人工生态浮床技术是按照植物生长的
自身规律, 把高等水生植物或改良的陆生植物, 以
浮床作为载体, 种植到富营养化水体的水面, 从而
达到净化水质的效果, 同时又可营造水上景观 [4~7]。
据不完全统计, 到目前为止, 用于净化富营养化水
体的高等植物有近 80种, 主要是一年生或多年生
草本植物和花卉。 利用水生高等植物净化污水成本
低、 效果好、 简单易行,这方面的研究和应用近年
来已有不少报道[8,9]。
生态浮床技术不但能确保对人体健康和水生生
物有安全保障,且在治理过程中还能美化水域景观,
对水生生物的多样性发展也能起到积极的促进作
用; 同时, 实施效果不但好于其他技术, 且成本远
低于物理生态工程, 并适于进行规模化、 模式化和
机械化作业。 生态浮床技术已成为 21世纪我国生
态环境保护领域最有价值和最具生命力的生物处理
技术[9]。 目前, 既有景观作用又有净化作用的水生
植物品种较少, 为了探明热带景观植物对富营养化
水体的净化效果, 为海南地区遴选景观植物治理富
营养化水体和园林景观水体绿化提供参考依据, 作
者采用富贵竹、 黄花蔺、 闭鞘姜为供试景观植物,
对富营养化水体进行了净化效果试验。
富贵竹、 黄花蔺、 闭鞘姜对
富营养化水体净化的初步研究①
陈生香 1)② 闵 峰 2) 尚 旭 2) 唐树梅 2)③
(1 海南大学园艺园林学院 海南儋州 571737;
2 海南大学农学院 海南儋州 571737)
摘 要 利用浮床栽植富贵竹、 黄花蔺、 闭鞘姜对富营养化水体进行处理, 初步研究结果表明: 3种植物都能对
富营养化水体起到一定的净化作用, 特别是富贵竹表现突出, 且景观效果较好。
关键词 植物 ; 富营养化 ; 水体净化
分类号 X52
Purification of Eutrophic Water by Plants of
Dracaena sanderiana, Limnocharis flava, Costus speciosus
CHEN Shengxiang1) MIN Feng2) SHANG Xu2) TANG Shumei2)
(1 College of Horticulture and Landscape Architecture, Hainan University, Danzhou, Hainan 571737;
2 College of Agronomy, Hainan University, Danzhou, Hainan 571737)
Abstract Eutrophic water was treated by planting Dracaena sanderiana, Limnocharis flava, Costus
speciosus (Koening) Smith on floating floor. These three species of plants purified to some extent the
eutropic water, of which D. sanderiana worked the best in purification of the eutropic water body and had
a better ornamental effect as well.
KeyWords plants ; eutrophication ; purification of water body
① “栽培学与耕作学” 重点学科项目经费资助。
收稿日期: 2009-03-25。 责任编辑/凌青根; 编辑部 E-mail: rdnk@chinajournal.net.cn或 rdnk@163.com。
② 陈生香(1975~), 女, 海南大学园艺园林学院在职研究生。
③ 通讯作者: 唐树梅(1956~), 女, 教授, 主要从事植物营养与环境的研究。
Vol.29, No.5
2009年5月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第29卷第5期
May. 2009
33- -
2009年5月 第29卷第5期热带农业科学
察植株生长对水体中总氮浓度的影响, 结果见图1。
由图1可知, 3种植物处理的水体总氮浓度从
3.57mg/L快速下降, 经过30d的培养水体总氮下
降到0.05~1.1mg/L。 其中, 富贵竹和闭鞘姜对供
试水体中 TN去除率分别为 99.8%、 92.09%。 黄花
去除率黄花蔺表现略优于富贵竹。 见表2。
2. 3 植物对 TN的去除效果
本试验在不同时期测定水体中的总氮含量, 观
植物
去除率/%
CODMn
10日 20日 30日 10日 20日 30日 10日 20日 30日
富贵竹 78.69 93.52 99.08 71.80 86.20 92.10 66.12 38.24 49.52
黄花蔺 78.72 86.67 92.09 61.77 86.31 88.18 73.44 60.33 76.47
闭鞘姜 78.91 96.69 82.09 59.72 98.24 87.07 62.15 47.31 52.08
TN TP
表 2 富贵竹、 黄花蔺、 闭鞘姜对水体污染物的去除率
新叶, 后长出新根。 试验中植株生长势见表1。
由表1可知, 黄花蔺、 富贵竹与闭鞘姜在试验
过程中植株的鲜重均增加; 叶绿素相对含量下降,
说明植物的叶面增加。
2. 2 植物对富营养化水体的去除率
本试验3种植物对富营养化水体水质净化均有
较明显效果, 各种植物对水体污染物质的去除率以
富贵竹较高, 黄花蔺次之, 闭鞘姜最小。 但COD的
植株
种类
鲜重增长量/g 叶绿素相对含量/%
10日 20日 0日 30日
黄花蔺 16.3 7.5 68.5 35.5 35.2
富贵竹 2.66 3 10.35 55.26 50.8
闭鞘姜 6.67 8 7.3 44.3 38.23
30日
表 1 不同植物生长势1 材料与方法
1. 1 材料
供试植物为海南生长的湿地水生植物黄花
蔺、 陆生植物富贵竹、 闭峭姜。
水体材料取自海南大学儋州校区大学生宿舍
区人工湖水。 水体的总氮(TN)3.5769mg/L, 总磷
(TP)0.302 6 mg/L, CODMn(化 学 耗 氧 量)4.077 2
mg/L, pH7.310, 浊度: 0.28。 根据国家环保总
局制定的灌溉水质标准为重度富营养化水体。
1. 2 方法
本实验设计以3种不同的植物为处理, 每处
理在3水平各重复3次。 以覆有泡沫板无植物的
桶为空白对照。
将选择好的植物先在清水中种植成活, 使其
生长正常, 然后进行污染水体的培养试
验。 试验容器采用体积为 3L的圆形塑
料盆,每盆装 2L水体。 桶面漂浮有定
植孔的聚苯乙烯泡沫板作栽培定植板。
培养试验于 2008年 10月 19日开始 ,
11月18日结束。 培养试验每10d取样
1次, 取样时间为上午8:30~9:00, 并
记录每组植物的生长状况, 同时进行污染水质化学
成分的分析。 所测结果均以 3重复的平均值计算。
取样时考虑到水的蒸发和植物的蒸腾作用, 每次取
水样时需将水加到2L, 以保证水的体积不变。
1. 3 测定项目
试验水质测定项目有 CODMn、 TN、 TP、 pH等 。
检测方法分别为: COD采用高锰酸钾法, 全氮的测
定采用过硫酸钾消解-紫外分光光度法, 全磷采用
过硫酸钾消解钼锑抗分光光度法, pH采用酸度计
法。 植株叶绿素的测定采用叶绿素含量测定仪(型
号: SPAD-502)。
分析测定结果根据公式计算去除率:
去除率(%)=(C0×V0-Ci×Vi )/(C0×V0)×100
其中 C0 为溶液初始浓度, V0 为初始水体积,
Ci为第 i天溶液浓度, Vi为第 i天的水体积。
2 结果与分析
2. 1 不同植物在富营养化水中的生长情况
3种供试植物在试验初均长势良好, 植株抽生
图 1 植物对 TN的去除效果
10 20 30
0
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富贵竹 黄花蔺 闭鞘姜
TN
/m
g ·
L-
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陈生香 等 富贵竹、 黄花蔺、 闭鞘姜对富营养化水体净化的初步研究
4.077mg/L下降至0.404~1.010mg/L。
在试验中期, 黄花蔺对CODMn的去除效果开始
下降较缓慢, 但试验后期下降逐渐加快, 是因为黄
花蔺在试验初期时由于其根易受损, 许多根脱落于
供试水中, 并腐烂于供试水中, 造成水中的有机物
含量增加, 使得中期时CODMn的去除效果下降, 而
在试验后期, 黄花蔺长了许多根, 恢服正常生长,
水体经其净化后, 悬浮物减少, 透明度增加, 且植
物根系向水中输送氧气促进微生物的活动, 增强其
净化水质的能力。
在培养试验中, pH值的测定结果表明, 培养
前后变化不大, 不同的植物处理间差异不明显。
3 结论与讨论
(1)闭鞘姜和黄花蔺在富营养化水质中前期生
长正常。 但在培养20d后, 植物生长放缓,呈现叶
片枯黄, 甚至有轻微的脱叶现象。 富贵竹在整个培
养期间生长正常, 长势较好, 说明富贵竹对水质的
适应能力较强。
(2)不同植物对水体总氮浓度降低的影响较大,
总氮浓度随培养时间的增加而呈下降趋势, 富贵
竹、 闭鞘姜和黄花蔺对总氮的去除率分别为 99%、
92%、 82%。
(3)不同植物对水体总磷浓度降低在 20d时达
到最低, 随后水质磷浓度略有提高。 富贵竹、 闭鞘
姜和黄花蔺对总磷的去除率分别为92%、 88%、 87%。
(4)植物对COD的去除率在培养期中变化趋势规
律性不明显, 富贵竹对COD的去除率达到38.24%~
66.1%, 黄花蔺对 COD的去除率达到 60.33%~
76.47%, 闭鞘姜对 COD的去除率达到 47.31%~
62.15%。
(5)陆生富贵竹可利用浮床栽植于园林水景中,
有效净化重度富营养化污染水体, 且具有优美的姿
态, 可作为良好的 “水上花园” 景观材料。 黄花蔺
、 闭鞘姜对水体也有一定的净化作用, 但其根系较
易受损, 使用过程中要特别小心保护。
参考文献
1 孙刚, 盛连喜.湖泊富营养化治理的生态工程.应用生
态学报, 2001, 2(4): 590~592
图 2 植物对 TP的去除效果
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0.8
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富贵竹 黄花蔺 闭鞘姜
TP
/(
mg
·
L-
1 )
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1.4
中影响磷的浓度。
2. 5 植物对 CODMn的去除效果
由图3可知, 本试验结束时, 富贵竹、 闭鞘姜
在供试水体的 COD均呈下降趋势。 COD由原来的
蔺去除总氮的效果较低, 通过培养试验观察, 在水
生环境中黄花蔺培养 10d后, 植株原来的根系死
亡, 大量的根表物质脱落, 新生根系还未吸收养
分, 这可能是导致20d后总氮含量增加的原因。
2. 4 植物对 TP的去除效果
本试验各处理对水体总磷浓度的影响较大(图
2), 培养 10d总磷浓度快速下降, 在 20d时达最
低值, 随后总磷浓度略有增加, 经过 30d的培养
总磷浓度由原来的 0.3026mg/L下降至 0.0202~
0.15mg/L。 富贵竹对TP去除效果明显, 去除率为
92.1%, 而黄花蔺、 闭鞘姜在培养前期, TP浓度下
降, 试验后期(20d后)对TP的去除率降低, 水体的
总磷浓度呈增加的趋势。 其中原因可能是因为营养
物质浓度降低, 植物生长放缓, 植物根叶脱落到水
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CO
DM
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1
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图 3 植物对 CODMn的去除效果
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2009年5月 第29卷第5期热带农业科学
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