不同种类浮萍对磷的去除及其体内磷的累积变化研究

叶平平，金 杰，侍 远

（安徽绿华环境科技发展有限公司，安徽 合肥230061）

1 引言

随着合肥特大城市建设及工业化的快速发展，环巢湖流域农业生产所产生的面源污染越来越严重。农村城镇生活污水以及畜禽养殖场所产生的氮磷废水，造成了沿湖各支流以及湖体的高度富营养化。由于环巢湖流农村所产生的生活污水，农业畜禽养殖业所产生的高氮磷废水分布范围广，很难用工业污水处理方法来进行处理，一种投资少、费用低，操作管理简便、适合农村特点，容易推广的就地净化技术是急需解决的关键技术问题。而用浮萍净化富营养化水体是一种磷去除效率较高且处理成本相对较低的自然水体生态修复方法。浮萍不仅对废水中的磷具有较高的耐性，而且具有明显的净化作用，本文以巢湖流域常见的三种浮萍为研究对象，研究了三种浮萍对地表水浓度范围的磷吸收作用以及HPO24－在三种浮萍体内的积累变化和三种浮萍对磷的吸收作用占总去除作用的研究。探讨了浮萍处理含磷污水系统的去除磷途径。为浮萍进行巢湖流域的除磷生态修复提供了理论基础，为浮萍对地表水除磷生态修复提供了理论依据。

2 材料与方法

2.1 实验原理

将不同种类的浮萍分别放在不同浓度的正磷酸盐培养液中培养，并测试培养前后磷浓度的变化及浮萍体内的磷积累变化。

2.2 供试浮萍的预处理

将采集回来的三种浮萍，分别取50g左右，并用蒸馏水反复冲洗根部和叶片表面，以去除根部附带的泥土，将三种浮萍分别放入3个不含磷（KH2PO4）的Hoagland＇s E－Medium培养箱饥饿培养24h（光照时间16∶8，自然光照，24～36℃，pH＝6.5）以避免浮萍因对营养物质的吸收饱和所造成的实验误差（表1）。

表1 Hoagland＇s E－Medium培养液配方

2.3 实验方法

将经过饥饿处理后的浮萍从培养箱中取出，用蒸馏水将浮萍的根部和叶片表面进行冲洗，并取适量放入循环水式真空吸滤机中吸滤浮萍表面的水分，在此过程中注意不要弄坏浮萍的根部，并以吸滤机不再吸滤出水分1min为标准，将吸滤好的浮萍放在精度为0.0001的电子天平上准确称量出2g浮萍。然后将称量好的浮萍分别 放 入 含 0.01mgP／L、0.05mgP／L、0.1mgP／L、0.2mgP／L、0.5mgP／L（用 KH2PO4配制）含 Hoagland＇s E－Medium培养基的1000mL大烧杯中。使其刚好可以覆盖1000mL烧杯培养液表面积的1／2。然后每组设3个平行样，在自然条件下（温度为24℃～26℃，光暗时间比为16∶8，自然光照）培养24h。在此过程中，每天酌情用蒸馏水补充因自然蒸发而消耗的水分。并每天测定培养液中磷的变化。总磷的测定采用钼酸铵分光光度法对总磷的测定方法。浮萍粗蛋白的测定（凯氏定氮法）：浮萍组织中总磷的测定（钒钼黄吸光光度法）：准确吸取定容过滤或澄清后的消煮液5～20mL放入50mL容量瓶中，加2滴二硝基酚指示剂（二硝基酚指示剂（ρ＝2g／L）：0.2g2，6－二硝基酚或，4－二硝基酚溶于100mL水中），滴加6mol／LNaOH中和至刚呈黄色，加入10.00mL钒钼酸铵试剂（钼酸铵溶液：25.0g钼酸铵［（NH4）6Mo7O2·4H2O，分析纯］溶于400mL水中，必要时可适当加热，但温度不得超过60℃。另将1.25g偏钒酸铵（NH4VO3，分析纯）溶于300mL沸水中，冷却后加入250mL浓HNO3（分析纯）。将钼酸铵溶液缓缓注入钒酸铵（溶液中，不断搅匀，最后加水稀释至1L，贮于棕色瓶中），用水定容。15min后，用1cm光径的比色槽在波长440nm处进行测定，以空白溶液（空白溶液消煮液按上述步骤显色），调节仪器零点。

3 结果与分析

三种浮萍在不同磷浓度培养条件下对磷的去除率，以及磷在浮萍体内的积累变化以及三种浮萍对磷的吸收作用占总去除作用的百分比见表2。

表2 三种浮萍在不同磷浓度培养条件下对磷的利用率及对磷的去除率变化

由上表可以看出，三种浮萍在低浓度的HPO2－4培养条件下对磷的去除率随浓度的增高而降低。其中，在0.01mgP／L的培养条件下，芜萍和稀脉浮萍对磷的去除率均高于紫萍，达到90%，随着浓度的增加，到浓度在0.5mgP／L培养条件下三种浮萍对磷的去除率都有所减小，紫萍、稀脉浮萍、芜萍对磷的去除率分别为57.2%、47.2%、34.2%。三种浮萍对磷的利用率也是不尽相同的，对磷的利用率呈现随着磷浓度的增加而降低。在0.01mgP／L的培养条件下，芜萍和稀脉浮萍对磷的吸收率均高于紫萍，分别为85%和84%。而紫萍只有60%。当浓度在0.5mgP／L培养条件下三种浮萍对磷的去除率都有所减小，紫萍、稀脉浮萍，芜萍对磷的去除率分别为48.9%、21.9%、30.64%（表3）。

表3 三种浮萍对不同浓度磷的去除率比较

表4 三种浮萍对磷的吸收作用占总磷去除作用百分比比较

由表4可以看出三种浮萍基本上通过吸收作用来达到对总磷的去除目的，三种浮萍对磷的吸收作用占总磷去除作用百分比和培养液中磷离子的浓度无明显规律。但是通过70%以上的所占比例可以说明浮萍对磷的直接吸收是其净化作用的主要机制之一。

［1］ 邓 泓，何国富，邢和祥，等.河道水体富营养化污染综合治理的研究［J］.环境科学与技术，2008，31（2）：132～135.

［2］ 张志勇，郑建初，刘海琴，等.凤眼莲对不同程度富营养化水体氮磷的去除贡献研究［J］.中国生态农业学报，2010，18（1）：152～157.

［3］ 沈根祥，胡 宏，沈东升，等.浮萍净化氮磷污水生长条件研究［J］.农业工程学报，2004，20（1）：284～287.

［4］ 种云霄，胡洪营，钱 易.细脉浮萍和紫背浮萍在污水营养条件下的生长特性［J］.环境科学，2004，25（6）：59～64.

［5］ 刘 杰，黄 辉，赵 浩，等.浮萍生长及其除磷效率的影响因素的研究［J］.环境污染与防治，2007，29（7）：521～524.