水質凈化“大師”螺螄

江蘇省江陰市第一中學 劉益嘉

水體富營養化源于生物所需的氮、磷等大量進入湖泊、河灣等緩流水體。在自然條件下，湖泊自身會從貧營養狀態過渡到富營養狀態，不過這種自然過程非常緩慢，而人為排放含營養物質的工業廢水和生活污水所引起的水體富營養化則可以在短時間內出現。

水體富營養化會引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶氧量下降，水質惡化，導致魚類及其他生物大量死亡。富營養化水體的凈化技術主要有物理法、化學法和生物法，生物法較其他兩種方法具有不易產生二次污染、廉價和易操作等特點。眾多研究表明，利用多種水生動植物組合構建生態體系對富營養化水體進行生態修復具有良好的效果。

雖然利用單一動植物或單一方法不能達到全面控制富營養化水體的作用，但研究單一生物對富營養化水體的凈化效果，可為后續搭建各類生態系統、進一步深化研究提供初步依據。于是，我選用常見的底棲動物螺螄，研究其在靜態環境下對凈化水質的影響。

一、實驗環境

本實驗于2019年7月上、中旬在室內進行，采用自然光光照，室內溫度在22℃至31℃之間。

二、實驗材料

選用2個長、寬、高分別為45cm、30cm、30cm的玻璃魚缸，每個魚缸內倒入30L水, 實驗期內用純凈水補充因揮發、采樣而損失的水分。

實驗用水取自江陰黃山湖主湖湖水，水質初始值：化學需氧量（COD）18.3mg/L，總氮7.46mg/L，氨氮0.081mg/L，總磷0.023mg/L，水體透明度0.6M。各項指標均表明水體已呈中度富營養化狀態。

實驗用螺螄采集自江陰黃山湖湖內野生銅銹環棱螺，洗凈后在清水中靜養1天，選取大小基本一致的健康個體（殼高20mm～25mm），每個魚缸放置50枚作為實驗對象。

三、實驗方法

實驗一：研究螺螄對湖水透明度的影響

將湖水倒入魚缸靜置1天后放入螺螄，投放后每4小時（h）采樣一次，與同一環境下靜置的湖水進行對比。

實驗二：研究螺螄對水中COD、總氮、氨氮、總磷等指標的影響

將湖水倒入魚缸靜置1天后，先測量水質初始指標，然后放入螺螄，每2天（d）進行一次采樣。考慮到螺螄會產生一定的氨氮，實驗二增加了螺螄在純凈水中產生氨氮的測定。

水體透明度、COD、總氮、氨氮、總磷由本地某污水廠代為檢測，水樣灌取水下15cm處，實驗重復三次，實驗數據均為平均值。

四、結果與討論

1.透明度（M）

0h 4h 8h 12h 16h 20h實驗水 0.6 0.8 1.1 1.5 ＞2 ＞2原水 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8

水中放入螺螄12小時后，水體透明度明顯好轉，但魚缸底部出現較多沉淀物,分析為螺螄絮凝作用所致。之后未見返混現象。

2.COD指標（mg/L）

0d 2d 4d 6d 8d實驗水 18.3 18.1 18.5 23.1 26.3原水 18.3 18.3 18.4 18.4 18.4

在常溫、常態下，實驗前期COD未出現明顯變化，第6天數據開始上升，原因是高密度放養情況下，水體缺氧情況加劇，螺螄生理活性減弱，出現死亡現象，導致水質惡化。

3.總氮、氨氮指標（mg/L）

0d 2d 4d 6d 8d實驗水 總氮 7.46 1.54 2.9 3.92 4.63氨氮 0.68 1.46 2.79 3.09 3.87純凈水 氨氮 0.03 0.92 1.54 2.25 2.82

實驗初期，總氮含量明顯下降，表明水中蛋白質、氨基酸和有機胺等營養成分被快速吸收。而氨氮含量穩定上升，其原因為隨著螺螄的排泄物增加，水中氨氮含量上升，與純凈水中放養的對比組氨氮含量趨勢一致。

4.總磷指標（mg/L）

0d 2d 4d 6d 8d實驗水0.0230.060.1650.1850.198

實驗表明，螺螄的投放增加了水中的總磷量，初步判斷為螺螄體內析出，與相關研究結論有一定差異，其原因有待進一步研究。

五、結論

1.螺螄可以在較短時間內凈化水體，快速提高水質的透明度。

2.螺螄對水體中的COD無明顯降解作用，螺螄死亡后會導致COD升高。

3.螺螄能明顯增加水體中的氨氮含量，但對蛋白質、氨基酸和有機胺等水中含氮營養成分有較強的降解作用。

4.螺螄對水體中的總磷無明顯降解作用。

綜上所述，在一定條件下，螺螄能顯著改善水體的透明度，對富營養化水體中的富氮營養成分具有較好的降解作用。所以，在利用多種水生動植物組合構建生態體系時， 螺螄可以作為其中的成員被進一步研究。