水生經濟植物凈化探究范文
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1材料與方法
本研究選用喜溫和耐寒植物各一種:水蕹菜(Ipomeaaquatica)(4月~10月)和水芹菜(Oenanthejavanica)(11月~3月)。水蕹菜用種子育苗,移栽時平均苗高4cm,多數子葉已張開。水芹菜苗系從市場買來的連根植株,除去老枝后的嫩芽,平均株高16cm。同期,選用室內培養的平均株高18cm的鳳眼蓮、葉狀體平均長0.7cm的紫萍(Spirodelapoiyrhiza)作參比實驗。
1.2水培載體的選擇與設計
選用厚度1.5cm的泡沫塑料板為上述兩種經濟植物的水培載體,按株間距5cm打洞(直徑約1cm),用于扦插植物苗(圖1)。在靜態試驗中,此載體插好苗后即直接放入室內水箱中(0.4×0.3×0.2m3);在現場試驗中,此載體四周用毛竹(直徑約5cm)固定(如圖1中虛線所示),底部(植物根部)用線網做襯(網孔為15cm×15cm),以防載體因破碎沉沒。
1.3試驗設計
1.3.1靜態試驗
靜態試驗于1992年6月~1996年5月間進行。種植水取自華東師范大學麗娃河采樣點1[7],TN:10.92~20.30mg/l,TP:1.42~2.03mg/l。在24L水箱內盛放20L種植水,將帶有實驗植物的泡沫塑料載體浮于水面。每天以蒸餾水補充因蒸發、蒸騰作用所損耗的水量。同時,設只有載體而無植物的水箱作為對照組。試驗均在自然光照和溫度下進行。
1.3.2現場試驗
現場試驗于1996年9月~11月和1997年11月~1998年3月間在樣點1附近進行,觀察并測定在自然狀態下水蕹菜和水芹菜無土栽培的生長情況。
1.4分析測試
測試的項目有:TN(凱氏定氮法)、NO3--N(酚二磺酸光度法)、NH4+-N(鈉氏試劑光度法)、TP和DP(鉬銻抗分光光度法),Cu、Cd、Pb、Zn四種重金屬(火焰原子吸收光譜法)。
2結果與討論
2.1在靜態試驗中水生經濟植物對河水的凈化能力
靜態試驗結果表明,水蕹菜(4~10月)和水芹菜(11月~3月)對河水都有較好的凈化能力(表1)。當河水停留時間為30天時,水蕹菜對污染物的去除率為:TN81.32%,NO3--N89.90%,NH4+-N87.86%,TP71.34%DP82.62%;水芹菜對污染物的去除率為:TN82.77%,NO3--N86.64%,NH4+-N86.03%,TP94.77%,DP89.83%。根據污染物去除率負荷測算,每公斤水蕹菜(鮮重)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(鮮重)每天可以去除污水中TN24.73mg,NO3--N13.25mg,NH4+N11.25mg,TP2.71mg,DP1.30mg。而同期試驗的鳳眼蓮(4~10月)、紫背萍(11月~3月)對污染物的去除率分別為:鳳眼蓮,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%。由此可見,在凈化功能方面,水蕹菜并不遜色于鳳眼蓮,水芹菜甚至勝于紫背萍。
2.2靜態試驗中水生經濟植物體內重金屬含量
試驗結束時(30天),水生經濟植物體內的重金屬分布主要集中于根部,超出食用標準,而莖、葉部分的重金屬含量相對較低,且符合食用標準。在校河中,于4~10月間栽培水蕹菜24m2,于11月~3月間栽培水芹菜31m2。在試驗期間,兩種植物生長旺盛,根系發達,生物量平均倍增時間僅25d左右(表3)。若以水蕹菜一年栽種200d計,通過定期收割(25d),每平方米水面可獲水蕹菜34.4kg,同時可自河水中移除TN182.25g、TP22.15g;若以一年栽種水芹菜60d計,每平方米水面可收獲水芹菜15.2kg,同時可自河水中移除TN22.55g、TP2.47g。如果在校河中實行水蕹菜(5~10月和水芹菜月輪種則每平方米栽種經濟植物水面可去除、TP24.62g;并可收獲經濟植物約50kg•m-2,若按每kg價值1元計,每平方米水面產值50元,約為投入成本(種苗、人工載體、人工管理費等)的2倍左右。
由此可見,利用水生經濟植物凈化河水不僅可收到顯著的環境效益,在經濟上也是可持續的。所以,在受到有機污染的水體中栽種經濟植物凈化水質具有廣闊的發展前景。