沉水植物对淡水养殖池塘底泥重金属Cu污染的修复效果分析

陈振针

摘要：对于淡水养殖池塘而言，其底泥含有大量的重金属Cu，为了更好地了解和把握沉水植物对重金属Cu污染修复效果，现以“广西省底泥重金属Cu污泥修复”为例，提出一种具有可行性的室内盆栽实验方法。首先，将Cu浓度分别为28.35mg/kg、28.35mg/kg、112.43mg/kg的苦草、轮叶黑藻和伊乐藻的培养时间设置为120d，然后，采用定期采集的方式，分别测定根际土壤和根茎叶部的相关指标，从而全面地研究沉水植物对重金属Cu修复效果。结果表明：通过开展本次实验，发现三种沉水植物对重金属Cu均表现出较高的耐受性，同时，植物种类不同，对重金属Cu富集效果也存在一定的差异。当实验结束后，实验组中的苦草、轮叶黑藻和伊乐藻三种沉水植物对重金属Cu去除率依次下降。苦草沉水植物对重金属Cu表现出的耐受能力更高。

关键词：沉水植物;养殖塘底泥;Cu污染;SOD;POD;脱氢酶

广西省淡水养殖池塘近年来出现严重底泥重金属Cu超标现象，严重影响了环境质量以及食品安全。为了实现对淡水养殖池塘底泥重金属Cu含量的科学控制，现利用轮叶黑藻、伊乐藻和苦草三种沉水植物对底泥重金属Cu污染进行科学修复和改善，结果表明，通过利用以上三种沉水植物，可以最大限度地提高底泥重金属Cu污染修复效果，为保证食品的安全性打下坚实的基础。

1 材料与方法

1.1 供试底泥

在本次实验中，通过对供试底泥进行筛选和检测，发现其Cu背景值和pH分别达到了28.35mg/kg、7.3，通过将Cu（NO3）2溶液加入到原始底泥中进行搅拌处理[1]，静置一段时间后，得到实验底泥，实验底泥的Cu含量达到了112.43mg/kg。

1.2 供试植物

本次实验中所用到的供试植物主要包含以下三种，分别是轮叶黑藻、伊乐藻和苦草，这三种沉水植物均来自于广西省淡水养殖池塘。然后，将高度为16cm、长势喜人的植株设置为实验材料，并将其移栽到生态缸中，生态缸底泥没有出现任何污染现象[2]。

1.3 实验设计

本次实验共设置了三个处理组和三个对照组，其中，轮叶黑藻、伊乐藻EN、苦草VN为对照组;轮叶黑藻+Cu、伊乐藻+Cu和苦草+Cu为处理组[3]。在此基础上，将三种沉水植物放置于通风良好的室内进行培养，培养时间分别为30d、60d、90d和120d。同时，还要向原始底泥中添加适量的自来水，这些自来水均经过暴晒处理，然后，将初始鲜重为200g 的沉水植物分别 放置于以下两个生态缸中，其中一个生态缸盛放有空白对照组底泥，另一个生态缸盛放有Cu 处理组底泥。

2 结果与分析

2.1 重金属铜对三种沉水植物生长特征的影响

三种沉水植物根茎叶收获鲜重变化特征如表1所示，从表1中的数据可以看出，当实验结束后，三种沉水植物所获得的生物量均呈现出不断增长的趋势，这说明浓度112.43mg/kg的重金属Cu胁迫，并没有对三种沉水植物的生长产生不良影响[4]。其中，轮叶黑藻和伊乐藻两种沉水植物 在整个生长阶段中，Cu处理组所获得总鲜重较高，远远超过对照组，但是，苦草所获得的总鲜重，与对照组相比，并没有表现出明显的差异，这说明苦草对Cu胁迫表现出更高的耐受性。

2.2 三种沉水植物不同部位对重金属铜的累积差异

在整个生长周期中，三种沉水植物各个部位所获得的Cu含量由高到低依次为根部、叶部、茎部。但需要注意的是，对于三种沉水植物而言，只有的茎和叶被收割处理，根部没有被收割处理，导致根部Cu含量相对较高，大约是茎叶根部Cu含量的1.3倍左右[5]，这表明根部表现出较高的阈值，有效地提高了Cu吸收富集效果。在整個对照组中，沉水植物类型不同，其根茎叶所对应的Cu含量存在一定的差异，按照由大到小的顺序进行排序，依次为轮叶黑藻、苦草和伊乐藻;在Cu处理组中，沉水植物类型不同，其根茎叶所对应的Cu含量存在一定的差异，按照由大到小的顺序进行排序，依次为苦草、轮叶黑藻和伊乐藻。这表明苦草具有较高的耐受能力，足以应付Cu的胁迫性，因此，可以将其设置为修复Cu污染的主要植物。

2.3 底泥中重金属铜含量随时间的动态变化

三种沉水植物对底泥重金属Cu的去除率如表2所示，从表2中的数据可以看出，随着三种沉水植物的不断生长，重金属Cu处理组中底泥Cu含量呈现出不断下降的趋势。当整个实验结束后，重金属Cu处理组中的三种沉水植物修复浓度均明显下降，同时，其Cu去除率从大到小依次为苦草、轮叶黑藻和伊乐藻;在对照组中，底泥重金属Cu含量尽管略有下降，但下降幅度不够明显，其对应的去除率均出现了大幅度下降。这说明，通过开展本次实验，发现底泥重金属Cu污染取得了有效修复和改善。

3 讨论

通过本次实验，得到以下结论：（1）在整个实验过程中，苦草、轮叶黑藻和伊乐藻并没有出现失绿、死亡现象，说明，三种沉水植物对重金属Cu均表现出较高的耐受性。（2）在Cu处理组中，沉水植物类型不同，其根茎叶所对应的Cu含量存在一定的差异，按照由大到小的顺序进行排序，依次为苦草、轮叶黑藻和伊乐藻。这表明苦草具有较高的耐受能力，足以应付Cu的胁迫性，因此，可以将其设置为修复Cu污染的主要植物。（3）通过开展本次实验，发现底泥重金属Cu污染取得了有效修复和改善。

参考文献

[1] 施沁璇，叶雪平，孙博怿，等.沉水植物对养殖池塘底泥中重金属的生物有效性[J].上海海洋大学学报，2020，26（14）：21-22.

[2] 王岩，高桂青，吕顺华，等.不同种植模式下沉水植物对Cu，Pb污染底泥的修复效果[J].南昌工程学院学报，2019，33（17）：45-46.

[3] 晏丽蓉.几种沉水植物对底泥中镉、铜、铅、锌修复作用的研究[D].浙江师范大学，2020，11（7）：130-131.

[4] 乔云蕾，李铭红，谢佩君，等.沉水植物对受重金属镉、锌污染的水体底泥的修复效果[J].浙江大学学报（理学版），2021，21（3）：1381-1382.

[5] 胡天印，谢佩君，晏丽蓉，等.菹草对底泥中重金属污染的修复效果[J].生态科学，2019，24（7）：35-38，34.