唐海樺 黃慶松 游 敏

（深圳市龍崗區(qū)布吉高級中學 廣東深圳 518112）

河流污染一直是深圳市的環(huán)境治理難題。近年來，深圳市大力推進水環(huán)境綜合治理工作，總體水環(huán)境質量呈現逐步改善態(tài)勢，但深圳市劣Ⅴ類河流仍占一半以上，尤其是五大重點河流——茅洲河、深圳河、觀瀾河、龍崗河、坪山河的污染問題仍未得到根本性解決［1］。常見的污染問題是水體的富營養(yǎng)化及工業(yè)的重金屬污染，目前常見的治理方法包括工程措施和化學措施，但是這些措施經濟投入大，治理效果也不是非常理想和穩(wěn)定。越來越多的人提出生物治理法，即利用植物本身對水質的凈化能力以達到治污的方法。這種植物修復技術作為一種新型富營養(yǎng)化水體修復技術，具有可操作性強、運行成本低、生態(tài)風險小、景觀效果好等優(yōu)點，但不同的植物對于富營養(yǎng)化水體的凈化效果及凈化機理不同，不同植物對不同富營養(yǎng)化水體的影響也不盡相同。當前迫切需要經濟高效的水體凈化技術，因此，篩選出凈化效果較好的植物，闡明其對不同富營養(yǎng)化水體的影響及凈化機理，對今后富營養(yǎng)化水體的凈化修復有著至關重要的作用［2-3］。

香蒲（Typha orientalisPresl.）是多年生水生、濕生的挺水植物，菱（Trapa bispinosaRoxb.）是一年生浮水水生植物，金魚藻（Ceratophyllum demersumL.）是多年生草本的沉水性水生植物，這3 種植物對水質均有凈化效果，分別作為挺水、浮水和沉水植物的代表，混種時可在水體中形成垂直群落結構，能有效利用水體空間，可用于研究深圳甘坑水污染水質的凈化效果。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 選取香蒲、菱和金魚藻3 種植物若干，龍崗區(qū)甘坑小鎮(zhèn)的甘坑水作為水源。

1.2 實驗分組 設置空白對照組（不種植任何植物）、種植香蒲組、種植菱組、種植金魚藻組、種植香蒲+菱組、種植香蒲+金魚藻組、種植菱+金魚藻組、種植香蒲+菱+金魚藻組，每組各取生長狀況一致、大小重量相同的5～10 根幼苗，每組設置2次重復，共設置16 組。

1.3 實驗方法 用流水將植物洗凈，用吸水紙吸干水分，稱重后均勻搭配；取大小相同的無色透明桶，隨機分組，按組別分別將植株置于桶中，再向桶中加入污染水，每組的液面高度相同。晚上補光，連續(xù)培養(yǎng)30 d。每周同一時間收集培養(yǎng)植物的水2 次，檢測前用靜置過夜的自來水補充至標記液面，再分別采用W-Ⅱ型便攜水產水質分析儀檢測水質情況，選取其中氨氮-N、亞硝酸鹽、磷酸鹽和銅、鉻離子5 個指標進行詳細分析［4-7］。

1.4 數據統(tǒng)計與分析 所有檢測2 次重復計算平均值，使用Excel 進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 凈化水體總效果分析 香蒲、菱和金魚藻3種植物在水樣中生長狀況良好，培養(yǎng)30 d，動態(tài)取樣4 次，每次取樣檢測2 次，以水體中氨氮-N、亞硝酸鹽、磷酸鹽和銅、鉻離子的含量變化為主要指標分析植物的水質凈化能力，結果顯示3 種植物對水中各項污染物均有明顯的去除效果，不同水生植物對污染物的去除效果有所差別。

2.2 凈化氨氮-N 效果分析 經3 種水生植物的單獨培養(yǎng)發(fā)現，1 個月內，香蒲、菱和金魚藻均能使甘坑水水體中氨氮-N 的含量呈現逐步降低的趨勢（圖1），氨氮-N 含量由15.25 mg／L 的初始濃度分別降低至5.25 mg／L、3.35 mg／L、3.95 mg／L。其中菱的凈化效果更為突出，去除率達78.0%（表1）。同時增設的混合培養(yǎng)組香蒲+菱、香蒲+金魚藻、菱+金魚藻、香蒲+菱+金魚藻，結果顯示，混合組對水體中氨氮-N 的含量也有明顯地降低效果，其凈化效果與單獨培養(yǎng)組相差不大（圖2）。

圖1 不同水生植物單獨培養(yǎng)組水樣中氨氮-N 含量變化

表1 深圳甘坑水水體中氨氮-N 去除率（單位：%）

圖2 不同水生植物混合培養(yǎng)組水樣中氨氮-N 含量變化

2.3 凈化亞硝酸鹽效果分析 經3 種水生植物的培養(yǎng)發(fā)現，1 個月內，香蒲、菱和金魚藻均能使甘坑水水體中亞硝酸鹽的含量呈現逐步降低的趨勢（圖3），亞硝酸鹽含量由0.245 mg／L 的初始濃度分別降低至0.045 mg／L、0.005 mg／L、0.025 mg／L。其中菱的凈化效果更為突出，去除率達98.0%（表2）。同時增設的混合培養(yǎng)組香蒲+菱、香蒲+金魚藻、菱+金魚藻、香蒲+菱+金魚藻，結果顯示，混合組對水體中亞硝酸鹽的含量也有明顯地降低效果，較香蒲和金魚藻的單獨培養(yǎng)組更明顯，但幾種組合培養(yǎng)之間基本一致（圖4）。

圖3 不同水生植物單獨培養(yǎng)組水樣中亞硝酸鹽含量變化

圖4 不同水生植物混合培養(yǎng)組水樣中亞硝酸鹽含量變化

表2 深圳甘坑水水體中亞硝酸鹽去除率（單位：%）

2.4 凈化磷酸鹽效果分析 經3 種水生植物的單獨培養(yǎng)發(fā)現，1 個月內，香蒲、菱和金魚藻均能使甘坑水水體中磷酸鹽的含量呈現逐步降低的趨勢（圖5），磷酸鹽含量由3.325 mg／L 的初始濃度分別降低至0.953 mg／L、0.905 mg／L、0.813 mg／L。其中金魚藻的凈化效果稍顯突出，去除率達75.5%（表3）。同時增設的混合培養(yǎng)組香蒲+菱、香蒲+金魚藻、菱+金魚藻、香蒲+菱+金魚藻，結果顯示，混合組對水體中磷酸鹽的含量也有明顯的降低效果，較單獨培養(yǎng)組更明顯，菱+金魚藻混合組的去除率較香蒲+菱+金魚藻混合組更高（圖6）。

圖5 不同水生植物單獨培養(yǎng)組水樣中磷酸鹽含量變化

表3 深圳甘坑水水體中磷酸鹽去除率（單位：%）

圖6 不同水生植物單獨培養(yǎng)組水樣中磷酸鹽含量變化

2.5 凈化銅離子效果分析 經3 種水生植物的單獨培養(yǎng)發(fā)現，1 個月內，香蒲、菱和金魚藻均能使甘坑水水體中銅離子的含量呈現逐步降低的趨勢（圖7），銅離子含量從0.16 mg／L 的初始濃度分別降低至0.035 mg／L、0.09 mg／L、0.025 mg／L。其中香蒲和金魚藻的凈化效果較為突出，去除率分別達78.1%和84.4%（表4）。同時增設的混合培養(yǎng)組香蒲+菱、香蒲+金魚藻、菱+金魚藻、香蒲+菱+金魚藻，結果顯示，混合組對水體中銅離子的含量也有明顯降低效果，較單獨培養(yǎng)組的效果更明顯（圖8）。

圖7 不同水生植物單獨培養(yǎng)組水樣中銅離子變化

表4 深圳甘坑水水體中銅去除率（單位：%）

圖8 不同水生植物混合培養(yǎng)組水樣中銅離子變化

2.6 凈化鉻離子效果分析 經3 種水生植物的單獨培養(yǎng)發(fā)現，1 個月內，香蒲、菱和金魚藻均能使甘坑水水體中鉻離子的含量呈現逐步降低的趨勢（圖9），鉻離子含量從0.34 mg／L 的初始濃度分別降低至0.285 mg／L、0.215 mg／L、0.2 mg／L。其中金魚藻的凈化效果較為突出，去除率達41.2%（表5）。同時增設的混合培養(yǎng)組香蒲+菱、香蒲+金魚藻、菱+金魚藻、香蒲+菱+金魚藻，結果顯示，混合組對水體中鉻離子的含量也有明顯降低效果，除香蒲+金魚藻混合組之外，均較單獨培養(yǎng)組更明顯。短期內，菱+金魚藻混合組凈化鉻離子的效果最好（圖10）。

圖9 不同水生植物單獨培養(yǎng)組水樣中鉻離子含量變化

表5 深圳甘坑水水體中鉻離子去除率（單位：%）

圖10 不同水生植物混合培養(yǎng)組水樣中鉻離子含量變化

3 結論

上述實驗結果表明，所選的3 種水生植物均能有效降低水體中氨氮-N、亞硝酸鹽、磷酸鹽和銅、鉻離子等污染物的含量。單獨培養(yǎng)時，菱主要用于去除富營養(yǎng)化水體中的氨氮-N、亞硝酸鹽、磷酸鹽等主要污染物，對氨氮-N 和亞硝酸鹽的凈化效果尤為突出；金魚藻主要用于去除污染水質中的銅、鉻等重金屬離子；三者對磷酸鹽的去除效果相近。混合培養(yǎng)組的效果總體高于單獨培養(yǎng)的實驗組，但混合種植組之間凈化效果相差不大?？傮w上，3 種植物（香蒲+菱+金魚藻）混合培養(yǎng)時的凈水效果最佳。這樣由多物種形成的垂直結構，可充分利用水體空間，為城市創(chuàng)建凈化水源的立體修復體系提供參考。