許銘宇 ，劉 雯 ，陳 平

（1.廣州普邦園林股份有限公司，廣州 510600﹔2.仲愷農業(yè)工程學院 環(huán)境科學與工程學院，廣州 510225；3.仲愷農業(yè)工程學院 園藝園林學院，廣州 510225）

水環(huán)境與水生態(tài)

4種水生動物對富營養(yǎng)化園林水體的凈化效果

許銘宇1，劉 雯2，陳 平3

（1.廣州普邦園林股份有限公司，廣州 510600﹔2.仲愷農業(yè)工程學院 環(huán)境科學與工程學院，廣州 510225；3.仲愷農業(yè)工程學院 園藝園林學院，廣州 510225）

以叉尾斗魚、鰱魚、食蚊魚、和田螺等4種水生動物為試驗對象，研究了在靜水條件下4種單一水生動物對富營養(yǎng)化園林水體中總氮（TN）、總磷（TP）、化學需氧量（COD）等水質指標的凈化效果。結果表明：4種水生動物在富營養(yǎng)水體中存活率均不同，且對水質存在明顯影響。鰱魚和食蚊魚在試驗結束時已全部死亡，叉尾斗魚和田螺均無死亡現(xiàn)象出現(xiàn)。隨著試驗中鰱魚和食蚊魚的逐漸死亡，水中的TN，TP，濃度呈快速增長的現(xiàn)象，其中對TN和的影響較大，試驗結束時其濃度比初始值分別高出16.37～18.35，17.19～19.65mg/L；叉尾斗魚對污水有較強的適應性，有效降低污水中TP，COD，、色素的濃度，其去除率分別可達15.5%，37%，40.8%，19.1%；而田螺對降低水中pH、色度值具有較好的作用，對污水COD也有較好的去除效果，其去除率為36.5%，接近叉尾斗魚的去除效率。因此，叉尾斗魚和田螺可優(yōu)選為水體凈化材料。

水生動物；富營養(yǎng)化；園林水體；水質指標；凈化效果

水生動物對維持生態(tài)系統(tǒng)功能具有重要作用，對水體中營養(yǎng)物質循環(huán)有直接和間接的影響［1，2］。水生動物是以過濾的方式來攝取水中浮游生物，它們用腮或口中齒作為濾網，通過水的吸入與吐出而濾取小型浮游生物。常見的用于凈化水質的水生動物有鳙魚、鰱魚、田螺、河蚌等。國內利用水生動物在抑制污染水體、凈化水質、控制藻類及去除水體中的色素等方面有許多研究和應用［3，4］，但是對于水生動物凈水性篩選和水生動物消除水體蚊子幼蟲的研究較少。因此，本研究通過鰱魚、食蚊魚、叉尾斗魚和田螺等4種水生動物的凈水性研究，試圖弄清在靜態(tài)水條件下富營養(yǎng)化園林水體中水生動物對水體水質的影響及在消除蚊子幼蟲孑孓方面的作用，為水生動物在富營養(yǎng)化園林水體的應用提供理論基礎和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

田螺購自廣州萬壽路菜市場，個體殼高1.6～2.2cm，長2.3～3.5cm；叉尾斗魚采集于潮州郊外，個體大小4～5cm；鰱魚和食蚊魚購自廣州花鳥魚蟲市場，鰱魚個體大小4～5cm，食蚊魚個體大小2～3.5cm。

試驗用水為人工配制富營養(yǎng)化園林水體，水質初 始指標值TN，TP，COD，分別為3.78±0.22，3.86±0.02，137.43±6.30，1.413±0.06，0.033±0.002mg/L，pH值7.83±0.05，色度值152±0.58度。

1.2 試驗方案

在高20cm，直徑10cm的玻璃瓶中裝入1L試驗用水，試驗共設有5組處理，每個處理3個平行，第1組對照，第2組叉尾斗魚（3尾），第3組鰱魚（3尾），第4組食蚊魚（15尾），第5組田螺（9個）。在實驗室內進行，周期15d，每隔3d監(jiān)測1次指標。試驗期間因水分蒸發(fā)或取樣導致水量減少，通過補充去離子水來保持水量不變。

1.3 指標測定

試驗對TN，TP等7個指標進行取樣分析和測定，試驗測試指標和測定方法按照《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）［5］。

（1）TN：堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（GB11894—89）測定。

（2）TP：鉬銻抗分光光度法（GB11893—89）測定。

（3）COD：重鉻酸鉀法（GB11914—1989）測定。

（6）pH：便攜式pH計測定。

（7）色度：鉑鈷標準比色法測定。

1.4 去除率計算和數(shù)據(jù)處理

水體中污染物去除率計算公式：

式中 C0為初始體積分數(shù)；Ci為試驗后的體積分數(shù)。

試驗所獲得的數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2007進行編輯處理、繪制相關圖表，每組處理的差異性通過SPSS19.0軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 水生動物的生長狀況及蚊子幼蟲情況

在試驗期間均沒有對各組別中投放飼料，叉尾斗魚和田螺在整個試驗過程中沒有出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，生長正常，狀態(tài)良好；鰱魚在試驗初期生長情況較好，在第6d死亡1尾，第9d死亡2尾，在試驗結束時全部死亡；而食蚊魚在試驗進行第2d死亡4尾，第3d死亡6尾，第4d死亡8尾，到了第7d時死亡10尾，第10d全部死亡。

在試驗進行到第6d時，對照中產生有10多條蚊子幼蟲孑孓，其余各處理均沒有發(fā)現(xiàn)孑孓，在第7d時發(fā)現(xiàn)田螺有蚊子幼蟲孑孓產生16條，在試驗結束時，對照組和田螺組仍有孑孓存在，其余各組都沒發(fā)現(xiàn)孑孓蹤影。

2.2 不同處理對水體中TN濃度的影響

不同處理間TN濃度隨時間的變化如表1。

表1 不同處理間TN濃度隨時間的變化

由表1可知，各組處理水體中TN濃度隨時間的延長而有不同變化。與對照相比，各組處理的TN濃度均呈現(xiàn)上升趨勢，這可能主要與水生動物在水中的排泄物有關，排泄物中含有氨氮、尿酸、氨基酸等含N元素［6］。在試驗周期不長的情況下，才導致水體中的TN濃度持續(xù)上升，其中，第3組和第4組的上升趨勢更為明顯，分別是在第6d和第3d開始迅速上升，分析其原因是第3組在試驗第6d時已經死亡2尾，第4組食蚊魚在試驗進行至第2d時就已經共死亡4尾，第3d時共死了6尾，第4d時共死了8尾，到了第7d時共死了10尾，在第10d時基本已經全部死亡，這可能是因為在試驗期間沒有對其投放飼料，因此造成食蚊魚陸續(xù)死亡，魚死亡會分泌出大量的含N物質，在5次測定的數(shù)據(jù)中顯示各組處理的TN濃度均與對照差異顯著。

2.3 不同處理對水體中TP濃度的影響

不同處理間TP濃度隨時間的變化如表2。

表2 不同處理間TP濃度隨時間的變化

由表2可知，經過15d試驗后，各組處理TP濃度都出現(xiàn)時降時升的現(xiàn)象，第1組、第3組和第4組總體呈上升趨勢，第2組和第5組表現(xiàn)為先上升再下降的趨勢。其中，第2組叉尾斗魚對TP的去除效果較好，在試驗結束時去除率15.5%，第5組次之，去除率3%，第3組和第4組的去除效果最差，去除率為負值，這可能是因為魚的死亡增加了水中的TP濃度，在試驗結束時，各處理與對照差異顯著。

2.4 不同處理對水體中COD濃度的影響

不同處理間COD濃度隨時間的變化如表3。

表3 不同處理間COD濃度隨時間的變化

由表3可知，除了第3組鰱魚略有上升之外，各組處理對試驗水體的COD均有一定的去除效果，其中，第2組對COD的去除效果較好，平均去除率37%；第5組次之，平均去除率36.5%；第3組最差，其去除率-0.7%，第1組和第4組的平均去除率分別為23.3%，12.9%；這可能是濾食性動物可攝食水中的浮游動物、懸浮物及各類細菌，其排泄物可促進懸浮物的絮凝沉淀，進而達到凈化水質的效果［7］，在試驗結束時各處理與對照差異顯著。

2.5 不同處理對水體中濃度的影響

表4 不同處理間濃度隨時間的變化

表4 不同處理間濃度隨時間的變化

處理 NH+4-N濃度變化/（mg/L）第3d 第6d 第9d 第12d 第15d 1組：對照 1.547±0.11d 1.424±0.01d 1.185±0.10d 1.092±0.03d 1.068±0.01c 2組：叉尾斗魚 2.548±0.08c 4.122±0.12c 3.295±0.03c 0.863±0.14d 0.837±0.13c 3組：鰱魚 4.678±0.16b 8.178±0.38b 9.980±0.34b 13.215±1.09b 18.328±1.08b 4組：食蚊魚 9.453±0.70a 18.662±1.89a 22.448±2.17a 21.445±1.75a 21.063±1.79a 5組：田螺 2.265±0.05c 3.584±0.13c 3.745±0.02c 3.251±0.08c 2.513±0.11c

2.6 不同處理對水體中濃度的影響

表5 不同處理間濃度隨時間的變化

表5 不同處理間濃度隨時間的變化

第3d 第6d 第9d 第12d 第15d 1組：對照 0.025±0.003b 0.039±0.001bc 0.045±0.003c 0.033±0.001c 0.022±0.004c 2組：叉尾斗魚 0.022±0.002b 0.050±0.012b 1.153±0.072a 1.408±0.002a 1.328±0.010a 3組：鰱魚 0.027±0.001ab 0.029±0.002c 0.040±0.001c 0.044±0.002d 0.028±0.003c 4組：食蚊魚 0.037±0.014a 0.042±0.005b 0.029±0.003c 0.074±0.006d 1.215±0.166a 5組：田螺 0.020±0.002b 0.078±0.003a 0.320±0.007b 0.667±0.097b 0.785±0.058b處理 NO-2-N濃度變化/（mg/L）

2.7 不同處理對水體中pH值、色度值的影響

不同處理間pH值隨時間的變化如表6。不同處理間色度值隨時間的變化如表7。

表6 不同處理間pH值隨時間的變化

表7 不同處理間色度值隨時間的變化

由表6可知，第1組、第3組和第4組pH值呈上升趨勢，第2組和第5組總體表現(xiàn)為下降趨勢，第2組和第5組pH值下降的原因可能是水生動物的呼吸作用和水中有機物的分解作用，增加了水中二氧化碳的含量，進而降低了水中的pH值［9］。

由表7可知，各組處理都能使水中色素得到下降，總體來看，各處理去除水中色素能力從大到小為田螺>叉尾斗魚>食蚊魚>對照>鰱魚，田螺通過攝取水中色素物質和懸浮物，可有效減低水體的色度。

3 結語

（1）水生動物一般都具有較強的富集作用和濾食能力，能有效地去除水體中的N，P營養(yǎng)元素及藻類［9-11］。有研究［12］發(fā)現(xiàn)在試驗前20d時在有螺的處理中，水體中的TN濃度要比對照的高，在20～50d時TN濃度變化情況較為平穩(wěn)，而且螺密度越多的處理中比螺密度小的TN濃度要高，但到了50～60d時，TN濃度開始下降，到試驗結束時已低于對照組。表明螺對水體中的TN隨著時間的延長而具有一定的去除效果，而本研究因試驗周期較短，只進行了15d，無法得知后續(xù)TN的變化趨勢，因水生動物排泄物中含有氨氮、尿酸、氨基酸等含N元素，致使各組處理在試驗短時間內TN濃度持續(xù)上升。

（2）張國棟［13］利用鰱魚、鳙魚進行水體富營養(yǎng)化的圍隔凈化試驗，結果表明，在試驗結束時，水體中TN，TP分別從7.41mg/L下降到2.43mg/L，0.392mg/L下降到0.091mg/L，去除率分別為67.2%，76.8%。而本研究中的鰱魚在試驗結束時應該全部死亡，對污水起不到凈化作用，反而因死亡造成水中TN，TP，濃度快速增長，這與前人研究的結果存在差異，分析其原因可能是在試驗過程中沒投喂魚飼料，致使鰱魚由于長時間沒進食而死亡。

（3）在試驗過程中對照和田螺組均有蚊子幼蟲產生，說明田螺對去除蚊子幼蟲孑孓沒有效果，但田螺對降低水中pH、色度值具有較好的作用，也對污水中COD有較好的去除效果，其去除率為36.5%，接近叉尾斗魚的去除效率；雖魚的處理中沒有出現(xiàn)孑孓，但鰱魚組和食蚊魚組在試驗過程中都出現(xiàn)死亡現(xiàn)象；叉尾斗魚對污水有較強的適應性，在吞食水中蚊子幼蟲的同時，還能有效降低污水中TP，COD，，色素的濃度，其去除率分別可達15.5%，37%，40.8%，19.1%；因此，叉尾斗魚和田螺可優(yōu)選為水體凈化材料之一。

（4）應用水生動物進行水體凈化能有效去除水中的污染物質，但水生動物在水體凈化過程中如有死亡現(xiàn)象，應及時打撈出來，否則會因水生動物自身死亡分解所釋放的物質，造成水中TN，TP等水質指標不同程度地上升，由此引起水體富營養(yǎng)化。

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The purification effect of four kinds aquatic animals for the eutrophic garden water

XU Ming-yu1，LIU Wen2，CHEN Ping3
（1.Pubang Landscape Architecture Co.，Ltd，Guangzhou 510600，China﹔2.School of Environmental Science and Engineering，Zhongkai University of Agriculture and Engineering，Guangzhou 510225，China；3.College of Horticulture and Landscape Architecture，Zhongkai University of Agriculture and Engineering，Guangzhou 510225，China）

Taking four aquatic animals as the testing objects like Hypophthalmichthys molitrix，Gambusia affinis，Macropodus opercularis as well as the Cipangopaludina cahayensis，this paper studies the purification effect of this four animals for the water index like the Total Nitrogen，Total Phosphorus and Chemical Oxygen Demand in the eutrophic garden water.The result shows these four kinds of the aquatic animals have different survival rate in the eutrophic water and has a significant role in the water quality.Hypophthalmichthys molitrix and Gambusia affinis all died at the end of the experiment and for the group of Macropodus opercularis and Cipangopaludina cahayensis，there wasn’t death found.With the death of Hypophthalmichthys molitrix and Gambusia affinis，the concentration of the TN，TP andgrew rapidly and of which，TN andgrew most with the concentration of them higher 16.37～18.35mg/L and 17.19～19.65mg/L than the initial values.Macropodus Opercularis has strong adaptability to polluted water for it can reduce the TP，COD，and Chroma with the removal rate as 15.5%，37%，40.8%and 19.1%.And the Cipangopaludina cahayensis can help to lower the pH value and Chroma and has a good purification effect for the COD of the polluted water with the removal rate as 36.5%，which reach the removal rate of Macropodus Opercularis.Concludingly，so the Macropodus Opercularis and Cipangopaludina cahayensis can be the priority choice for the water purification.

aquatic animals；eutrophication；garden water；purification effect

X52

A

1672-9900（2017）05-0003-05

2017-07-18

國家自然科學基金項目（41401554）；廣東省自然科學基金項目（2015A030313596）；廣東省教育廳特色創(chuàng)新項目（2015KTSCX062）；廣州省普通高校工程技術研究（技術開發(fā)）中心項目（2016GCZX001）；廣東市科技計劃項目（2014Y2-00526）；廣州市越秀區(qū)科技創(chuàng)新和產業(yè)化專項（2016-GX-004）資助項目

許銘宇（1991-），男（漢族），廣東汕尾人，助理工程師，主要從事水生態(tài)環(huán)境修復工作，（Tel）15800045733。

（責任編輯：尹健婷）