不同贝类对富营养化水体净化效果的比较

储忝江，郭炜，黄辉，戴杨鑫

(杭州市农业科学研究院，浙江 杭州 310008)

水体富营养化是全球性的重大问题，直接影响了人类的生存与社会经济的可持续发展[1]。全球约有75%以上的封闭型水体存在富营养化问题，而且我国绝大多数湖泊也已经富营养化或正在富营养化[2-3]。作为最环保、成本最低的治理方法，生物调控技术可以有效的控制水体的富营养化进程[4]。

大型淡水双壳类是自然界水体中重要的滤食性底栖生物，在水体生态系统的物质循环和能量流动中起着重要的作用，而且也是可以供人类利用的水产资源[5-6]。其中背角无齿蚌(Anodontawoodiana)和三角帆蚌(Hyriopsiscumingii)是我国重要的淡水经济贝类，广泛分布于全国各大水系，对环境的适应能力强，喜在水流较缓或静水、泥底或泥沙底的河流、池塘中营底栖生活[7]。已有研究表明，背角无齿蚌和三角帆蚌通过大量过滤水体，在一定程度上能有效控制富营养化，达到改善水质的目的[8-10]。本试验以三角帆蚌和背角无齿蚌作为研究对象，比较它们的净化效果，以期为今后的富营养化水体生态修复提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

三角帆蚌和背角无齿蚌均取自兰溪市卧龙源水产养殖有限公司，选取大小规格一致(400.0±20.0)g、健康的个体。用刷子小心清除河蚌表面的附着物，置于清水中停食暂养备用。试验用水为试验当天采集的鱼类养殖池塘水。

1.2 处理设计

试验于2019年8月28日至9月16日在杭州市农业科学研究院水产研究所基地进行。试验共设计3个处理。处理1(空白对照)不放河蚌，处理2放置4只背角无齿蚌，处理3放置4只三角帆蚌，每处理重复3次。试验装置为柱状塑料桶(直径80 cm，高90 cm)，水深80 cm。在试验期间每隔4 d取1 L水样进行理化指标测定，进行取样时避免采集河蚌的絮状排泄物，同时采样后补充相同体积的去离子水。

1.3 测定指标

水体测量的理化指标包括总氮(TN)、总磷(TP)、悬浮物(TSS)、化学需氧量(CODcr)和叶绿素a(Chla)。TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(HJ 636—2012)；TP采用钼酸铵分光光度法(GB/T 11893—1989)；TSS采用重量法(GB/T 11901—1989)；COD采用重铬酸盐法(HJ 828—2017)；Chla采用分光光度法(HJ 897—2017)。

1.4 数据统计分析

去除率计算方法：

Kt=100%(C0-Ct)÷C0。

式中，Kt为消除率；t为采样时间(4、8、12、16 d)；C0为试验开始时的初始浓度；Ct为第t天的浓度。

所有试验数据的描述性统计及检验统计均采用SPSS 16.0进行，采用One-way ANOVA进行分析，显著性水平为P<0.05，所有图形均由Prism生成。

2 结果与分析

2.1 TN的去除效果

从图1可以看出，各处理组TN浓度均呈不同程度的下降趋势。试验前8 d，背角无齿蚌和三角帆蚌的TN下降较快，随后变化趋缓。直至试验结束时，背角无齿蚌和三角帆蚌对TN的去除率分别为54.7%和53.8%，两者间差异不显著，但都显著低于空白对照。

同时间无相同小写字母表示处理间差异显著，表2～4同。图1 不同处理组TN的浓度变化

2.2 TP的去除效果

从图2可以看出，各处理组TP浓度均呈不同程度的下降。试验的第12天，背角无齿蚌和三角帆蚌的TP浓度显著低于空白对照组。在试验结束时，背角无齿蚌和三角帆蚌对TP的去除率分别为31.9%和31.5%，3个处理组之间差异不显著。

图2 不同处理组TP的浓度变化

2.3 TSS的去除效果

从图3可以看出，背角无齿蚌和三角帆蚌处理组的TSS浓度都显著低于空白对照组，而两者间的去除效果差异不显著。试验结束时，背角无齿蚌和三角帆蚌对TSS的去除率分别为58.3%和60.2%。

图3 不同处理组TSS的浓度变化

2.4 CODcr的去除效果

从图4可以看出，各处理组中CODcr浓度均呈下降趋势。从第4天开始，背角无齿蚌和三角帆蚌处理组的CODcr浓度都显著低于空白对照组。只有在试验第8天，背角无齿蚌与三角帆蚌对CODcr去除效果之间呈显著差异。试验结束时，背角无齿蚌和三角帆蚌对CODcr的去除率分别为48.9%和51.0%。

图4 不同处理组CODcr的浓度变化

2.5 Chla的去除效果

从图5可以看出，背角无齿蚌和三角帆蚌处理组的Chla浓度都显著低于空白对照组，而两者间的去除效果差异不显著。试验结束时，背角无齿蚌和三角帆蚌对Chla的去除率分别为96.8%和94.2%。

图5 不同处理组Chla的浓度变化

3 讨论

目前用于富营养化水体生物调控主要有利用水生高等植物光和营养的竞争、鱼类的捕食等方法，然而水生高等植物的调控必须有足够的透明度，鱼类必须有足够的溶解氧，在富营养化严重的劣Ⅴ类水体中，上述指标往往限制了这些生物的生长[8]。贝类可以通过滤食悬浮颗粒提高水体透明度，从而改善生态系统的光照条件，为高等植物和鱼类提供适宜的生长环境[11]。研究表明，背角无齿蚌和三角帆蚌可以有效的控制藻类生长和悬浮物浓度[5，10]。本研究的结果也佐证了这一点，放置背角无齿蚌和三角帆蚌的处理组中，TSS和Chla的浓度都迅速降低，而且显著低于空白对照组。

滤食性贝类会将摄入的浮游植物、浮游动物、悬浮有机物和有机碎屑等以假粪的形式排入水体，从而影响水体中的氮、磷循环[12]。本试验结束时有蚌组(背角无齿蚌和三角帆蚌)与空白处理组之间总磷的浓度不存在显著差异，这与魏小飞等[10]的研究结果相似，可能原因是由于贝类本身的营养盐排泄作用导致。

背角无齿蚌和三角帆蚌可以有效的净化水质，在本试验中，2种河蚌对各水质理化指标的净化效果没有显著差异。而产生该情况的原因可能主要是由于两者都属于被动滤食者[13]，而其滤食效果主要受体重、温度和饵料浓度等因素影响[14]。使用三角帆蚌和背角无齿蚌控制水体的富营养化是一种行之有效的生物操纵方法，两者的处理效果之间差异不显著，因此，建议可以依据当地河蚌的价格以及取材的难易程度进行选择。