郭暉 杜航 廖生燁

(新鄉(xiāng)學(xué)院生命科學(xué)與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)在生態(tài)水箱(45cm×45cm×35cm)放置浮島單元，浮島單元由抗風(fēng)浪型塑料材質(zhì)的生態(tài)浮板，種植籃、種植介質(zhì)(環(huán)保海綿)、連接扣和水生植物等組成。先將花卉市場(chǎng)購買的供試植物根部清洗干凈后在自來水中預(yù)培養(yǎng)14d；14d后在生態(tài)箱裝50L水樣，將種植籃放入種植孔，每個(gè)種植孔栽入單種植物4株，使用種植介質(zhì)將植物固定在種植籃中，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，并設(shè)置對(duì)照處理，對(duì)照組不種植任何植物。試驗(yàn)在新鄉(xiāng)學(xué)院校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心一樓大廳進(jìn)行，2021年7月12日開始，10月5日結(jié)束，自然蒸發(fā)水量用實(shí)驗(yàn)室純凈水來補(bǔ)充。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2013軟件和SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和差異顯著性檢驗(yàn)。并根據(jù)式(1)計(jì)算污染物去除率(RV)：

(1)

式中，RV為去除率；A0表示試驗(yàn)用水初始濃度；Ai表示第i天濃度。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物的生長情況

觀察發(fā)現(xiàn)，10種供試植物在試驗(yàn)水體中長勢(shì)整體良好，生長健壯。從測(cè)量數(shù)據(jù)來看，在預(yù)培養(yǎng)期間長勢(shì)較為緩慢，放入水樣后在7月12日—9月6日期間植物生長速度明顯加快，但9月13日以后植物表現(xiàn)出生長減緩或停滯的趨勢(shì)。主要原因是與水樣中營養(yǎng)鹽成分含量和溫度有關(guān)，預(yù)培期間自來水中沒有營養(yǎng)鹽分，培養(yǎng)前期水樣營養(yǎng)鹽分含量較多，但隨著植物的增長對(duì)養(yǎng)分需求量的增加，并且9月中下旬氣溫降低等，導(dǎo)致植物生長減緩或停滯?？傮w而言，供試植物長勢(shì)都較好，其中鳳眼藍(lán)是漂浮植物，試驗(yàn)過程中不記錄其高度。

2.2 不同植物浮島對(duì)污水中化學(xué)需氧量(COD)的去除效果

化學(xué)需氧量即COD，是用來衡量水中有機(jī)物質(zhì)或水中還原性物質(zhì)含量多少的一個(gè)指標(biāo)[13]。COD增多會(huì)有生物死亡，影響到生態(tài)平衡系統(tǒng)，人類一旦長期飲用這樣的水源，會(huì)出現(xiàn)畸形、突變等嚴(yán)重后果[14]。9周后測(cè)得美人蕉、水芹、再力花、鳳眼藍(lán)、蘆葦、香蒲、慈姑、千屈菜、菖蒲、鳶尾等10種植物浮島所在水體COD濃度分別為93.05mg·L-1、99.66mg·L-1、100.64mg·L-1、90.12mg·L-1、92.56mg·L-1、91.84mg·L-1、94.52mg·L-1、96.51mg·L-1、91.12mg·L-1、93.95mg·L-1，各組COD濃度相對(duì)試驗(yàn)初始值132.11mg·L-1都明顯降低，降低范圍在31.47～40.99mg·L-1，10種植物對(duì)COD的去除率分別為29.6%、24.6%、23.8%、31.8%、29.9%、30.5 %、28.5%、26.9%、31.0%、28.9%。其中，去除率最高的是鳳眼藍(lán)，其次是菖蒲和香蒲，10種植物對(duì)COD平均去除率為28.5%，而試驗(yàn)對(duì)照組COD濃度為110.12mg·L-1，去除率僅為16.6%，明顯各種植物生態(tài)島對(duì)COD的去除率均高于對(duì)照組。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，前3次(8月9日、8月16日、8月23日)取水樣計(jì)算數(shù)據(jù)顯示，10種植物對(duì)COD去除率都比較高，但是在第4次(8月30日)整體有所減緩，從9月6日到試驗(yàn)結(jié)束去除率較快，整個(gè)過程中所有植物去除率變化趨勢(shì)基本保持穩(wěn)定。方差分析，10種植物生態(tài)浮島對(duì)污水中COD去除效果與對(duì)照組之間差異不顯著(P>0.05)，但是每次水樣測(cè)試，植物生態(tài)島相對(duì)對(duì)照組而言去除率都要高，說明這10種植物對(duì)污水中COD去除效果都好。10種植物對(duì)污水中化學(xué)需氧量去除效果從強(qiáng)到弱依次鳳眼藍(lán)、菖蒲、香蒲、蘆葦、美人蕉、鳶尾、慈姑、千屈菜、水芹、再力花。

2.3 不同植物浮島對(duì)污水中總磷(TP)的去除效果

總磷即TP，指水樣經(jīng)消解后，其所含的各種形態(tài)的磷轉(zhuǎn)變成正磷酸鹽后而測(cè)定的結(jié)果[15]。磷酸鹽增多會(huì)導(dǎo)致藻類植物快速生長，影響水對(duì)光的散射，使水中含氧量降低，容易導(dǎo)致水生生物死亡，還會(huì)導(dǎo)致水偏酸性，危害較大[16]。試驗(yàn)水體TP初始濃度為0.35mg·L-1，9周后測(cè)得美人蕉、水芹、再力花、鳳眼藍(lán)、蘆葦、香蒲、慈姑、千屈菜、菖蒲、鳶尾等10種水生植物所在水體TP濃度分別為0.057mg·L-1、0.069mg·L-1、0.074mg·L-1、0.061mg·L-1、0.071mg·L-1、0.063mg·L-1、0.064mg·L-1、0.066mg·L-1、0.068mg·L-1、0.067mg·L-1，TP濃度均明顯減低，分別降低了0.293mg·L-1、0.281mg·L-1、0.276mg·L-1、0.289mg·L-1、0.279mg·L-1、0.287mg·L-1、0.286mg·L-1、0.284mg·L-1、0.282mg·L-1、0.283 mg·L-1，降低幅度范圍在0.276～0.293，對(duì)TP去除率分別為83.7%、80.3%、78.9%、82.6%、79.7%、82.0%、81.7%、81.1%、80.6%、80.9%，除再力花和蘆葦對(duì)TP去除率略低于80%，其他8種植物都在80%以上，其中，美人蕉去除率最高，其次是鳳眼藍(lán)和香蒲。各植物生態(tài)島對(duì)TP平均去除率為81.14%，明顯高于對(duì)照處理組(去除率40.12%)。由采樣數(shù)據(jù)分析顯示，10種植物生態(tài)島對(duì)TP的去除呈現(xiàn)先上升后減緩最后至平穩(wěn)，即在前2次所有植物生態(tài)島去除效果變化呈上升趨勢(shì)，但從第3次開始逐步降低到第6次，而后開始趨于穩(wěn)定，一直到試驗(yàn)結(jié)束。而對(duì)照組前2次去除效果明顯，從第3次開始到試驗(yàn)結(jié)束去除率變低并且變化趨勢(shì)基本一致。方差分析，10種植物生態(tài)島對(duì)污水中TP去除效果與對(duì)照組之間差異性極顯著(P<0.05)，去除效果明顯。去除效果表現(xiàn)為美人蕉>鳳眼藍(lán)>香蒲>慈姑>千屈菜>鳶尾>菖蒲>水芹>再力花>蘆葦。

2.4 不同植物浮島對(duì)污水中氨氮的去除效果

3 結(jié)論與討論