不同種類浮萍對(duì)磷的去除及其體內(nèi)磷的累積變化研究

葉平平，金 杰，侍 遠(yuǎn)

（安徽綠華環(huán)境科技發(fā)展有限公司，安徽 合肥230061）

1 引言

隨著合肥特大城市建設(shè)及工業(yè)化的快速發(fā)展，環(huán)巢湖流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的面源污染越來(lái)越嚴(yán)重。農(nóng)村城鎮(zhèn)生活污水以及畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)所產(chǎn)生的氮磷廢水，造成了沿湖各支流以及湖體的高度富營(yíng)養(yǎng)化。由于環(huán)巢湖流農(nóng)村所產(chǎn)生的生活污水，農(nóng)業(yè)畜禽養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的高氮磷廢水分布范圍廣，很難用工業(yè)污水處理方法來(lái)進(jìn)行處理，一種投資少、費(fèi)用低，操作管理簡(jiǎn)便、適合農(nóng)村特點(diǎn)，容易推廣的就地凈化技術(shù)是急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。而用浮萍凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體是一種磷去除效率較高且處理成本相對(duì)較低的自然水體生態(tài)修復(fù)方法。浮萍不僅對(duì)廢水中的磷具有較高的耐性，而且具有明顯的凈化作用，本文以巢湖流域常見(jiàn)的三種浮萍為研究對(duì)象，研究了三種浮萍對(duì)地表水濃度范圍的磷吸收作用以及HPO24－在三種浮萍體內(nèi)的積累變化和三種浮萍對(duì)磷的吸收作用占總?cè)コ饔玫难芯俊Ｌ接懥烁∑继幚砗孜鬯到y(tǒng)的去除磷途徑。為浮萍進(jìn)行巢湖流域的除磷生態(tài)修復(fù)提供了理論基礎(chǔ)，為浮萍對(duì)地表水除磷生態(tài)修復(fù)提供了理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

將不同種類的浮萍分別放在不同濃度的正磷酸鹽培養(yǎng)液中培養(yǎng)，并測(cè)試培養(yǎng)前后磷濃度的變化及浮萍體內(nèi)的磷積累變化。

2.2 供試浮萍的預(yù)處理

將采集回來(lái)的三種浮萍，分別取50g左右，并用蒸餾水反復(fù)沖洗根部和葉片表面，以去除根部附帶的泥土，將三種浮萍分別放入3個(gè)不含磷（KH2PO4）的Hoagland＇s E－Medium培養(yǎng)箱饑餓培養(yǎng)24h（光照時(shí)間16∶8，自然光照，24～36℃，pH＝6.5）以避免浮萍因?qū)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收飽和所造成的實(shí)驗(yàn)誤差（表1）。

表1 Hoagland＇s E－Medium培養(yǎng)液配方

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

將經(jīng)過(guò)饑餓處理后的浮萍從培養(yǎng)箱中取出，用蒸餾水將浮萍的根部和葉片表面進(jìn)行沖洗，并取適量放入循環(huán)水式真空吸濾機(jī)中吸濾浮萍表面的水分，在此過(guò)程中注意不要弄壞浮萍的根部，并以吸濾機(jī)不再吸濾出水分1min為標(biāo)準(zhǔn)，將吸濾好的浮萍放在精度為0.0001的電子天平上準(zhǔn)確稱量出2g浮萍。然后將稱量好的浮萍分別 放 入 含 0.01mgP／L、0.05mgP／L、0.1mgP／L、0.2mgP／L、0.5mgP／L（用 KH2PO4配制）含 Hoagland＇s E－Medium培養(yǎng)基的1000mL大燒杯中。使其剛好可以覆蓋1000mL燒杯培養(yǎng)液表面積的1／2。然后每組設(shè)3個(gè)平行樣，在自然條件下（溫度為24℃～26℃，光暗時(shí)間比為16∶8，自然光照）培養(yǎng)24h。在此過(guò)程中，每天酌情用蒸餾水補(bǔ)充因自然蒸發(fā)而消耗的水分。并每天測(cè)定培養(yǎng)液中磷的變化。總磷的測(cè)定采用鉬酸銨分光光度法對(duì)總磷的測(cè)定方法。浮萍粗蛋白的測(cè)定（凱氏定氮法）：浮萍組織中總磷的測(cè)定（釩鉬黃吸光光度法）：準(zhǔn)確吸取定容過(guò)濾或澄清后的消煮液5～20mL放入50mL容量瓶中，加2滴二硝基酚指示劑（二硝基酚指示劑（ρ＝2g／L）：0.2g2，6－二硝基酚或，4－二硝基酚溶于100mL水中），滴加6mol／LNaOH中和至剛呈黃色，加入10.00mL釩鉬酸銨試劑（鉬酸銨溶液：25.0g鉬酸銨［（NH4）6Mo7O2·4H2O，分析純］溶于400mL水中，必要時(shí)可適當(dāng)加熱，但溫度不得超過(guò)60℃。另將1.25g偏釩酸銨（NH4VO3，分析純）溶于300mL沸水中，冷卻后加入250mL濃HNO3（分析純）。將鉬酸銨溶液緩緩注入釩酸銨（溶液中，不斷攪勻，最后加水稀釋至1L，貯于棕色瓶中），用水定容。15min后，用1cm光徑的比色槽在波長(zhǎng)440nm處進(jìn)行測(cè)定，以空白溶液（空白溶液消煮液按上述步驟顯色），調(diào)節(jié)儀器零點(diǎn)。

3 結(jié)果與分析

三種浮萍在不同磷濃度培養(yǎng)條件下對(duì)磷的去除率，以及磷在浮萍體內(nèi)的積累變化以及三種浮萍對(duì)磷的吸收作用占總?cè)コ饔玫陌俜直纫?jiàn)表2。

表2 三種浮萍在不同磷濃度培養(yǎng)條件下對(duì)磷的利用率及對(duì)磷的去除率變化

由上表可以看出，三種浮萍在低濃度的HPO2－4培養(yǎng)條件下對(duì)磷的去除率隨濃度的增高而降低。其中，在0.01mgP／L的培養(yǎng)條件下，蕪萍和稀脈浮萍對(duì)磷的去除率均高于紫萍，達(dá)到90%，隨著濃度的增加，到濃度在0.5mgP／L培養(yǎng)條件下三種浮萍對(duì)磷的去除率都有所減小，紫萍、稀脈浮萍、蕪萍對(duì)磷的去除率分別為57.2%、47.2%、34.2%。三種浮萍對(duì)磷的利用率也是不盡相同的，對(duì)磷的利用率呈現(xiàn)隨著磷濃度的增加而降低。在0.01mgP／L的培養(yǎng)條件下，蕪萍和稀脈浮萍對(duì)磷的吸收率均高于紫萍，分別為85%和84%。而紫萍只有60%。當(dāng)濃度在0.5mgP／L培養(yǎng)條件下三種浮萍對(duì)磷的去除率都有所減小，紫萍、稀脈浮萍，蕪萍對(duì)磷的去除率分別為48.9%、21.9%、30.64%（表3）。

表3 三種浮萍對(duì)不同濃度磷的去除率比較

表4 三種浮萍對(duì)磷的吸收作用占總磷去除作用百分比比較

由表4可以看出三種浮萍基本上通過(guò)吸收作用來(lái)達(dá)到對(duì)總磷的去除目的，三種浮萍對(duì)磷的吸收作用占總磷去除作用百分比和培養(yǎng)液中磷離子的濃度無(wú)明顯規(guī)律。但是通過(guò)70%以上的所占比例可以說(shuō)明浮萍對(duì)磷的直接吸收是其凈化作用的主要機(jī)制之一。

［1］ 鄧 泓，何國(guó)富，邢和祥，等.河道水體富營(yíng)養(yǎng)化污染綜合治理的研究［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2008，31（2）：132～135.

［2］ 張志勇，鄭建初，劉海琴，等.鳳眼蓮對(duì)不同程度富營(yíng)養(yǎng)化水體氮磷的去除貢獻(xiàn)研究［J］.中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，18（1）：152～157.

［3］ 沈根祥，胡 宏，沈東升，等.浮萍凈化氮磷污水生長(zhǎng)條件研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20（1）：284～287.

［4］ 種云霄，胡洪營(yíng)，錢 易.細(xì)脈浮萍和紫背浮萍在污水營(yíng)養(yǎng)條件下的生長(zhǎng)特性［J］.環(huán)境科學(xué)，2004，25（6）：59～64.

［5］ 劉 杰，黃 輝，趙 浩，等.浮萍生長(zhǎng)及其除磷效率的影響因素的研究［J］.環(huán)境污染與防治，2007，29（7）：521～524.