盐地碱蓬对北塘河口水体的净化作用

中国环境学会  2011年 06月22日

  徐仰仓* 李飞飞,洪利亚,徐金, 王银  (天津科技大学海洋科学与工程学院,天津市海洋资源与化学重点实验室,  天津  300457)


  摘要:天津北塘河口附近海域水体富营养化日趋严重,赤潮事件频发严重。本文报道了盐地碱蓬对北塘河口水体的净化作用。结果表明,盐地碱蓬在涨潮的河口水(pH8.23,盐度3.23%,溶解氧3.82 mg/L)和落潮的河口水(pH8.10,盐度2.83%,溶解氧4.75 mg/L)中均能正常生长。生长在河口水中的盐地碱蓬明显降低了水中氨态氮、硝态氮及总磷的含量,其中涨潮的河口水中硝态氮的降低幅度最大。这一结果为综合治理渤海海水的富营养化提供了新的思路。


  关键词:盐地碱蓬;北塘河口;净化;富营养水.


  The purification effect of Suaeda salsa L. on water
  from Beitang estuary
  Yang cang Xu*, Fei fei Li, Li ya Hong, Jin Xu,Yin Wang
  (College of Marine Science and Engineering, Key Laboratory of Tianjin Marine   Resources and Chemistry, Tianjin Science & technology University, Tianjin, 300457,China) 
  Abstract: The water near Beitang estuary in Bohai Sea became more and more erutrophic. This paper reported the purification effect of Suaeda salsa L. on  eutrophic water in Beitang estuary. The Suaeda salsa L. grown well in water from Beitang estuary in the period both flow of the tide ( pH8.23,  salinity 3.23% and dissolved oxygen 3.82 mg/L) and ebb ( pH8.10,  salinity 2.83 % and dissolved oxygen 4.75 mg/L). The content of ammonia-N, nitrite-N and total phosphorus in the water from Beitang estuary were significantly decreased by Suaeda salsa L., and the dicrease level for nitrite-N in water from the flow of the tide was largest. These results gives a new idea for controlling eutrophic water in Bohai Sea.
  Key words: Suaeda salsa L.; Beitang estuary; purification; eutrophic water.


  1.引言


  渤海是一个半封闭的陆架边缘海,是受沿岸人为活动影响最为明显的海域之一。近年来海水富营养化日趋严重,赤潮事件频发,经济损失惨重。因此迫切需要采取有效措施净化富营养化的水体。净化富营养化水体的方法有多种,植物净化方法因低投资、低能耗、高效益等特点倍受国内外研究者的关注。然而,较多的研究成果却集中在植物对富营养化的淡水水体的净化。如何利用植物净化方法净化富营养化的海水?研究报道较少。本文选取了河水与海水交融处的水体——河口水、耐盐能力极高的植物——盐地碱蓬为材料,研究了盐地碱蓬对天津塘沽北塘口水体的净化作用。


  2. 材料与方法


  2.1 试验植物及处理
  盐地碱蓬(Suaeda salsa L.)种子采自天津市滨海新区,采回后自然晾干,保存于干燥器中。使用时洗净种子,消毒,25 °C 黑暗催芽2天,然后将带芽的幼苗栽培到含Hogland 完全营养液的培养床上,光照培养箱内培养,温度(25±1)℃,相对湿度45%~85%,光照时间14h/d(850mol m-2 s-1)。10天后将试验苗分为两组,一组换为新鲜的Hogland 完全营养液,另一组换为供试水样,继续在上述条件下培养。


  2.2 供试水样
  实验用水样取自天津塘沽北塘镇的彩虹桥下。取水时间6月---7月。
 

  2.3  测定项目和方法
  2.3.1  水质测定,用多参数水质检测仪 CX-401测定河口水的盐度、pH、电导率及溶解氧。
  2.3.2  叶片长度的测定采用丈量法。
  2.3.3 水体中总磷、硝态氮、氨态氮含量的测定,按国家标准进行(段水旺2000;国家环境保护总局 2002)。


  2.4  统计分析,采用组间t 检验法。


  3.结果与分析


  3.1 北塘河口水质测定
  北塘口是河水与海水的交融处,这里既有涨潮时倒灌过来的海水也有落潮时三大河流汇集于此的河水。我们测定了6—7月间这里的水质,结果发现:在该时间段内此处水的盐度明显高于淡水但又低于海水,pH值在8.0以上,氮、磷含量也随着涨潮、落潮的不同而不同(表1)。  
  表 1 北塘口6-7月间的水质(n=5)

     项目

水样

溶解氧

mg/L

pH

盐度

%

电导率ms/cm

氨态氮含量(mg/L

硝态氮含量(mg/L

总磷含量

mg/L

涨潮

3.82

±0.15

8.23

±0.17

3.23

±0.11

49.2

±2.12

0.4632

±0.07

1.1441

±0.09

0.3791

±0.093

落潮

4.75

±0.20

8.10

±0.13

2.83

±0.09

43.9

±1.85

0.4032

±0.05

0.2157

±0.086

0.4318

±0.087


  3.2 北塘河口水体对盐地碱蓬生长的影响
  10天龄的盐地碱蓬幼苗移栽到供试水样及Hoanland营养液中,观测植物在供试水样中叶片的生长速率。如图1所示,当盐地碱蓬分别移栽到涨潮和落潮的河口水中时,起初叶的长度均没有变化,生长处于停滞期。第4天时,移栽到落潮水的盐地碱蓬叶片开始变长,而移栽到涨潮水的盐地碱蓬叶片仍未变化,第6天时,移栽到涨潮水的盐地碱蓬叶片也增长了。说明盐地碱蓬已适应了新的生活环境,能在该水体中生长。
  
  3.3 盐地碱蓬对北塘河口水体中氮、磷的去除作用
  10天龄的盐地碱蓬幼苗移栽到供试水样中再培养10天,检测水体中硝态氮、氨态氮及总磷含量的变化。表2表明,不论在落潮的水体中还是在涨潮的水体中,盐地碱蓬均能有效地去除水中的氮、磷,其中对涨潮水中的硝态氮清除效率最高,达到了76.8%。
  表2  盐地碱蓬对北塘河口水体中氮、磷含量的影响(n=5)

   

总磷浓度(mg/L

氨氮浓度(mg/L

硝态氮浓度(mg/L

落潮

栽培前

0.4318±0.087

0.4032±0.05

0.2157±0.086

栽培后

0.2211±0.068

0.2358±0.097

0.1721±0.091

涨潮

栽培前

0.3791±0.093

0.4632±0.07

1.1441±0.09

栽培后

0.189±0.101

0.238±0.100

0.265±0.111

 

  我国2008年的海洋环境公报指出,目前,渤海污染海域面积占其总面积的比例最高,是我国环境与生态问题最突出的海区。天津市海洋局、天津市环境监测中心及天津市水产局的检测结果均显示北塘河口附近的海域是渤海污染最严重的区域,主要的污染物为:无机氮、活性磷酸盐和石油类。如何治理污染的海域是急待解决的问题。北塘河口位于天津市开发区,是典型的潮汐河口。氯度变化于3.5—19.1克/升之间,按照Redeke的方法分类,属于中盐水至海水范围(钟贻诚 1984)。
  盐地碱蓬(Suaeda salsa(L.)Pall.)为一年生藜科碱蓬属草本植物,具有耐旱、耐寒、耐涝、耐盐碱、适应性强等特性,主要生长于海滨、湖边、荒漠等处的盐碱荒地,是盐碱地的典型指示植物(吴咏梅 2001)。盐地碱蓬可以在含盐量为2-18克/升的盐土中正常生长(李存桢 2005)。本实验的研究结果表明,盐地碱蓬在盐度2.83—3.23%、pH 8.1—8.23之间的河口水体中能正常生长,且对该水体中的氮磷具有明显地去除效果,特别对涨潮时河口水中的硝态氮去除效果更明显。这为综合治理富营养化的渤海水域提供了新的思路。
   
  参考文献:
  段水旺,章申, 陈喜宝. 长江下游氮、磷含量变化及其输送量的估计. 环境科学, 2000,21(1):53-56.
  国家环境保护总局,《水和废水监测分析方法》编委会编. 水和废水监测分析方法(第4 版) 北京,中国环境科学出版社, 2002.254-257.
  吴咏梅,赵清,张云生等. 特用植物-盐地碱蓬. 新疆畜牧业,2001,3:23-24.
  钟贻诚,李玉和,张鉴光. 北塘河口浮游动物生态的初步研究.生态学报, 1984,12:393-400.
  李存桢,刘小京,杨艳敏,刘春雨. 盐胁迫对盐地碱蓬种子萌发及幼苗生长的影响.中国农学通报,2005,21:209-212.
  杨彦军,韩会玲,龚欣欣. 不同植物净化富营养化水体的静态试验研究.中国农村水利水电,2009,4:28-30.
   
  *通讯联系人:xuyc@tust.edu.cn
  基金项目:国家自然科学基金资助(30670493).
   

 
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