凤眼莲对不同富营养化程度水体的净化效果研究

罗雪梅 黄帅 樊华

摘要：为研究凤眼莲（Eichhornia crassipes）对不同富营养化程度水体的净化修复效果，按照地表水环境质量标准Ⅲ类水至劣Ⅴ类水配制5种不同浓度梯度的废水进行水培试验，考察凤眼莲对不同初始浓度废水中CODcr、TN和TP的净化效果。当废水CODcr、TN、TP初始浓度分别为25.720～136.040、1.263～32.011、0.942～4.111 mg/L时，凤眼莲对CODcr、TN和TP的净化处理效果良好，去除率随初始浓度升高而呈增加趋势，最高可分别达到80%、97%和98%，表明凤眼莲对不同浓度的富营养化水体都具有较好的修复效果，尤其适于净化修复劣Ⅴ类水质水体。

关键词：凤眼莲（Eichhornia crassipes）;富营养化水体;净化效果

中图分类号：X52         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）14-0051-04

Abstract： In order to study the purification and restoration effects of water hyacinth（Eichhornia crassipes） on different eutrophication levels of water， water culture tests were conducted under five different concentration gradients from Grade III to worse than Grade V according to the China Surface Water Environmental Quality Standards to investigate the purification effect of Eichhornia crassipes on CODcr， TN and TP in wastewater with different initial concentration. When the initial concentration of wastewater were CODcr 25.720～136.040 mg/L， TN 1.263～32.011 mg/L and TP 0.942～4.111 mg/L， respectively， the purification effects of Eichhornia crassipes on CODcr， TN and TP were well， the removal rate tends increased with increasing of initial concentration， the maximum removal rates could reach 80%， 97% and 98%， respectively. The results showed that the Eichhornia crassipes had satisfactory repair effect to different eutrophic water， especially suitable for purifying and repairing water worse than Grade V.

Key words： water hyacinth（Eichhornia crassipes）; eutrophic water; purification effect

水體富营养化是全球性的水环境问题，根据调查资料显示，中国目前比较典型的37个主要湖泊中，中营养型和中-富营养型的占比为55.8%，富营养型的占比为14.7%，重富营养型的占比为8.8%[1]。针对这一现状，采取一种效果优良且无二次污染的技术对水域水质进行修复和长效保持具有重要意义，利用水生植物进行水体净化修复是一种较好的选择。凤眼莲对氮、磷等养分、重金属、持久性有机污染物等具有很强的吸收累积与分解转化能力[2]，已在世界范围内被成功应用于处理各类废水。中国90%以上的水域污染是因水体中含量过高而引起的富营养化[3]，同时存在着有机物超标的现象。但是，各地水体富营养化的程度不同，而凤眼莲应用于处理不同程度富营养化水体的效果鲜见系统研究。因此，按照地表水环境质量标准（GB 3838-2002）规定的Ⅲ类水至劣Ⅴ类水的浓度范围配制5个不同初始碳、氮、磷浓度废水开展凤眼莲水培试验，研究凤眼莲对不同程度富营养化水体的净化处理效果，为实际水域环境中利用凤眼莲净化修复水质提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  材料

凤眼莲取自成都市三圣乡自然水域，去除枯叶、杂质，用清水培养7 d备用。水培试验装置为长×宽×高=50 cm×35 cm×40 cm的亚克力水箱。为保证试验过程中的模拟水体含有自然水体环境中微量元素和微生物，模拟试验水体用试验场地附近的河水添加葡萄糖、磷酸二氢钾、尿素等营养物质配制，试验用药品均为分析纯。由于试验在室外空地开展，为防止降雨、落叶等因素影响，在试验区上方搭建透明塑料大棚。

1.2  试验设计

试验于2018年6月20日启动，气温为25～33 ℃。5个水培试验装置中分别标注为1#、2#、3#、4#和5#，根据河水中化学需氧量（CODcr）、总氮（TN）和总磷（TP）的比例，按初始CODcr浓度分别为20、40、60、80、100 mg/L配制不同浓度梯度的试验用水，分别注入对应的装置中，起始水量均为60 L，经测定各装置中CODcr、TN和TP实际浓度如表1所示。选择重量、长势、根茎发达程度较一致的凤眼莲植株5组分别放入各装置中，经称量每个装置内凤眼莲植株重量均为（700±30） g。试验启动后，每天定时取样测定CODcr、TN、氨氮（NH4+-N）和TP等试验指标。