三種河蚌對富營養化水體的處理效果研究

戚甫長 王琪 朱凌云 王偉 占明飛

摘要：研究了背角無齒蚌（Anodonta woodiana）、褶紋冠蚌（Cristaria plicata）和三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）幼蚌對富營養化水體中總氮、總磷、氨氮、COD、懸浮物的處理效果。結果表明，幼體河蚌均能有效去除水體中的懸浮物，提高水體的透明度;褶紋冠蚌對COD、NH3-N和濁度的去除率最高，分別達到36.45%、89.68%和56.24%;三角帆蚌對TN的去除率最高，達到85.52%;背角無齒蚌對TP的去除率最高，達到38.00%;試驗結束后測量河蚌濕重發現試驗期間河蚌幾乎沒有生長。

關鍵詞：背角無齒蚌（Anodonta woodiana）;褶紋冠蚌（Cristaria plicata）;三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）;幼體;富營養化水體

中圖分類號：X522? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）20-0047-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.010? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Study on the treatment effect of three kinds of mussels

on the treatment of eutrophic water

QI FU-zhang，WANG Qi，ZHU Ling-yun，WANG Wei，ZHAN Ming-fei

（Anhui Shuiyun Environmental Protection Co.，Ltd.，Wuhu 241000，Anhui，China）

Abstract： The effects of Anodonta woodiana， Cristaria plicata， Hyriopsis cumingii on the removal efficiencies of chemical oxygen demand （COD）， total phosphorus （TP）， total nitrogen （TN）， ammonia nitrogen （NH3-N） and turbidity in eutrophic water were studied. The results indicated that Anodonta woodiana， Cristaria plicata and Hyriopsis cumingii could remove the total suspended substrance （TSS） efficiently， improving the transparency of the water. The removal efficiencies of COD， NH3-N and tuibidity by Cristaria plicata were highest， reaching 36.45%， 89.68% and 56.24%， respectively. The removal efficiency of TN by Anodonta woodiana was highest， reaching 85.52%. The removal efficiency of TP by Hyriopsis cumingii was highest， reaching 38.00%. The wet weights of Anodonta woodiana， Cristaria plicata and Hyriopsis cumingii were weighted at the end of the experiment to find that they all didnt grow in the experiment period.

Key words： Anodonta woodiana; Cristaria plicata; Hyriopsis cumingii; juvenile; eutrophic water

水體富營養化是當前全世界所共同面臨的環境問題之一[1]。近些年，利用蚌類的強濾水特性凈化不同水體成為眾多學者研究熱點[2-4]，正逐步應用到富營養化水體。已有研究結果表明，褶紋冠蚌（Cristaria plicata）、三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）和背角無齒蚌（Anodonta woodiana）可以降低水體內懸浮物和浮游藻類的含量，有效提高水體透明度;對富營養化水體中的COD、氮和磷等有一定的去除效果[5-7]。影響濾食性河蚌凈水效果的關鍵因素是濾水速率，有研究表明幼體河蚌的濾水速率高于成年蚌[8，9]。因此，了解不同種類幼蚌對富營養化水體凈化效果的影響，對進一步提高河蚌凈化富營養化水體效率具有重要意義。本試驗以背角無齒蚌、褶紋冠蚌和三角帆蚌的幼蚌為例進行研究，以期為后續研究提供基礎數據。

1? 材料與方法

1.1? 材料

試驗所用河蚌為背角無齒蚌、褶紋冠蚌和三角帆蚌，均采自安徽水韻環保股份有限公司治理后的水系中，選取大小規格一致，濕重為（25.0±5） g、健康的個體備用，試驗前在試驗用富營養化河道水體中馴化7 d。試驗用水為城區富營養化河道水體。試驗裝置為白色長方形塑料水槽，長52.5 cm、寬32.5 cm、高39.0 cm。

1.2? 方法

1.2.1? 試驗設置? 試驗于2018年10月20日至11月9日在安徽水韻環保股份有限公司水生態產業研究院實驗室內進行。共設置4個試驗組，分別為背角無齒蚌組（共201 g，8只）、褶紋冠蚌組（共200 g，8只）、三角帆蚌組（共203 g，8只）及空白組（無河蚌）。將濕重相同的3種河蚌分別放入盛滿水的長方形水槽中，空白組不投放河蚌。標記各水槽水位，作為初始水位。

試驗期間，每天觀察水槽內河蚌情況，確保河蚌無死亡和其他情況，同時添加去離子水至初始水位。

1.2.2? 試驗指標及測定方法? 對所有試驗水槽水體的濁度、總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、化學需氧量（COD）等指標進行測定，待水體穩定后采集水樣作為本底值，之后每2 d采樣1次，采集50 mL水樣，用于理化指標的測定，同時測定水體溫度指標。采樣后補充相同體積的去離子水，保持水位在初始位置。

相關指標及測定方法：TSS采用重量法;TN采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法;TP采用堿性過硫酸鉀鉬酸銨分光光度法;NH3-N采用納氏試劑比色法;COD采用重鉻酸鉀法;具體分析方法參考文獻[10]。

去除率=（Ct-Ct空）/C0×100%，其中，Ct是指第t天試驗組該指標的濃度（mg/L）;Ct空是指第t天空白對照組該指標的濃度（mg/L）;C0是每試驗組該指標的初始濃度（mg/L）。

1.3? 數據處理

所有試驗數據均由Microsoft Excel 2013處理，由Origin 9.0生成圖形。

2? 結果與分析

2.1? COD去除特性分析

從圖1可以看出，各試驗組COD均呈不同程度的下降趨勢，其中前7 d COD下降較快，第七天時，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組的去除率分別達到33.91%、35.87%和41.78%。從第七天開始，濃度呈上下波動狀態，至試驗結束時，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組的去除率分別達到34.47%、36.45%和28.57%。從COD去除率及去除穩定性上來看，褶紋冠蚌組較三角帆蚌組和背角無齒蚌組去除效果好。河蚌通過濾食水體中的藻類和有機碎屑間接降低水體中的COD。

2.2? NH3-N去除特性分析

從圖2可以看出，各試驗組NH3-N濃度均呈不同程度下降趨勢，其中背角無齒蚌組下降趨勢較其他組快，至試驗結束時褶紋冠蚌組去除率最高，達到89.68%，三角帆蚌組和背角無齒蚌組的去除率分別為89.02%和87.10%，說明3種河蚌對水體中NH3-N均有不同程度的降解，其中褶紋冠蚌組去除率最高。

2.3? TN去除特性分析

從圖3可以看出，前15 d，各試驗組TN濃度均呈不同程度的下降趨勢，且3種河蚌組的去除率均高于空白組，第15天時，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組的去除率分別達到85.52%、81.54%和82.43%。從第15天開始，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組水體中TN濃度均呈上升趨勢，而空白組濃度呈平穩趨勢。至試驗結束時，河蚌組TN濃度均比最低點濃度高，但低于空白組濃度，分析可能是河蚌適應環境后開始攝食、吸收水體中TN，隨后排放“假糞”到水體中，部分“假糞”中的氮重新釋放到水體中導致TN濃度上升[11，12]。

2.4? TP去除特性分析

從圖4可以看出，各試驗組水體中TP濃度呈先下降再上升的趨勢，第七天時TP濃度達到最低，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組的去除率分別達到33.69%、30.83%和38.00%。從第七天開始，河蚌組TP濃度呈波動上升趨勢，至試驗結束時低于空白組。分析原因可能是河蚌適應環境后開始攝食、吸收水體中TP，隨后排放“假糞”到水體中，部分“假糞”中的磷重新釋放到水體中導致TP濃度上升。

2.5? 濁度去除特性分析

從圖5可以看出，空白組、三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組濁度均呈逐漸下降趨勢，其中空白組濁度下降速率較河蚌組慢。試驗水體處于靜止狀態，由于懸浮物的自然沉降等原因，空白組的濁度呈緩慢下降趨勢。3個河蚌組中濁度均呈下降趨勢，至試驗結束時，三角帆蚌組、褶紋冠蚌組和背角無齒蚌組濁度的去除率分別達到54.32%、56.24%和55.00%，分析原因可能是河蚌適應環境后，開始濾食、攝食懸浮物和有機碎屑，提高水體透明度。這與薛玲玲等[13]研究的褶紋冠蚌提高水體透明度結果一致。

3? 小結

1）河蚌對COD、NH3-N、TN和TP均有不同程度的處理效果，去除率分別為28.57%～36.45%、87.10%～89.68%、81.54%～85.52%和30.83%～38.00%，其中褶紋冠蚌對COD、NH3-N和濁度的去除率最高，分別達到36.45%、89.68%和56.24%;三角帆蚌對TN的去除率最高，達到85.52%;背角無齒蚌對TP的去除率最高，達到38.00%。

2）河蚌能有效去除水體中的懸浮物，提高水體的透明度。河蚌對懸浮物的去除率達到50%以上。

3）試驗結束后，稱量各個河蚌組中河蚌的濕重，發現河蚌與試驗前重量幾乎無差別，說明這段時間幾乎沒有生長，與嚴維輝等[14]研究的河蚌低溫狀態下不生長的生物特性相一致。

參考文獻：

[1] 程麗巍，許? 海，陳銘達，等.水體富營養化成因及其防治措施研究進展[J].環境保護科學，2007，33（1）：18-21.

[2] 張? 帥，陳修康，肖利娟，等.褶紋冠蚌和背角無齒蚌對水體營養鹽和浮游植物的影響[J].生態科學，2011，30（3）：280-287.

[3] 陳修報，劉洪波，蘇彥平，等.背角無齒蚌對養魚水體的凈化效果[J].環境工程學報，2015，9（4）：1757-1762.

[4] 敬小軍，閔寬洪，姜海洲，等.背角無齒蚌凈化精養池塘水質試驗[J].南方農業學報，2011，42（4）：450-452.

[5] 廖日紅，胡秀琳，吳曉輝，等.三角帆蚌對北京富營養化河湖水體的濾水效率和放養方式研究[J].環境工程學報，2012，6（5）：1425-1429.

[6] 魏小飛，關保華，劉正文.背角無齒蚌對水體凈化作用的研究[J].生態科學，2016，35（1）：56-60.

[7] 張文藝，張采芹，占明飛，等.濾食性底棲動物-菌藻復合生態系統對富營養水體凈化的特性[J].湖北農業科學，2013，52（20）：4926-4931.

[8] 吳中奎，邱小常，張修峰，等.富營養化淺水湖泊生態修復中背角無齒蚌（Anodonta woodiana）對水質改善的影響[J].湖泊科學，2018，30（6）：1610-1615.

[9] 吳慶龍，陳宇煒，劉正文.背角無齒蚌對浮游藻類的濾食選擇性與濾水率研究[J].應用生態學報，2005，16（12）：2423-2427.

[10] 國家環境保護總局《水和廢水監測分析方法》編委會.水和廢水監測分析方法[M].北京：中國環境科學出版社，2002.

[11] 吳桂漢，陳品健，江瑞勝.濾食性貝類在對蝦綜合養殖生態系統中的作用[J].臺灣海峽，2001，20（4）：447-452.

[12] 童曉輝，陳文祥，彭建華.軟體動物在水體環境調控中的作用[J].內陸水產，2005，30（6）：30-31.

[13] 薛玲玲，唐富江，曹頂臣，等.褶紋冠蚌濾水效果的實驗研究[J].水產學雜志，2004，17（2）：79-81，85.

[14] 嚴維輝，郝? 忱，彭? 剛，等.兩種河蚌在不同水體中生長對比情況的初步研究[J].內陸水產，2008，33（1）：17-18.