五種水生植物對(duì)城市公園水體凈化的初步研究

摘 要 采用室外盆栽實(shí)驗(yàn)，研究了梭魚(yú)草、再力花、黃花鳶尾、千屈菜、大聚藻五種水生植物對(duì)城市公園污染水體的凈化效果。結(jié)果表明，五種植物對(duì)公園污染水體有較好的凈化效果，TN、TP和CODcr的去除率最高分別為88.18%、75.00%和88.90%，其中黃花鳶尾和大聚藻凈化效果最好，千屈菜和再力花次之，梭魚(yú)草最差。綜合分析認(rèn)為，黃花鳶尾、千屈菜和再力花可作為公園水體景觀植物。

關(guān)鍵詞 水生植物；公園水體；凈化

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-890X（2014）07-009-03

知網(wǎng)出版網(wǎng)址：www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.S.20140506.2225.003.html 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2014-5-6 22：25：00

水體是公園景觀的重要組成部分，既能增加公園的靈氣和情趣，美化環(huán)境，也有利于野生生物的生存和發(fā)展，促進(jìn)城市自然保護(hù)和提高生物多樣性。但由于缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)規(guī)劃，加上污染排放的疊加影響，許多城市景觀水體的環(huán)境容量和生態(tài)承載力不堪重負(fù)，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。我國(guó)90%以上的公園水體都遭到不同程度的污染，化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、總氮（TN）、總磷（TP）和非離子氨等指標(biāo)，大多超過(guò)國(guó)家地面水環(huán)境質(zhì)量四類標(biāo)準(zhǔn)[1]。由于水體結(jié)構(gòu)和功能被破壞，多樣性喪失，水生資源及其美學(xué)價(jià)值損害，為改善環(huán)境而設(shè)的水體也失去了它的意義[2]。為此，學(xué)者們對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化開(kāi)展了多角度的研究，包括其成因[3]、評(píng)價(jià)、機(jī)理、危害、控制與治理等[4]。采用水生植物凈化水體具有運(yùn)行費(fèi)用低、凈化效果持久、易管理等特點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用[5]。本試驗(yàn)比較了5種常見(jiàn)水生植物對(duì)城市公園水體中COD、TN 和TP 的去除效果，旨在探索水生植物的凈化能力，為城市公園水體中水生植物的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)根據(jù)來(lái)源廣、易繁殖、病蟲(chóng)害少和美觀等原則，確定了梭魚(yú)草（Pontederia cordata）、再力花（Thalia dealbata）、黃花鳶尾（Iris pseudacorus）、千屈菜（Lythrum salicaria）、大聚藻（Myriophyllum aquaticum）等5種供試水生植物，植株均采自市郊溝塘內(nèi)。選取生長(zhǎng)健壯、大小基木一致的植株洗凈后，在自來(lái)水中進(jìn)行7 d的適應(yīng)性培養(yǎng)。

供試水體取自市區(qū)某公園水體，經(jīng)檢測(cè)含總氮（TN）為1.10 mg/L，總磷（TP）為0.36 mg/L，化學(xué)需氧量（CODcr）為33 mg/L，pH值為7.86，參照GB3838-2002[6]，該水體超出四類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，由此判定屬于高度富營(yíng)養(yǎng)化污水。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

所有植物均栽植在容積為12 L的黑色塑料桶內(nèi)，每個(gè)桶內(nèi)栽植5株，每個(gè)品種栽植8桶，測(cè)定時(shí)選擇植株生長(zhǎng)健壯的5個(gè)桶進(jìn)行測(cè)定，視為5個(gè)重復(fù)，并用一空桶裝公園水體作為對(duì)照，水容積設(shè)定為9 L。試驗(yàn)中盡可能保證通風(fēng)、采光等條件的一致性。試驗(yàn)過(guò)程中每周用蒸餾水補(bǔ)充因蒸騰、蒸發(fā)損失的水分，從而保持各桶的水位。

1.3測(cè)定方法

試驗(yàn)于2012年5月25日開(kāi)始，每周采集1次水樣測(cè)定TN、TP、COD等反映富營(yíng)養(yǎng)化程度的指標(biāo)，每次試驗(yàn)重復(fù)5次，取其平均值，持續(xù)2周。水樣中的TN采用紫外分光光度法、TP采用鉬銻抗分光光度法、COD采用重鉻酸鉀消解法測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)用EXCEL和SPSS 13.0軟件處理，采用t檢驗(yàn)或LSD檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性檢驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1不同植物對(duì)公園水體的TN去除效果

水體中氮素的去除主要包括沉積、吸附、植物吸收、生物硝化和反硝化過(guò)程。栽植水生植物一段時(shí)間后，各處理中的總氮含量均有所降低，詳見(jiàn)表1。可以看出，1周后，黃花鳶尾對(duì)氮的去除率最高，為86.36%，再力花次之，而大聚藻最低，僅為13.94%；但2周后，大聚藻處理卻高達(dá)80.91%，千屈菜最低。

對(duì)1周后各處理水體中總氮的含量進(jìn)行方差分析（F=27.756，sig.=0.000<0.01），結(jié)果表明：黃花鳶尾和再力花、梭魚(yú)草處理間差異顯著；大聚藻與其他水生植物間差異極顯著。對(duì)2周后各處理水體中總氮的含量進(jìn)行方差分析（F=133.913，sig.=0.000<0.01），結(jié)果表明：再力花和梭魚(yú)草處理間差異不顯著，千屈菜、黃花鳶尾和大聚藻各處理間差異極顯著，與其他處理間差異亦極顯著。綜合可知，5種水生植物對(duì)公園水體中總氮的去除率從高到低排序依次為：黃花鳶尾>大聚藻>再力花>梭魚(yú)草>千屈菜，但短期內(nèi)大聚藻效果較差。

2.2不同植物對(duì)公園水體的TP去除效果

水體中磷的去除主要通過(guò)沉積、吸附、固結(jié)等理化作用實(shí)現(xiàn)。在種植植物后，TP濃度明顯下降，一方面是部分可溶性磷被植物吸收，另一方面可能是植物根系的分泌物加強(qiáng)上述理化作用反應(yīng)。各處理中的總磷含量見(jiàn)表2。由表可見(jiàn)，1周后，大聚藻對(duì)磷的去除率最高，為66.67%，千屈菜次之，而梭魚(yú)草最低，為19.44%；2周后，黃花鳶尾去除效果最好，梭魚(yú)草去除率最低。

對(duì)1周后各處理公園水體中總磷的含量進(jìn)行方差分析（F=8.407，sig.=0.000<0.01），結(jié)果表明：千屈菜和大聚藻處理間差異不顯著，再力花、梭魚(yú)草和黃花鳶尾處理彼此間差異不顯著，但這2個(gè)處理組間差異極顯著。對(duì)2周后各處理中水體總磷的含量進(jìn)行方差分析（F=4.287，sig.=0.008<0.01），結(jié)果表明：梭魚(yú)草和大聚藻、黃花鳶尾、千屈菜等處理間差異極顯著；千屈菜和再力花處理間差異顯著；黃花鳶尾同大聚藻處理間差異不顯著，同千屈菜處理間差異顯著。綜合可知，5種水生植物對(duì)公園水體中總磷的去除率從高到低排序依次為：黃花鳶尾>大聚藻>千屈菜>再力花>梭魚(yú)草。

2.3不同植物處理公園水體CODCr去除率

化學(xué)需氧量（COD）是指一定條件下，氧化1 L水樣中還原性物質(zhì)所消耗氧化劑的量，反映了水體受還原性物質(zhì)污染的程度。栽植植物后，一方面植物可直接吸收小分子有機(jī)物，另一方面植物向根系附近輸送氧氣，形成好氧環(huán)境，促進(jìn)有機(jī)物的生物降解。

由表3可知，1周后，黃花鳶尾的去除率高達(dá)67.8%，幾乎達(dá)到梭魚(yú)草和再力花去除率的2倍；2周后，黃花鳶尾和千屈菜去除率均達(dá)到80%以上，而梭魚(yú)草去除率僅為65.2%，即梭魚(yú)草的凈化能力最差。

對(duì)1周后各處理水體中COD值進(jìn)行方差分析（F=11.958，sig.=0.000<0.01），結(jié)果表明：黃花鳶尾和大聚藻處理間差異不顯著，但與其他處理間差異極顯著。對(duì)2周后各處理水體中COD值進(jìn)行方差分析（F=12.021，sig.=0.000<0.01），結(jié)果表明：梭魚(yú)草和其他處理間差異極顯著；千屈菜和黃花鳶尾處理間差異不顯著，再力花和大聚藻處理間差異不顯著，但兩組間差異顯著。COD的數(shù)值越大表明水體的污染情況越嚴(yán)重，反之即植物的凈化能力較差，初步認(rèn)為5種水生植物對(duì)公園水體中CODcr去除能力從高到低排序?yàn)椋狐S花鳶尾>千屈菜>大聚藻>再力花>梭魚(yú)草。

3小結(jié)

本研究中水質(zhì)監(jiān)測(cè)時(shí)間為5—6月，正值供試植物生長(zhǎng)葉盛期，各植物對(duì)公園污染水體有較好的凈化效果，TN、TP和CODcr的去除率最高分別為88.18%、75.00%和88.90%。相對(duì)而言，磷的去除效果稍低，CODcr的去除率普遍偏高。在供試的5種植物中，以黃花鳶尾和大聚藻凈化效果最好，千屈菜和再力花次之，梭魚(yú)草最差。結(jié)合城市公園水體污染狀況、景觀需要、經(jīng)濟(jì)價(jià)值及植物的生態(tài)學(xué)習(xí)性，可選擇黃花鳶尾、千屈菜和再力花作為公園水體景觀植物，鑒于大聚藻為外來(lái)植物，具有超強(qiáng)的蔓延擴(kuò)繁能力，需要采用盆或缸栽植，限制其生長(zhǎng)速度。總之，水生植物應(yīng)用于公園水體的凈化具有經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保等特性，可為我國(guó)日益惡化的水環(huán)境提供較好的解決途徑，具有良好的研究和應(yīng)用前景。但水生植物在公園水體凈化中的應(yīng)用研究還存在一些問(wèn)題有待解決，如水生植物在工程應(yīng)用中受各種環(huán)境因子影響大，處理周期長(zhǎng)；還需要不斷尋找和選育適應(yīng)能力強(qiáng)、凈化高效的物種；同時(shí)不斷開(kāi)發(fā)已應(yīng)用于水體生態(tài)修復(fù)水生植物的新用途；不同水體中如何選擇植物種類和搭配植物群落，才能取得最好的凈化效果。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：丁志祥）