沉水植物镶嵌组合对鲟鱼养殖水体的修复效果

王金乐，向 燕，周 洲，张龙涛，孔 杰，关 梅

（贵州省水产研究所，贵州贵阳550025）

沉水植物镶嵌组合对鲟鱼养殖水体的修复效果

王金乐，向 燕，周 洲，张龙涛，孔 杰，关 梅

（贵州省水产研究所，贵州贵阳550025）

为筛选出修复鲟鱼养殖水体污染效果较好的沉水植物镶嵌组合，在贵州惠水县高镇镇鲟鱼养殖基地选取苦草、金鱼藻和水车前3种沉水植物两两镶嵌组合，进行污染水体修复的模拟试验。结果表明：苦草、金鱼藻和水车前两两镶嵌组合对鲟鱼养殖水体中总氮、总磷和铜都具有较好的净化作用，其中，水车前＋金鱼藻组合对主要水质污染贡献因子5日生化需氧量（BOD5）、总氮（TN）、铅（Pb）的削减率分别达22.18%、12.53%和34.48%，水车前＋金鱼藻可作为鲟鱼养殖水体修复的最优镶嵌组合。

沉水植物；植物修复；镶嵌组合；鲟鱼

植物修复是一项绿色、环境友好型的污染治理技术［1］，水体植物修复以独特的优势成为生物修复机理研究的新领域，并成为当前国内外研究的热点。水环境植物修复的核心是水生植物，植物筛选是植物修复研究领域的重要内容之一［2］。目前，诸多研究采用单一水生植物进行水体修复，但实践表明，单一植物修复净化效果不稳定，并且在部分月份存在水质恶化现象；多种水生植物合理搭配比单一植物净化率高且净化效果更稳定［3］。尤其是沉水植物具有直接从底泥中吸收营养物质的能力，净化效果比浮游植物更好［4］。为此，笔者于2013年9—10月在贵州省惠水县高镇镇姚兴村鲟鱼养殖基地，选取修复水体富营养化效果较好的沉水植物苦草（Vallisneria）、金鱼藻（Ceratophyllum demersumL.）和水车前〔O.alismoides（L.）Pers.〕［5］，采取两两镶嵌组合进行水体修复试验，以筛选出修复效果最优的组合，为污染水体修复提供参考。

1 材料与方法

1.1 沉水植物

苦草、金鱼藻和水车前取自花溪国家十里河滩公园清理打捞点。苦草属水鳖科苦草属多年生无茎沉水草本，其根系发达，叶片狭长可随水流运动而波动，对水质的适应性较强，被认为是生态修复的先锋种［6］。金鱼藻属金鱼藻科金鱼藻属多年生沉水草本，别名细草、鱼草，群生于池塘、水沟、稳水小河、温泉流水及水库中，为喜氮植物，水中无机氮含量较高时长势较好［6］。水车前属水鳖科沉水草本，别称水带菜，我国南北均产，生于池塘、沟溪或水田、净鱼池沼中［7］。

1.2 鲟鱼流水养殖池的设置及处理

鲟鱼流水养殖池4个，即C1、C2、C3和C4，其中C1～C3分别填20cm厚泥土后进行苦草、金鱼藻和水车前两两镶嵌组合种于其中。为保持栽种的沉水植物能够扎根生长，同时防止流鱼池中注水后泥土被水冲刷殆尽，或因放入鲟鱼后搅动水底造成泥土经排水口排出造成损失，分别在鱼池出口处垒葺高50cm、厚25cm的砖墙。C4鱼池内不种植水草作为对照池（CK）。鱼池设置好后注水深50cm，待土壤稳定1周后种植水草，再注水至鱼池2／3处，控制平日注水和排水流量约为基地用水进出水流量。鱼池中栽种水草约15d后，分别在4个鱼池中放置鲟鱼，C1、C2、C3、C4鱼池中分别放置鲟鱼3尾、4尾、5尾和7尾（表1），其他养殖管理措施按基地鲟鱼常规养殖标准执行。

表1 沉水植物镶嵌组合对鲟鱼养殖水体修复的模拟试验设置Table 1 The simulative experimental intercalation of sturgeon aquaculture water restoration

1.3 水质检测

水草种植驯化1周后，于9月4日、9月17日、10月10日、10月23日早晨光照不强时采集水质，采用GB3838－2002《地表水环境质量标准》检测方法测定pH、溶解氧（DO）、化学需氧量（CODCr）、5日生化需氧量（BOD5）、总磷（TP）、总氮（TN）、铜（Cu）和铅（Pb），计算削减率（E）。

式中，C0为初始水体污染物的浓度，即为对照鱼池水体的污染物浓度；C1为修复后水体污染物的浓度。

2 结果与分析

2.1 水质指标参数

2.1.1 pH、水温和溶解氧 从表2看出，在试验期内pH没有明显变化，水温呈先上升后下降趋势，溶解氧呈先下降后上升趋势。第2次采样温度升高，且早晨植物光合作用不大，水中溶解氧饱和值降低，造成溶解氧浓度下降；第3次、第4次采样温度逐渐降低，水中溶解氧饱和值升高，使得溶解氧浓度增高。溶解氧浓度为C3＞C2＞C1＞C4，表明，不同沉水植物镶嵌组合均有利于水体溶解氧的保持，其中以水车前＋金鱼藻镶嵌组合（C3）效果最好。

表2 不同沉水植物镶嵌组合对鱼池水质修复的指标参数Table 2 The water－quality index of simulative experimental

2.1.2 总氮和总磷 总氮浓度为C4＞C1＞C2＞C3，总磷浓度为C4＞C3＞C1＞C2（表2）。C4中泥土释放出土质中的氮及鲟鱼排放粪便造成总氮浓度偏高；其他鱼池因种植有沉水植物，对氮有较好的固定能力，所以总氮浓度降低，其中以水车前＋金鱼藻（C3）的效果最好。对磷固定能力以苦草＋金鱼藻（C2）的效果最好。

2.1.3 化学需氧量和5日生化需氧量 从表2看出，化学需氧量浓度为C1＞C4＞C3＞C2，5日生化需氧量浓度为C1＞C2＞C4＞C3。表明，C3的水质有机污染物含量降低，即水车前＋金鱼藻镶嵌组合对有机污染物的修复能力较强。

2.1.4 铜和铅 铜浓度为C4＞C1＞C3＞C2，铅浓度为C2＞C4＞C1＞C3（表2）。表明，苦草＋金鱼藻（C2）对重金属铜的固定、吸收能力较强，水车前＋金鱼藻（C3）对铅的固定、吸收能力较强。

2.2 净化效果

从表3看出，不同鱼池溶解氧的削减率均为负值，说明不同沉水植物镶嵌组合均可增加水体的溶解氧，其中以水车前＋金鱼藻（C3）的增加量最多，达4.01%；水车前＋金鱼藻对总氮、5日生化需氧量和铅的削减率最高，分别为12.53%、22.18%和34.48%。苦草＋金鱼藻（C2）对总磷、化学需氧量和铜的削减率最高，分别为53.16%、29.21% 和13.7%。

表3 不同沉水植物镶嵌组合对水质因子浓度的削减率Table 3 The removal rate of various combination on water quality factor%

3 结论与讨论

不同植物修复水环境的效果不同，姚瑶等［8］研究了苦草、金鱼藻、苔草、大苔草、黑藻、矮慈姑和皇冠草对水体的净化效果，其中苦草对氮的吸收固定能力最强，对氮的净化率高于其他沉水植物。刘佳能等［9］研究了不同水生植物对富营养化水体氮、磷的净化效果，以金鱼藻、苦草等沉水植物的去除效果较好，其中以金鱼藻的效果最好。谢佩君等［10］研究了苦草、金鱼藻和黑藻3种沉水植物对Cu和Pb复合污染的修复效果，从生物富集系数来看，金鱼藻和苦草对Cu、Pb的富集能力较强。这些研究表明，苦草、金鱼藻对修复污染水体具有较好的效果。研究结果表明，苦草、金鱼藻和水车前两两镶嵌组合对鲟鱼养殖水体中总氮、总磷和铜都具有较好的净化作用，其中，水车前＋金鱼藻镶嵌组合对主要水质污染贡献因子5日生化需氧量、总氮和铅［11］的削减率分别达22.18%、12.53%和34.48%，建议采用水车前＋金鱼藻作为鲟鱼养殖水体修复的镶嵌组合。

［1］马伟芳，赵新华，孙井梅，等.EDTA在植物修复复合污染河道疏浚底泥中的调控作用［J］.环境科学，2006，27（1）：85－90.

［2］张冬冬，肖长来，梁秀娟，等.植物修复技术在水环境污染控制中的应用［J］.水资源保护，2010，26（1）：63－65.

［3］刘足根，张 萌，李雄清，等.沉水－挺水植物镶嵌组合的水体氮磷去除效果研究［J］.长江流域资源与环境，2015，24（Z1）：171－181.

［4］张饮江，刘晓培，金 晶，等.沉水植物对水体净化的研究进展［J］.科技导报，2012，30（27）：72－79.

［5］秦巧燕，朱建强.磷的环境效应及水生植物修复技术研究进展［J］.长江大学学报：自然科学版，2010（4）：53－57.

［6］许 宽，刘 波，王国祥，等.苦草（Vallisneria spiralis）对城市缓流河道黑臭底泥理化性质的影响［J］.环境科学，2013，34（7）：2642－2649.

［7］徐勤松，施国新，周红卫.Cd、Zn复合污染对水车前叶绿素含量和活性氧清除系统的影响［J］.生态学杂志，2003，22（1）：5－8.

［8］姚 瑶，黄立章，陈少毅，等.不同沉水植物对水体氮磷的净化效果［J］.浙江农业科学，2011（4）：789－792.

［9］谭洪涛，朱 琳，张馨文，等.浮萍和金鱼藻对生活污水的净化效果［J］.安徽农业科学学，2016，44（2）：146－149.

［10］谢佩君，李铭红，晏丽蓉，等.三种沉水植物对Cu、Pb复合污染底泥的修复效果［J］.农业环境科学学报，2016，35（4）：757－763.

［11］王金乐，向 燕，张龙涛，等.贵州惠水鲟鱼养殖河段水质评价［J］.绿色科技，2015（5）：186－188.

（责任编辑：冯 卫）

Remediation of Submerged Plants Inlaid Combination on Sturgeon Aquaculture Water

WANG Jinle，XIANG Yan，ZHOU Zhou，ZHANG Longtao，KONG Jie，GUAN Mei
（Guizhou Research Institute of Aquaculture，Guiyang，Guizhou550025，China）

The authors selected Vallisneria，Ceratophyllum demersumand O.alismoides to constitute three different combinations for the sake of screening out the best combination for sturgeon aquaculture water phytoremediation.Three kinds of submerged plants were used in the simulating experiments of submerged plants which was carried out in sturgeon breeding base in Gao Town，Huishui County in Guizhou Province.Aquaculture water quality monitoring was implemented simultaneously in the simulating experiments.Results：There is a good remediation effect on TN，TP and Cu with all the three kinds of inlaid combination.And the removing rate of inlaid combination containing C.demersumand O.alismoides on the main water pollution contribution factors BOD5，TN and Pb reached 22.18%，12.53%and 34.48%respectively.And the best restorative effects of sturgeon aquaculture water was the combination containing C.demersumand O.alismoides，which should be adopted to renovate water body.

submerged plant；phytoremediation；inlaid combination；sturgeon

S965.215；S949

A

1001－3601（2016）07－0304－0081－03

2016－04－29；2016－06－12修回

贵州省科学技术基金项目“水产养殖废水的污染控制及其水生植物修复的研究”［黔科合J字（2012）2247］；贵州省农业科学院

专项“贵州山区鲟鱼致病菌株的分离鉴定及药敏特性研究”［黔农科院院专项（2013）005］

王金乐（1983－），女，研究实习员，硕士，从事环境污染与防治研究。E－mail：felicia＿lele＠163.com