6种观赏植物对水体的净化作用研究

摘要在富营养化水体中，以旱伞草（Cyperus alternifolius）、石菖蒲（Acorus gramineus）、水生鸢尾（Iris pseudoacorus）、铜钱草（Hydrocoty le vulgaris）、美人蕉（Canna indica）和金边黄杨（Euonymus Japonicus cv.Aureo-ma）6种具有一定观赏价值的花卉植物作为试验材料，跟踪水体TN、TP、COD、EC变化，研究水上栽培花卉对污水水体的净化效果。结果表明：混合栽培各种花卉对水体净化作用明显，60 d后TN、TP、COD、EC降低率分别为88.0%、84.0%、73.0%、40.2%；比较各植物单位面积中的N、P、K吸收量，N吸收量最大的是石菖蒲，P吸收量最大的是旱伞草，K吸收量最大的是水生鸢尾。综合各因素，表明旱伞草、石菖蒲、铜钱草和美人蕉是较好的净化植物，对污水水体的净化作用较明显，可进行合理利用。

关键词富营养化；花卉植物；净化作用

中图分类号Q948.8文献标识码A文章编号 1007-5739（2011）22-0281-01

随着我国人口增长以及工业化、城市化进程的不断发展，许多河流、湖泊及景观水体都受到不同程度的污染。据调查，我国近90%以上湖泊处于营养及富营养状态。与此同时，全国93%的公园水体遭到不同程度的污染，水体黑臭及富营养化现象比较严重[1]。水体富营养化治理已成为当今世界性环境难题，20世纪60年代以来各国先后对其进行大量研究，并提出相应的对策、措施。总体来说，水体净化技术有以下几种：物理净化法、化学净化法、生物净化法、自然净化法，其中生物净化法是利用生物对污染物的氧化、分解、吸收、吸附等能力，通过人工创造有利于生物生长的环境，使生物在生长繁殖过程中净化污染物，包括微生物净化及水生植物净化技术，是最环保而持久有效的净化技术[2]。利用植物特别是水生植物及喜水的陆生植物的根系微生物分解有机化学物质及植物的光合作用吸收水中的氮、磷和部分重金属及有机物质，达到净化水体的功能[3]。在进行20多种当地植物在水池中栽培试验的基础上，该研究选取存活率高、生长旺盛、水质净化效果好的6种花卉植物，对其水质净化功能进行研究，可为公园水体的美化、净化提供参考。

1材料与方法

1.1供试植物

选取湖南省长沙地区适应性强、湖南省核农学与航天育种研究所花卉室无土栽培培养的水生及喜水的陆生植物，分别为旱伞草（Cyperus alternifolius）、石菖蒲（Acorus gra-mineus）、水生鸢尾（Iris pseudoacorus）、美人蕉（Canna indica）、铜钱草（Hydrocotyle vulgaris）和金边黄杨（Euonymus Japoni-cus cv.Aureo-ma）。

1.2试验方法

浮岛制作：选用100 cm×100 cm×4 cm的泡沫塑料板作为浮岛植物的栽培载体，按一定间距在塑料板上打孔（孔直径为12 cm），根据定植杯大小确定间距，用于栽培植物的基质为不浇任何肥料用水饱和的珍珠岩。试验在湖南省核农学与航天育种研究所专用净化水池中进行，水池深30 cm、长10 m、宽1.5 m，水源为农科院地下管道水加少量有机肥配置，试验水体起始各项指标为：EC值0.418 ms/cm，总氮（TN）20.5 mg/L，总磷（TP）5.1 mg/L。参照《地面水环境质量标准（GB3838-2002）》，该水池严重超出地表Ⅴ类水标准。试验水池建在室外，但试验期间搭建塑料遮雨棚。试验于2010年4—9月进行，第一阶段：6种供试植物从幼苗期开始移栽至塑料盆平均放入浮岛载体中，每块泡沫板上栽12盆植物，试验期间不施任何肥料，仅靠水体为植物提供营养[4-5]；试验期间密切观察植株生长情况，统计植株成活率（30 d后成活植株数/栽培植株数）；每4 d测试水的EC浓度；分别于生长30、60 d时取水样进行TN、TP、COD、BOD5的分析测定，最后在60 d后测定各品种的生物量，包括吸收N、P、K的量。第二阶段：用各生长成熟的植株单独放入重新加入水的水池中，每4 d测试水的EC浓度，比较每种植物的净化效果。

试验中的EC值表示水溶液的电导率（电阻的倒数），其数值与水中的离子浓度成正比，数值越大，水的离子浓度越高；数值越小，水的离子浓度越低。电导率采用DDS-307型实验室电导率仪测定；TN采用紫外分光光度仪测定，TP采用钼酸铵分光光度法测定，COD采用重铬酸钾法测定，结果以每次取3个不同点的平均值计。

2结果与分析

2.1浮岛栽培6种植物的成活率与生长量

经生物统计方法得6种植物的成活率和60 d生长量（表1）。6个花卉品种浮岛栽培成活率高，均达100%，比较60 d植物生长量大小，依次为旱伞草＞石菖蒲＞水生鸢尾＞美人蕉＞铜钱草＞金边黄杨。其中旱伞草生长量最大，金边黄杨生长量最小。这是由于旱伞草、石菖蒲、水生鸢尾、美人蕉和铜钱草都是湿生类植物，适宜于水中生长，特别是旱伞草伸入水中的根系特别发达，而木本的金边黄杨不太适于长期淹水进行漂浮种植，生长缓慢。因此，从适应性看，前5种植物适合水上栽培，而金边黄杨虽能生长，但长势不好，作水上浮岛植物栽培时选择水生及湿生类植物较好。

2.260 d后各植物对N、P、K的吸收量比较

水上栽培2个月后收割植物，将植株送湖南农业大学进行植物营养学科检测N、P、K含量（表2）。一般植物体不同部位对N、P、K的吸收能力也有不同，可以看出铜钱草吸收N、P、K的能力最强，综合去除N、P、K的效果比较好。结合生物产量与各植物吸收的N、P、K含量（表3），表明石菖蒲去除氮的能力最强，旱伞草去除磷能力的最强，水生鸢尾去除钾的能力最强，综合去除N、P、K能力最强的是旱伞草。

2.3浮岛栽培6种植物对水体总的净化效果

从6种植物生长30、60 d后各项指标数值（表4）可以看出，浮岛栽培6种花卉的水体中TN、TP、COD、EC都明显降低，说明浮岛栽培花卉植物对水质有较好的净化效果。这种水体美化净化效果，可为浮岛多种植物配置提供了依据。

2.46种植物单独种植的水池EC浓度的变化

EC值即电导率就是溶液传导电流的能力，水溶液的电导率与溶解固体量浓度成正比，纯净的水是不含任何物质的，电导率越高，水中导电的离子数越高；相反地，电导率越低，水的纯度就越高。当水中含有无机酸、碱、盐或有机带电胶体时，电导率就增加，通常用来表示水的纯度，因而是评价水质的重要指标，能综合评价浮岛系统对水质的净化作用。该研究测定6种植物分别种植在水池中的水体EC浓度变化（图1）。可以看出，20 d后石菖蒲的EC降低率最大为30.6%，其次是旱伞草（33.0%）、水生鸢尾（28.4%）、铜钱草（27.0%）、美人蕉（22.3%），最低的是金边黄杨（8.9%）。

3结论

该文旨在前人研究的基础上，提供几种花卉植物净化污水的技术指标，通过测试6种花卉植物净化富营养化水体的效果，以为景观水体的生态设计提供一定的植物参考，探索一条在治理环境的同时又美化环境的可持续发展之路[6]。试验研究6种植物在治理富营养化水体中的作用，可为今后合理利用这些植物治理城市景观水体及河流污染提供依据。

4参考文献

[1] 孙刚，盛连喜.湖泊富营养化治理的生态工程[J].应用生态学报，2001， 12（4）：590-592.

[2] 田伟君，王超，李勇，等.城市污染水体强化净化技术研究进展[J].河海大学学报：自然科学版，2004，32（2）：136-139.

[3] MEYER J L.Streamhealth：incorporating the human dimension to advance stream ecology[J].Journal North American Benthological Society，1997，16（2）：439-447.

[4] 卢进登，赵丽娅，康群，等.人工生物浮床技术治理富营养化水体研究现状[J].湖南环境生物职业技术学院学报，2005，11（3）：214-218.

[5] 井艳文，胡秀琳，许志兰，等.利用生物浮床技术进行水体修复研究与示范[J].水利科学研究，2003（6）：18-19.

[6] 王庆海，段留生，李瑞华，等.几种生物植物净化能力比较[J].华北农学报，2008，23（2）：217-222.

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