沉水植物鑲嵌組合對鱘魚養殖水體的修復效果

王金樂，向 燕，周 洲，張龍濤，孔 杰，關 梅

（貴州省水產研究所，貴州貴陽550025）

沉水植物鑲嵌組合對鱘魚養殖水體的修復效果

王金樂，向 燕，周 洲，張龍濤，孔 杰，關 梅

（貴州省水產研究所，貴州貴陽550025）

為篩選出修復鱘魚養殖水體污染效果較好的沉水植物鑲嵌組合，在貴州惠水縣高鎮鎮鱘魚養殖基地選取苦草、金魚藻和水車前3種沉水植物兩兩鑲嵌組合，進行污染水體修復的模擬試驗。結果表明：苦草、金魚藻和水車前兩兩鑲嵌組合對鱘魚養殖水體中總氮、總磷和銅都具有較好的凈化作用，其中，水車前＋金魚藻組合對主要水質污染貢獻因子5日生化需氧量（BOD5）、總氮（TN）、鉛（Pb）的削減率分別達22.18%、12.53%和34.48%，水車前＋金魚藻可作為鱘魚養殖水體修復的最優鑲嵌組合。

沉水植物；植物修復；鑲嵌組合；鱘魚

植物修復是一項綠色、環境友好型的污染治理技術［1］，水體植物修復以獨特的優勢成為生物修復機理研究的新領域，并成為當前國內外研究的熱點。水環境植物修復的核心是水生植物，植物篩選是植物修復研究領域的重要內容之一［2］。目前，諸多研究采用單一水生植物進行水體修復，但實踐表明，單一植物修復凈化效果不穩定，并且在部分月份存在水質惡化現象；多種水生植物合理搭配比單一植物凈化率高且凈化效果更穩定［3］。尤其是沉水植物具有直接從底泥中吸收營養物質的能力，凈化效果比浮游植物更好［4］。為此，筆者于2013年9—10月在貴州省惠水縣高鎮鎮姚興村鱘魚養殖基地，選取修復水體富營養化效果較好的沉水植物苦草（Vallisneria）、金魚藻（Ceratophyllum demersumL.）和水車前〔O.alismoides（L.）Pers.〕［5］，采取兩兩鑲嵌組合進行水體修復試驗，以篩選出修復效果最優的組合，為污染水體修復提供參考。

1 材料與方法

1.1 沉水植物

苦草、金魚藻和水車前取自花溪國家十里河灘公園清理打撈點。苦草屬水鱉科苦草屬多年生無莖沉水草本，其根系發達，葉片狹長可隨水流運動而波動，對水質的適應性較強，被認為是生態修復的先鋒種［6］。金魚藻屬金魚藻科金魚藻屬多年生沉水草本，別名細草、魚草，群生于池塘、水溝、穩水小河、溫泉流水及水庫中，為喜氮植物，水中無機氮含量較高時長勢較好［6］。水車前屬水鱉科沉水草本，別稱水帶菜，我國南北均產，生于池塘、溝溪或水田、凈魚池沼中［7］。

1.2 鱘魚流水養殖池的設置及處理

鱘魚流水養殖池4個，即C1、C2、C3和C4，其中C1～C3分別填20cm厚泥土后進行苦草、金魚藻和水車前兩兩鑲嵌組合種于其中。為保持栽種的沉水植物能夠扎根生長，同時防止流魚池中注水后泥土被水沖刷殆盡，或因放入鱘魚后攪動水底造成泥土經排水口排出造成損失，分別在魚池出口處壘葺高50cm、厚25cm的磚墻。C4魚池內不種植水草作為對照池（CK）。魚池設置好后注水深50cm，待土壤穩定1周后種植水草，再注水至魚池2／3處，控制平日注水和排水流量約為基地用水進出水流量。魚池中栽種水草約15d后，分別在4個魚池中放置鱘魚，C1、C2、C3、C4魚池中分別放置鱘魚3尾、4尾、5尾和7尾（表1），其他養殖管理措施按基地鱘魚常規養殖標準執行。

表1 沉水植物鑲嵌組合對鱘魚養殖水體修復的模擬試驗設置Table 1 The simulative experimental intercalation of sturgeon aquaculture water restoration

1.3 水質檢測

水草種植馴化1周后，于9月4日、9月17日、10月10日、10月23日早晨光照不強時采集水質，采用GB3838－2002《地表水環境質量標準》檢測方法測定pH、溶解氧（DO）、化學需氧量（CODCr）、5日生化需氧量（BOD5）、總磷（TP）、總氮（TN）、銅（Cu）和鉛（Pb），計算削減率（E）。

式中，C0為初始水體污染物的濃度，即為對照魚池水體的污染物濃度；C1為修復后水體污染物的濃度。

2 結果與分析

2.1 水質指標參數

2.1.1 pH、水溫和溶解氧 從表2看出，在試驗期內pH沒有明顯變化，水溫呈先上升后下降趨勢，溶解氧呈先下降后上升趨勢。第2次采樣溫度升高，且早晨植物光合作用不大，水中溶解氧飽和值降低，造成溶解氧濃度下降；第3次、第4次采樣溫度逐漸降低，水中溶解氧飽和值升高，使得溶解氧濃度增高。溶解氧濃度為C3＞C2＞C1＞C4，表明，不同沉水植物鑲嵌組合均有利于水體溶解氧的保持，其中以水車前＋金魚藻鑲嵌組合（C3）效果最好。

表2 不同沉水植物鑲嵌組合對魚池水質修復的指標參數Table 2 The water－quality index of simulative experimental

2.1.2 總氮和總磷 總氮濃度為C4＞C1＞C2＞C3，總磷濃度為C4＞C3＞C1＞C2（表2）。C4中泥土釋放出土質中的氮及鱘魚排放糞便造成總氮濃度偏高；其他魚池因種植有沉水植物，對氮有較好的固定能力，所以總氮濃度降低，其中以水車前＋金魚藻（C3）的效果最好。對磷固定能力以苦草＋金魚藻（C2）的效果最好。

2.1.3 化學需氧量和5日生化需氧量 從表2看出，化學需氧量濃度為C1＞C4＞C3＞C2，5日生化需氧量濃度為C1＞C2＞C4＞C3。表明，C3的水質有機污染物含量降低，即水車前＋金魚藻鑲嵌組合對有機污染物的修復能力較強。

2.1.4 銅和鉛 銅濃度為C4＞C1＞C3＞C2，鉛濃度為C2＞C4＞C1＞C3（表2）。表明，苦草＋金魚藻（C2）對重金屬銅的固定、吸收能力較強，水車前＋金魚藻（C3）對鉛的固定、吸收能力較強。

2.2 凈化效果

從表3看出，不同魚池溶解氧的削減率均為負值，說明不同沉水植物鑲嵌組合均可增加水體的溶解氧，其中以水車前＋金魚藻（C3）的增加量最多，達4.01%；水車前＋金魚藻對總氮、5日生化需氧量和鉛的削減率最高，分別為12.53%、22.18%和34.48%。苦草＋金魚藻（C2）對總磷、化學需氧量和銅的削減率最高，分別為53.16%、29.21% 和13.7%。

表3 不同沉水植物鑲嵌組合對水質因子濃度的削減率Table 3 The removal rate of various combination on water quality factor%

3 結論與討論

不同植物修復水環境的效果不同，姚瑤等［8］研究了苦草、金魚藻、苔草、大苔草、黑藻、矮慈姑和皇冠草對水體的凈化效果，其中苦草對氮的吸收固定能力最強，對氮的凈化率高于其他沉水植物。劉佳能等［9］研究了不同水生植物對富營養化水體氮、磷的凈化效果，以金魚藻、苦草等沉水植物的去除效果較好，其中以金魚藻的效果最好。謝佩君等［10］研究了苦草、金魚藻和黑藻3種沉水植物對Cu和Pb復合污染的修復效果，從生物富集系數來看，金魚藻和苦草對Cu、Pb的富集能力較強。這些研究表明，苦草、金魚藻對修復污染水體具有較好的效果。研究結果表明，苦草、金魚藻和水車前兩兩鑲嵌組合對鱘魚養殖水體中總氮、總磷和銅都具有較好的凈化作用，其中，水車前＋金魚藻鑲嵌組合對主要水質污染貢獻因子5日生化需氧量、總氮和鉛［11］的削減率分別達22.18%、12.53%和34.48%，建議采用水車前＋金魚藻作為鱘魚養殖水體修復的鑲嵌組合。

［1］馬偉芳，趙新華，孫井梅，等.EDTA在植物修復復合污染河道疏浚底泥中的調控作用［J］.環境科學，2006，27（1）：85－90.

［2］張冬冬，肖長來，梁秀娟，等.植物修復技術在水環境污染控制中的應用［J］.水資源保護，2010，26（1）：63－65.

［3］劉足根，張 萌，李雄清，等.沉水－挺水植物鑲嵌組合的水體氮磷去除效果研究［J］.長江流域資源與環境，2015，24（Z1）：171－181.

［4］張飲江，劉曉培，金 晶，等.沉水植物對水體凈化的研究進展［J］.科技導報，2012，30（27）：72－79.

［5］秦巧燕，朱建強.磷的環境效應及水生植物修復技術研究進展［J］.長江大學學報：自然科學版，2010（4）：53－57.

［6］許 寬，劉 波，王國祥，等.苦草（Vallisneria spiralis）對城市緩流河道黑臭底泥理化性質的影響［J］.環境科學，2013，34（7）：2642－2649.

［7］徐勤松，施國新，周紅衛.Cd、Zn復合污染對水車前葉綠素含量和活性氧清除系統的影響［J］.生態學雜志，2003，22（1）：5－8.

［8］姚 瑤，黃立章，陳少毅，等.不同沉水植物對水體氮磷的凈化效果［J］.浙江農業科學，2011（4）：789－792.

［9］譚洪濤，朱 琳，張馨文，等.浮萍和金魚藻對生活污水的凈化效果［J］.安徽農業科學學，2016，44（2）：146－149.

［10］謝佩君，李銘紅，晏麗蓉，等.三種沉水植物對Cu、Pb復合污染底泥的修復效果［J］.農業環境科學學報，2016，35（4）：757－763.

［11］王金樂，向 燕，張龍濤，等.貴州惠水鱘魚養殖河段水質評價［J］.綠色科技，2015（5）：186－188.

（責任編輯：馮 衛）

Remediation of Submerged Plants Inlaid Combination on Sturgeon Aquaculture Water

WANG Jinle，XIANG Yan，ZHOU Zhou，ZHANG Longtao，KONG Jie，GUAN Mei
（Guizhou Research Institute of Aquaculture，Guiyang，Guizhou550025，China）

The authors selected Vallisneria，Ceratophyllum demersumand O.alismoides to constitute three different combinations for the sake of screening out the best combination for sturgeon aquaculture water phytoremediation.Three kinds of submerged plants were used in the simulating experiments of submerged plants which was carried out in sturgeon breeding base in Gao Town，Huishui County in Guizhou Province.Aquaculture water quality monitoring was implemented simultaneously in the simulating experiments.Results：There is a good remediation effect on TN，TP and Cu with all the three kinds of inlaid combination.And the removing rate of inlaid combination containing C.demersumand O.alismoides on the main water pollution contribution factors BOD5，TN and Pb reached 22.18%，12.53%and 34.48%respectively.And the best restorative effects of sturgeon aquaculture water was the combination containing C.demersumand O.alismoides，which should be adopted to renovate water body.

submerged plant；phytoremediation；inlaid combination；sturgeon

S965.215；S949

A

1001－3601（2016）07－0304－0081－03

2016－04－29；2016－06－12修回

貴州省科學技術基金項目“水產養殖廢水的污染控制及其水生植物修復的研究”［黔科合J字（2012）2247］；貴州省農業科學院

專項“貴州山區鱘魚致病菌株的分離鑒定及藥敏特性研究”［黔農科院院專項（2013）005］

王金樂（1983－），女，研究實習員，碩士，從事環境污染與防治研究。E－mail：felicia＿lele＠163.com