2021-4-10 | 生態保護論文
植物浮床技術是水環境治理與水生態修復相兼顧的實用技術,是指應用無土栽培技術,以高分子材料為載體和基質,將植物移植到水面上種植,通過植物根部的吸收、吸附作用,消減富營養化水體中的有機物質,從而達到水質凈化和水面美化的效果[1-3].利用生態浮床栽培植物對富營養化水體進行生態修復,具有原位修復、成本低、維護簡便、植物資源可作為食品和飼料回收再利用、不產生二次污染等優點[4].
不同植物類型的浮床氮、磷去除效果會有較大差異.然而關于不同浮床植物在自然開放水體中的生長特性和栽種配置方面的研究少有報道,因此對自然開放水體中浮床植物生長特性以及對不同氮磷吸收能力的浮床植物進行優化配置顯得尤為必要.
本研究選取珠海地區常見的5種浮床植物美人蕉(Cannaindica)、蘆葦(PhragmitescommunisTrirn)、水蔥(ScirpusvalidusVahl)鳳眼蓮(Eichhorniacrassipe)水芹菜(Oenanthejavanica),通過研究5種植物的生長特性,在富營養化水體中化學需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)質量濃度等指標間的差異,為珠海及周邊地區水質的凈化,植物浮床生態系統的構建及推廣應用提供科學依據.
1材料與方法
1.1試驗區概況
珠海市南屏鎮珠武涌位于珠海南屏鎮珠海大道旁,起源于南屏鎮的廣昌小學后面環山段,沿途經過廣昌小區、生活區、廣昌市場,最后經珠武涌水閘匯入前山河,全長1200km.珠武涌渠道流域內上游為山體,植被良好,覆蓋率較高,下游較平坦,為廣生小學和居民住宅區等.由于廣昌市場和珠武涌水閘段污染嚴重,現取這兩段污水進行試驗.
1.2供試植物
要結合珠海氣候條件選用適應當地生長的植物,并綜合考慮植物的凈化效果,特別要注意減少植物對環境的負面影響.因此在選取水生植物時需考慮以下幾方面[6-7]:1)具有較好的水質凈化功能;2)移值成活率高,長勢良好;3)不會對當地的生態環境帶來危害;4)具有一定的景觀價值;5)價格適中,打理容易,綜合利用價值高.基于以上原則,對比常用浮床植物資料,確定選取美人蕉、蘆葦、水蔥、鳳眼蓮、水芹菜5種珠海地區常見的浮床植物作為研究對象.
1.3試驗浮床的構建
1.3.1試驗小箱
塑料長方體小箱6個,箱口長55cm,寬43cm,高40cm.編號:0.空白無植物;1.美人蕉;2.蘆葦;3.水蔥;4.鳳眼蓮;5.水芹菜.
1.3.2浮床構建
本研究選用50cm×40cm×4cm平整泡沫板,按間距6cm開定植空,孔徑按植物體的大小打孔,一般為4cm,每個定植孔插入1棵植株.將栽培好植物的泡沫板放入試驗水體箱中,用竹片和繩子把浮床連接起來.浮床整體組裝完成后即構建完畢.
1.3.3試驗前植物準備
先將采集來的不同種類的植物放在裝有新鮮污染河水的塑料箱中,放在室外在自然條件下馴化10d作為試驗材料備用.
1.4試驗方法
試驗于2010-12-01至2011-01-31間進行.試驗共設6組水箱,用清水清洗后晾干并從0到5編號.2011-12-01把在規定取樣點取來的新鮮河涌污水倒入塑料箱子中.挑選經馴化生長狀態良好的植物,清洗根系、去除枯葉,每種植物平行插入泡沫板中,把泡沫板放入1到5編號的箱子里.0號無植物,為空白對照組,第1~5組浮床上分別定植水蔥、蘆葦、美人蕉、水芹菜、鳳眼蓮.每隔10d隨機抽取2棵植物測量1次株高,取其平均值記錄數據,每隔6d測定1次水質指標并做好數據記錄,重復此步驟.試驗結束時隨機抽取2棵植物稱量其質量,取其平均值記錄.
1.5測定方法
參照地表水質量標準[8],以地表水環境質量標準Ⅴ類水作為基準.COD、NH3-N、TN、TP等用水質分析儀(長春吉大•小天鵝儀器有限公司GDYS-201M)進行檢測.
2結果
2.1植物生長情況
在試驗期間,植物均能正常生長,每株植物都有新葉長出、葉片增大變鮮艷、根系生長良好、植株普遍長高,有的植株花開得很漂亮.但在實驗后期5種植物部分葉片變黃,但仍保持生存狀態.
2.1.1植物株高變化
實驗前測量株高記為0d數據,由2010-12-01開始每10d測1次測到2011-01-31.5種植物具體變化見表1.可知試驗期間,5種植物隨著時間延長,其株高都有增加.水蔥、蘆葦、美人蕉、水芹菜平均增高趨勢基本相同,開始生長較慢,20d后生長迅速加快.鳳眼蓮0~40d增長緩慢,故株高變化最小.株高增長依次是水蔥(38.4cm)、蘆葦(35cm)、美人蕉(34.3cm)、水芹菜(30cm)、鳳眼蓮(13cm).
2.1.2植物質量變化
把挑選好的植物從馴化水體中拿出,吸干水滴后稱量.生長2個月后,相同方法處理后,稱量.2次數據比較見表2.由表2可知,植物質量都比試驗前增加了,其中蘆葦水平最高,是移栽時的3倍,但鳳眼蓮繁殖比其他植物要快.質量增加順序是:蘆葦(32.1g)、美人蕉(29.2g)、鳳眼蓮(13.2g)、水芹菜(9.8g)、水蔥(4.9g).
2.1.3植物根毛變化