沉水植物對淡水養殖池塘底泥重金屬Cu污染的修復效果分析

陳振針

摘要：對于淡水養殖池塘而言，其底泥含有大量的重金屬Cu，為了更好地了解和把握沉水植物對重金屬Cu污染修復效果，現以“廣西省底泥重金屬Cu污泥修復”為例，提出一種具有可行性的室內盆栽實驗方法。首先，將Cu濃度分別為28.35mg/kg、28.35mg/kg、112.43mg/kg的苦草、輪葉黑藻和伊樂藻的培養時間設置為120d，然后，采用定期采集的方式，分別測定根際土壤和根莖葉部的相關指標，從而全面地研究沉水植物對重金屬Cu修復效果。結果表明：通過開展本次實驗，發現三種沉水植物對重金屬Cu均表現出較高的耐受性，同時，植物種類不同，對重金屬Cu富集效果也存在一定的差異。當實驗結束后，實驗組中的苦草、輪葉黑藻和伊樂藻三種沉水植物對重金屬Cu去除率依次下降?？嗖莩了参飳χ亟饘貱u表現出的耐受能力更高。

關鍵詞：沉水植物;養殖塘底泥;Cu污染;SOD;POD;脫氫酶

廣西省淡水養殖池塘近年來出現嚴重底泥重金屬Cu超標現象，嚴重影響了環境質量以及食品安全。為了實現對淡水養殖池塘底泥重金屬Cu含量的科學控制，現利用輪葉黑藻、伊樂藻和苦草三種沉水植物對底泥重金屬Cu污染進行科學修復和改善，結果表明，通過利用以上三種沉水植物，可以最大限度地提高底泥重金屬Cu污染修復效果，為保證食品的安全性打下堅實的基礎。

1 材料與方法

1.1 供試底泥

在本次實驗中，通過對供試底泥進行篩選和檢測，發現其Cu背景值和pH分別達到了28.35mg/kg、7.3，通過將Cu（NO3）2溶液加入到原始底泥中進行攪拌處理[1]，靜置一段時間后，得到實驗底泥，實驗底泥的Cu含量達到了112.43mg/kg。

1.2 供試植物

本次實驗中所用到的供試植物主要包含以下三種，分別是輪葉黑藻、伊樂藻和苦草，這三種沉水植物均來自于廣西省淡水養殖池塘。然后，將高度為16cm、長勢喜人的植株設置為實驗材料，并將其移栽到生態缸中，生態缸底泥沒有出現任何污染現象[2]。

1.3 實驗設計

本次實驗共設置了三個處理組和三個對照組，其中，輪葉黑藻、伊樂藻EN、苦草VN為對照組;輪葉黑藻+Cu、伊樂藻+Cu和苦草+Cu為處理組[3]。在此基礎上，將三種沉水植物放置于通風良好的室內進行培養，培養時間分別為30d、60d、90d和120d。同時，還要向原始底泥中添加適量的自來水，這些自來水均經過暴曬處理，然后，將初始鮮重為200g 的沉水植物分別 放置于以下兩個生態缸中，其中一個生態缸盛放有空白對照組底泥，另一個生態缸盛放有Cu 處理組底泥。

2 結果與分析

2.1 重金屬銅對三種沉水植物生長特征的影響

三種沉水植物根莖葉收獲鮮重變化特征如表1所示，從表1中的數據可以看出，當實驗結束后，三種沉水植物所獲得的生物量均呈現出不斷增長的趨勢，這說明濃度112.43mg/kg的重金屬Cu脅迫，并沒有對三種沉水植物的生長產生不良影響[4]。其中，輪葉黑藻和伊樂藻兩種沉水植物 在整個生長階段中，Cu處理組所獲得總鮮重較高，遠遠超過對照組，但是，苦草所獲得的總鮮重，與對照組相比，并沒有表現出明顯的差異，這說明苦草對Cu脅迫表現出更高的耐受性。

2.2 三種沉水植物不同部位對重金屬銅的累積差異

在整個生長周期中，三種沉水植物各個部位所獲得的Cu含量由高到低依次為根部、葉部、莖部。但需要注意的是，對于三種沉水植物而言，只有的莖和葉被收割處理，根部沒有被收割處理，導致根部Cu含量相對較高，大約是莖葉根部Cu含量的1.3倍左右[5]，這表明根部表現出較高的閾值，有效地提高了Cu吸收富集效果。在整個對照組中，沉水植物類型不同，其根莖葉所對應的Cu含量存在一定的差異，按照由大到小的順序進行排序，依次為輪葉黑藻、苦草和伊樂藻;在Cu處理組中，沉水植物類型不同，其根莖葉所對應的Cu含量存在一定的差異，按照由大到小的順序進行排序，依次為苦草、輪葉黑藻和伊樂藻。這表明苦草具有較高的耐受能力，足以應付Cu的脅迫性，因此，可以將其設置為修復Cu污染的主要植物。

2.3 底泥中重金屬銅含量隨時間的動態變化

三種沉水植物對底泥重金屬Cu的去除率如表2所示，從表2中的數據可以看出，隨著三種沉水植物的不斷生長，重金屬Cu處理組中底泥Cu含量呈現出不斷下降的趨勢。當整個實驗結束后，重金屬Cu處理組中的三種沉水植物修復濃度均明顯下降，同時，其Cu去除率從大到小依次為苦草、輪葉黑藻和伊樂藻;在對照組中，底泥重金屬Cu含量盡管略有下降，但下降幅度不夠明顯，其對應的去除率均出現了大幅度下降。這說明，通過開展本次實驗，發現底泥重金屬Cu污染取得了有效修復和改善。

3 討論

通過本次實驗，得到以下結論：（1）在整個實驗過程中，苦草、輪葉黑藻和伊樂藻并沒有出現失綠、死亡現象，說明，三種沉水植物對重金屬Cu均表現出較高的耐受性。（2）在Cu處理組中，沉水植物類型不同，其根莖葉所對應的Cu含量存在一定的差異，按照由大到小的順序進行排序，依次為苦草、輪葉黑藻和伊樂藻。這表明苦草具有較高的耐受能力，足以應付Cu的脅迫性，因此，可以將其設置為修復Cu污染的主要植物。（3）通過開展本次實驗，發現底泥重金屬Cu污染取得了有效修復和改善。

參考文獻

[1] 施沁璇，葉雪平，孫博懌，等.沉水植物對養殖池塘底泥中重金屬的生物有效性[J].上海海洋大學學報，2020，26（14）：21-22.

[2] 王巖，高桂青，呂順華，等.不同種植模式下沉水植物對Cu，Pb污染底泥的修復效果[J].南昌工程學院學報，2019，33（17）：45-46.

[3] 晏麗蓉.幾種沉水植物對底泥中鎘、銅、鉛、鋅修復作用的研究[D].浙江師范大學，2020，11（7）：130-131.

[4] 喬云蕾，李銘紅，謝佩君，等.沉水植物對受重金屬鎘、鋅污染的水體底泥的修復效果[J].浙江大學學報（理學版），2021，21（3）：1381-1382.

[5] 胡天印，謝佩君，晏麗蓉，等.菹草對底泥中重金屬污染的修復效果[J].生態科學，2019，24（7）：35-38，34.