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摘要 为了研究水生植物对库区城郊支流污水水体质量的影响，以水生薏苡、茭白、香蒲、菖蒲4种多年生水生植物为研究对象，在玻璃温控大棚中利用盆栽法研究了其对污染水体质量的净化效果。结果表明：4种水生植物对污染水体均具有很好的净化效果，可以作为净水植物；其中，以种植水生薏苡水体中化学需氧量最小，溶解氧值最大，水体自净能力最强，质量最好。
关键词 水生植物；污水；水体质量；影响
中图分类号 X524 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0165-01
Effect of Aquatic Plants on the Sewage Water Quality of Outskirts
HUANG Ren-jun 1，2 PAN Ming-an 1，2 * SHEN Yuan-ming 1
（1 Chongqing Three Gorges Academy of Agricultural Science，Chongqing 404155； 2 Chongqing Engineering Research Center of the Mountain
Ecological Agriculture）
Abstract Taking four kinds of perennial aquatic plant Coix aquatica Roxb，Zizania latifolia，Typha orientalis Presl and Acorus calamus L as test materials，the effects of aquatic plants on the sewage water quality of outskirts were studied.The results showed that four kinds of aquatic plants in the polluted water had the good purification effect，which could be used as water purification plants. Coix aquatica Roxb had the lowest water chemical oxygen demand（COD） and the highest value in water dissolved oxygen，water self-purification ability was the strongest and water quality was the best.
Key words aquatic plants；sewage；water quality；effect
近年来，三峡库区及上游水体污染呈上升趋势，水体中总氮、总磷、重金属和化学需氧量有明显增加，部分河、塘、库及次级河流受到氮、磷污染，富营养化严重，重金属含量超标[1-3]。长江干流水质基本保持稳定，但长江次级河流的情况比较差[4]。近年来，生活污水直接排放、农田化肥的大量使用、农村畜禽养殖的高速发展在三峡水库区周围蓄积了大量的养分物质，随侵蚀泥沙进入江河、塘库。农村生活以及农业生产的污染问题在三峡库区水环境中格外凸显，农村水环境污染日益严重，库区沿江已形成狭长的污染带[5-6]。如何实现对水体富营养化的有效控制和修复，以保障流域内社会经济的可持续发展和大众的身体健康已成为各方面所关注的焦点。利用水生植物吸收营养物质，并通过收获植物带走营养物质是一种简单、高效、代价低的修复富营养化水体的方法，近年来被广泛用于富营养化水体修复[7-9]。
本文在前期研究的基础上，探讨4种常见水生植物对库区城郊支流污水水体质量的影响，研究其对污染水体的净化效果，旨在深入探究更适合用于污水修复的水生植物，进一步为水生植物净化污水提供数据支撑和理论支撑。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验地点设在重庆三峡农业科学院玻璃大棚里。设水生薏苡（Coix aquatica Roxb）、茭白（Zizania latifolia）、香蒲（Typha orientalis Presl）、菖蒲（Acorus calamus L）4种植物及空白对照共5个处理，3次重复。水培容器为直径50 cm、高50 cm的黑色塑料桶，取龙宝河污泥混匀后，每桶装污泥90 kg，并灌龙宝河水保持水深10 cm。挑选长势良好、大小均匀的植株，用自来水轻轻清洗根部，修剪，栽入水培桶中，每桶栽3株，空白對照不栽任何植物。移栽前、移栽后每2个月取水样检测相关指标，同时每10 d调查1次植物生长情况。
1.2 样品采集与测定
分别于栽插前（4月20日）、栽插后2个月（6月20日）、栽插后4个月（8月20日）、栽插后6个月（10月20日）、栽插后8个月（12月20日）取表层（0～20 cm）土壤样品，经风干、研磨、过筛后，用于根系土壤全氮和有效磷含量测定，同时取水样检测pH值、化学需氧量、溶解氧含量。测定方法均为常规测定。
1.3 数据处理
对试验数据采用DPS 7.05软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 水体pH值变化
由图1可知，种植不同植物，水体pH值变化不尽相同。水体pH值总体均呈微碱性。种植4种水生植物水体pH值在前6个月观察期均有所下降，水生薏苡、香蒲、茭白、菖蒲下降幅度分别为10.97%、8.53%、6.09%、8.53%，主要受到植物呼吸作用及温度影响，种植水生薏苡下降幅度最大，空白對照pH值下降到7.7。在种植植物8个月后（12月20日），（上接第165页） 4种植物水体中pH值又有所升高，其中茭白上升幅度最大，基本与最开始水体中的pH值相当。
2.2 水体化学需氧量变化
化学需氧量越大，水体受有机物的污染越严重。由图2可知，种植4种植物对水体有不同程度的净化作用，其中种植香蒲水体化学需氧量在8月20日降到最低，为8.1 mg/L，但随植物生长，在后期有所升高。从12月20日取样分析检测中得知，水生薏苡、香蒲、茭白、菖蒲4种植物水体化学需氧量分别为41.5、67.5、77.8、52.8 mg/L，空白对照为77.8 mg/L，种植水生薏苡对水体的净化效果最好。
2.3 水体溶解氧变化
溶解氧值是水自净能力的指标之一。由图3可知，随植物的生长，水体溶解氧呈先升高后降低的趋势，除了与植物的吸收利用有关，还受到水体温度的影响。在本试验条件下，空气中的含氧量变动不大，水温愈高，水中溶解氧的含量愈低。从12月20日取样分析检测中得知，水生薏苡、香蒲、茭白、菖蒲4种植物水体溶解氧值分别为3.6、1.2、2.4、1.8 mg/L，空白对照为2.6 mg/L。种植水生薏苡水体溶解氧值最大，水体自净能力最强，水体质量最好。
3 结论
水生薏苡、茭白、香蒲、菖蒲4种多年生水生植物对污染水体均具有很好的净化效果，可作为净水植物。其中，以种植水生薏苡水体中化学需氧量最小，溶解氧值最大，水体自净能力最强，质量最好。但由于受试验条件所限，本研究是在温室大棚环境下进行的，检测水体质量指标也仅为化学需氧量和溶解氧，与野外进行的水质影响试验有所不同。
4 参考文献
[1] 李锦秀，廖文根.三峡库区富营养化主要诱发因子分析[J].科技导报，2003（9）：49-52.
[2] 朱俊，董辉，王寿兵，等.长江三峡库区干流水体主要污染负荷来源及贡献[J].水科学进展，2006（5）：709-713.
[3] 封丽，张学睿，封雷基，等.基于粗糙集的三峡库区支流水质富营养化模糊综合评价模型研究[J].环境工程，2015（12）：110-115.
[4] 王家，夏颖，范先鹏，等.三峡库区农村污水排放现状调查与分析[J].湖北农业科学，2015，54（23）：5843-5847.
[5] 何朋俊，庞蓉，潘宗英，等.三峡库区重庆涪陵段水体富营养化因子变化趋势探究[J].南方农业，2015，9（34）：39-43.
[6] 秦巧燕，朱建强.磷的环境效应及水生植物修复技术研究进展[J].长江大学学报（自然科学版），2009，6（4）：53-57.
[7] 汤显强，李金中，李学菊，等.7种水生植物对富营养化水体中氮磷去除效果的比较研究[J].亚热带资源与环境学报，2007，2（2）：8-13.
[8] 王慶海，段留生，李瑞华，等.几种水生植物净化能力比较[J].华北农学报，2008，23（2）：217-222.
[9] 李濤，周津.湿地植物对污水中氮、磷去除效果的试验研究[J].环境工程，2009（4）：25-28.
关键词 水生植物；污水；水体质量；影响
中图分类号 X524 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0165-01
Effect of Aquatic Plants on the Sewage Water Quality of Outskirts
HUANG Ren-jun 1，2 PAN Ming-an 1，2 * SHEN Yuan-ming 1
（1 Chongqing Three Gorges Academy of Agricultural Science，Chongqing 404155； 2 Chongqing Engineering Research Center of the Mountain
Ecological Agriculture）
Abstract Taking four kinds of perennial aquatic plant Coix aquatica Roxb，Zizania latifolia，Typha orientalis Presl and Acorus calamus L as test materials，the effects of aquatic plants on the sewage water quality of outskirts were studied.The results showed that four kinds of aquatic plants in the polluted water had the good purification effect，which could be used as water purification plants. Coix aquatica Roxb had the lowest water chemical oxygen demand（COD） and the highest value in water dissolved oxygen，water self-purification ability was the strongest and water quality was the best.
Key words aquatic plants；sewage；water quality；effect
近年来，三峡库区及上游水体污染呈上升趋势，水体中总氮、总磷、重金属和化学需氧量有明显增加，部分河、塘、库及次级河流受到氮、磷污染，富营养化严重，重金属含量超标[1-3]。长江干流水质基本保持稳定，但长江次级河流的情况比较差[4]。近年来，生活污水直接排放、农田化肥的大量使用、农村畜禽养殖的高速发展在三峡水库区周围蓄积了大量的养分物质，随侵蚀泥沙进入江河、塘库。农村生活以及农业生产的污染问题在三峡库区水环境中格外凸显，农村水环境污染日益严重，库区沿江已形成狭长的污染带[5-6]。如何实现对水体富营养化的有效控制和修复，以保障流域内社会经济的可持续发展和大众的身体健康已成为各方面所关注的焦点。利用水生植物吸收营养物质，并通过收获植物带走营养物质是一种简单、高效、代价低的修复富营养化水体的方法，近年来被广泛用于富营养化水体修复[7-9]。
本文在前期研究的基础上，探讨4种常见水生植物对库区城郊支流污水水体质量的影响，研究其对污染水体的净化效果，旨在深入探究更适合用于污水修复的水生植物，进一步为水生植物净化污水提供数据支撑和理论支撑。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验地点设在重庆三峡农业科学院玻璃大棚里。设水生薏苡（Coix aquatica Roxb）、茭白（Zizania latifolia）、香蒲（Typha orientalis Presl）、菖蒲（Acorus calamus L）4种植物及空白对照共5个处理，3次重复。水培容器为直径50 cm、高50 cm的黑色塑料桶，取龙宝河污泥混匀后，每桶装污泥90 kg，并灌龙宝河水保持水深10 cm。挑选长势良好、大小均匀的植株，用自来水轻轻清洗根部，修剪，栽入水培桶中，每桶栽3株，空白對照不栽任何植物。移栽前、移栽后每2个月取水样检测相关指标，同时每10 d调查1次植物生长情况。
1.2 样品采集与测定
分别于栽插前（4月20日）、栽插后2个月（6月20日）、栽插后4个月（8月20日）、栽插后6个月（10月20日）、栽插后8个月（12月20日）取表层（0～20 cm）土壤样品，经风干、研磨、过筛后，用于根系土壤全氮和有效磷含量测定，同时取水样检测pH值、化学需氧量、溶解氧含量。测定方法均为常规测定。
1.3 数据处理
对试验数据采用DPS 7.05软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 水体pH值变化
由图1可知，种植不同植物，水体pH值变化不尽相同。水体pH值总体均呈微碱性。种植4种水生植物水体pH值在前6个月观察期均有所下降，水生薏苡、香蒲、茭白、菖蒲下降幅度分别为10.97%、8.53%、6.09%、8.53%，主要受到植物呼吸作用及温度影响，种植水生薏苡下降幅度最大，空白對照pH值下降到7.7。在种植植物8个月后（12月20日），（上接第165页） 4种植物水体中pH值又有所升高，其中茭白上升幅度最大，基本与最开始水体中的pH值相当。
2.2 水体化学需氧量变化
化学需氧量越大，水体受有机物的污染越严重。由图2可知，种植4种植物对水体有不同程度的净化作用，其中种植香蒲水体化学需氧量在8月20日降到最低，为8.1 mg/L，但随植物生长，在后期有所升高。从12月20日取样分析检测中得知，水生薏苡、香蒲、茭白、菖蒲4种植物水体化学需氧量分别为41.5、67.5、77.8、52.8 mg/L，空白对照为77.8 mg/L，种植水生薏苡对水体的净化效果最好。
2.3 水体溶解氧变化
溶解氧值是水自净能力的指标之一。由图3可知，随植物的生长，水体溶解氧呈先升高后降低的趋势，除了与植物的吸收利用有关，还受到水体温度的影响。在本试验条件下，空气中的含氧量变动不大，水温愈高，水中溶解氧的含量愈低。从12月20日取样分析检测中得知，水生薏苡、香蒲、茭白、菖蒲4种植物水体溶解氧值分别为3.6、1.2、2.4、1.8 mg/L，空白对照为2.6 mg/L。种植水生薏苡水体溶解氧值最大，水体自净能力最强，水体质量最好。
3 结论
水生薏苡、茭白、香蒲、菖蒲4种多年生水生植物对污染水体均具有很好的净化效果，可作为净水植物。其中，以种植水生薏苡水体中化学需氧量最小，溶解氧值最大，水体自净能力最强，质量最好。但由于受试验条件所限，本研究是在温室大棚环境下进行的，检测水体质量指标也仅为化学需氧量和溶解氧，与野外进行的水质影响试验有所不同。
4 参考文献
[1] 李锦秀，廖文根.三峡库区富营养化主要诱发因子分析[J].科技导报，2003（9）：49-52.
[2] 朱俊，董辉，王寿兵，等.长江三峡库区干流水体主要污染负荷来源及贡献[J].水科学进展，2006（5）：709-713.
[3] 封丽，张学睿，封雷基，等.基于粗糙集的三峡库区支流水质富营养化模糊综合评价模型研究[J].环境工程，2015（12）：110-115.
[4] 王家，夏颖，范先鹏，等.三峡库区农村污水排放现状调查与分析[J].湖北农业科学，2015，54（23）：5843-5847.
[5] 何朋俊，庞蓉，潘宗英，等.三峡库区重庆涪陵段水体富营养化因子变化趋势探究[J].南方农业，2015，9（34）：39-43.
[6] 秦巧燕，朱建强.磷的环境效应及水生植物修复技术研究进展[J].长江大学学报（自然科学版），2009，6（4）：53-57.
[7] 汤显强，李金中，李学菊，等.7种水生植物对富营养化水体中氮磷去除效果的比较研究[J].亚热带资源与环境学报，2007，2（2）：8-13.
[8] 王慶海，段留生，李瑞华，等.几种水生植物净化能力比较[J].华北农学报，2008，23（2）：217-222.
[9] 李濤，周津.湿地植物对污水中氮、磷去除效果的试验研究[J].环境工程，2009（4）：25-28.