红枫湖水库水生高等植物分布及其净化富营养化水体效果研究

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红枫湖位于贵州中部清镇市、平坝县和安顺市西秀区境内,是贵阳市、清镇市最重要的生活饮用水及工农业用水水源地。近年来,红枫湖水库水质不断恶化,藻类大面积爆发,透明度下降,水体浑浊、腥臭,富营养化问题严重。这给城市用水和周边地区居民生活带来极大的影响,同时给地区的经济发展造成障碍。本文在对红枫湖及其流域水生高等植物分布调查的基础上,以红枫湖湖水为试验用水,在实验室及室外自然条件下栽种几种水生高等植物,对其净化水体中营养盐、有机污染物的效果进行了研究,旨在为红枫湖水体净化修复工程的植物选择提供依据,试验结果表明: 1.对红枫湖及其流域水生高等植物分布调查显示,红枫湖及其流域具有较丰富的水生植物资源。共记录水生高等植物22科,32属,45种。其中以黑藻(Hydrilla verticillata(L.f)Royle)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)、竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus Miq.)、慈姑(Sagittaria sagittifoliaL.)、苦草(Vallisneria natans(Lour.)Hara)、萍蓬草(Nuphar pumilum(Hoffm.)DC.)、水蓼(Polygonum hydropiper L.)、喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)及满江红(Azollaimbricata(Roxb.)Nakai)较为常见。 2.试验选取的黑藻(Hydrilla verticillata(L.f)Royle)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)、风车草(Cyperus alternifolius L.)、菖蒲(Acrous calamus L.)、蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk.)和美人蕉(Canna indica L.)生长状况表明,室内试验前期六种植物在红枫湖原水中均能很好的生长,蕹菜的生物量增长速率最快,美人蕉次之,狐尾藻的增长速率最低,风车草、菖蒲和黑藻的增长速率相差不大,在一个试验周期内增长量均在20%左右。试验后期由于营养供给不足,蕹菜、美人蕉和风车草出现枯叶落叶现象,狐尾藻、黑藻和菖蒲则没有出现以上症状。在室外自然条件下营养供给相对充足,只有风车草和美人蕉出现少部分枯叶,初步试验结果表明高等植物能在红枫湖水中很好生长,利用高等植物净化红枫湖富营养化水体是可行而有效的。 3.六种高等植物均能有效降低水体中总氮(TN)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)、氨氮(NH3—N)、浮游植物的量。室内、室外试验对TN、TP、COD、NH3—N的平均去除率狐尾藻为55.96%、48.21%、55.14%、60.21%;黑藻为58.74%、57.39%、56.39%、60.21%;风车草为58.89%、55.67%、43.88%、37.97%;菖蒲为59.85%、57.91%、48.00%、55.27%;蕹菜为52.89%、51.71%、46.08%、38.89%;美人蕉为49.74%、39.85%、47.56%、41.77%。各种植物对水体的最终净化效果差别不大,各指标的去除率与生物量增长率不呈正相关,这可能与植物本身特性和根系微生态系统活性强弱有关。 4.对水体中5种持久性有机污染物多环芳烃(PAHs)的净化试验结果表明,六种植物对萘和菲都有很好的去除效果,40天内各种植物对萘的去除率为44.07%~73.49%;对菲的去除率为54.24%~77.19%;对芴、蒽、芘的去除效果稍差,分别为29.45%~45.11%、27.74%~47.64%、29.84%~45.32%。萘、菲、葸去除率最高的都是菖蒲;6种植物中风车草对几种PAHs的去除效果总体上最差;狐尾藻和黑藻对5种PAHs都有很好的吸收或富集作用,但是抗性比其它植物差,后期逐渐死亡,这可能是试验配制的PAHs含量远高于自然水体中含量的原因。 5.综合各方面因素,狐尾藻、黑藻和菖蒲在整个试验过程中对水体能保持良好而稳定的净化作用,这三种植物有较大的应用前景;其次是蕹菜,它能快速去除水体中TN、TP,及时收割或更换植物就能将其净化优势发挥出来;风车草和美人蕉净化效果总体上略比其它植物差,但因其较高的观赏价值而日益受到环保科技工作者的关注。因此,也可考虑利用到红枫湖生态修复工程中去,予以开发其环保价值。
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