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净水宝典（植物篇）：5种沉水植物的净水能力分析

发表时间：2021-10-26 12:22作者：张丹整理
文章附图

本文主要参考金树权博士等人发表的论文：《5种沉水植物的氮、磷吸收和水质净化能力比较》（环境科学，2017）




"苦草对水质的净化，有多少来自于直接吸收，有多少来自于间接净化？"





直接吸收作用、间接增效作用


沉水植物是预防和治理水体富营养化的重要举措，其改善河湖水生态系统的作用机制可分为3个层面：
① 自身净化作用。沉水植物通过根茎叶直接吸收底泥和水体中的N、P营养物质，并分泌一定的化感物质抑制藻类生长。
② 生境改善作用。沉水植物可有效增加水体DO含量，促进生物和非生物悬浮物质沉淀，抑制沉积物再悬浮，有效提高水体透明度。
③ 生物载体作用。为其他水生动物提供生存栖息场地，营造优质的微生物生存载体，通过微生物净化实现水环境的综合改善。


一般来讲：
①即代表沉水植物对N、P污染物的直接吸收作用；
②③可一并归为间接增效作用。
那么，这两种作用，各自对水质净化的贡献是多少？哪种作用才是沉水植物净化功能的主导？






试验设计


野外采集原水经充分混合后放入塑料桶内至50cm处，选用生长良好的5种沉水植物成熟植株（苦草、轮叶黒藻、金鱼藻、穗状狐尾藻、微齿眼子菜），统一修剪至株高25cm，清洗干净后种植在塑料桶内，各桶内初始种植50g。
为明确沉水植物的植株N、P吸收率占水质N、P去除率的比例，实验中不采用底泥进行栽培，采用陶瓷环和海绵固定沉水植物。
5种植物各设3个重复，另设3个空白对照。

△ 5种沉水植物



净化能力：黑藻＞金鱼藻＞苦草＞狐尾藻＞微齿眼子菜


试验结果表明，5种沉水植物对水体TN、TP的去除率范围为63%~83%、50%~70%，去除能力排序为：轮叶黒藻＞金鱼藻＞苦草＞穗状狐尾藻＞微齿眼子菜。
其中，轮叶黑藻对TN的去除率约为83.1%，对TP的去除率为70.8%。
苦草对TN的去除率约为72.0%，对TP的去除率为58.5%。
微齿眼子菜的净化能力处于5种植物种的较低水平，其对TN的去除率约为63.8%，对TN的去除率为49.2%。


△5种沉水植物的N、P去除率和各作用的贡献率/%

说明：本研究将水质N、P去除率分为直接吸收、间接增效和其他作用3部分贡献率。直接吸收贡献率通过计算植物N、P净吸收量获得；其他作用指不终止沉水植物条件下水体具备的自净能力；增效作用指通过沉水植物吸附、改善生境提高微生物转化能力而产生的净化作用。



水草净化主要来自间接增效作用，直接吸收仅占1.5%~13.3%


研究结果表明，5种沉水植物对N、P的直接吸收作用贡献分别为：1.5%~13.3%、2.2%~13.2%；扣除水体自净能力后，沉水植物的间接增效作用贡献率分别为：22%~30%、10%~20%。
由此可见，虽然沉水植物通过根茎叶直接吸收N、P的比例不高，但通过促进植物体吸附、改善生境提高水体微生物转化等增效作用明显。
沉水植物对水质的净化，更多来自于间接增效作用，这一结论与已有研究相符合。

附：本文实验为室内静水条件，和野外实际存在较大差异，研究结果或具有一定局限性，但关于直接吸收和间接增效贡献率的定量研究方法和结论，仍具备较好的借鉴意义。

参考文献：

金树权, 等. 2017. 5种沉水植物的氮、磷吸收和水质净化能力比较[J]. 环境科学
栏目：净水宝典系列
素材来源：水生态信息网

活水编辑：郭书岳

校对审核：李辰

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