黃雪嬌 馮 密 李振輪 謝德體

（西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，土壤多尺度界面過(guò)程與調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715）

眾多研究表明，城市景觀水體富營(yíng)養(yǎng)化的根本原因是氮、磷兩種營(yíng)養(yǎng)鹽含量超標(biāo)［1-2］。因此，削減水體中的氮、磷是景觀水體富營(yíng)養(yǎng)化治理的關(guān)鍵。目前，景觀水體治理主要通過(guò)末端治理及源頭治理兩種途徑?，F(xiàn)有的末端治理技術(shù)有物化處理法和生物修復(fù)法。常用的物化處理法包括曝氣充氧［3］、絮凝沉淀［4］、投加殺藻劑［5］和吸附法［6］，具有運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好、修復(fù)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，但物化處理法費(fèi)用高，且往水體中添加處理劑具有二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。生物修復(fù)法具有運(yùn)行費(fèi)用低、去污效果好、不造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于景觀水體修復(fù)，主要包括微生物修復(fù)、生態(tài)浮床、人工濕地等［7-9］，其中，人工濕地法利用基質(zhì)及微生物聯(lián)合治理技術(shù)，在凈化水質(zhì)的同時(shí)又可美化環(huán)境，備受國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者的青睞。近年來(lái)，眾多學(xué)者致力于基質(zhì)材料的篩選研究，應(yīng)用于污水處理的基質(zhì)由過(guò)去傳統(tǒng)的砂粒和礫石擴(kuò)展到了黏土礦物、沸石等［10-11］。水體基質(zhì)的選擇和鋪設(shè)對(duì)景觀水體治理效果有較大影響。

源頭污染包括外源和內(nèi)源，截流是控制外源污染的有效方法，內(nèi)源污染治理主要通過(guò)抑制底泥中氮磷釋放，減少上覆水體氮磷含量，從而減少水體富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)。常用的治理技術(shù)有曝氣法、添加硝酸鹽法、底泥疏浚法、生物擾動(dòng)法和原位覆蓋法［12-16］。曝氣法和底泥疏浚法具有處理效果好的優(yōu)點(diǎn)，但成本高。添加硝酸鹽法具有成本低、效果好的優(yōu)點(diǎn)，但會(huì)對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)造成威脅。生物擾動(dòng)法具有成本低、安全的優(yōu)點(diǎn)，但易受外界環(huán)境條件影響，效果不穩(wěn)定、且修復(fù)周期長(zhǎng)。原位覆蓋技術(shù)具有控制效果好、有效性長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為底泥污染物治理的主要方法之一。目前，底泥覆蓋材料主要有改性沸石［17］和鑭改性膨潤(rùn)土［18］，具有處理效果好的優(yōu)點(diǎn)，但工藝要求高且成本較高。因此，有必要探索處理效果好且成本低的天然覆蓋材料。

紫色母巖是西南地區(qū)廣泛分布的自然沉積巖，具有礦物成分較礫石復(fù)雜、風(fēng)化形成紫色土磷含量低［19］、可吸附水體磷素［20］的優(yōu)點(diǎn)，因此，可作為治理景觀水污染的基質(zhì)材料或覆蓋材料。過(guò)去關(guān)于紫色母巖的研究大多集中在風(fēng)化破碎成紫色土過(guò)程的物理顆粒變化、形成的紫色土養(yǎng)分及電荷特性等方面［21-24］，關(guān)于利用紫色母巖治理景觀水體污染方面的研究較少見(jiàn)。因此，本研究選擇重慶市普遍存在的蓬萊鎮(zhèn)組、飛仙關(guān)組及遂寧組3種紫色母巖，研究3種自然巖石作基質(zhì)或覆蓋材料時(shí)對(duì)水體總氮（TN）和總磷（TP）的去除效果及對(duì)系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，以期為景觀水體治理提出合理化建議。

1 材料與方法

1.1 樣品采集及預(yù)處理

供試紫色母巖材料選用重慶地區(qū)分布面積較廣的蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）、飛仙關(guān)組（T1f）和遂寧組（J3s）這3種具有不同沉積相的典型紫色母巖。飛仙關(guān)組紫色母巖采自重慶市北碚區(qū)雞公山，遂寧組和蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖采自重慶市巴南區(qū)界石鎮(zhèn)與南岸區(qū)長(zhǎng)生鎮(zhèn)之間的倒置低山區(qū)。紫色母巖均采集自地表10 cm以下地區(qū)。取樣后去除雜草、樹(shù)枝等雜質(zhì)，并將一部分母巖樣品處理成2 cm左右的小塊在通風(fēng)干燥的地方風(fēng)干，作基質(zhì)材料備用；將另一部分母巖樣品置于陰涼通風(fēng)處干燥后，研磨，過(guò)60目篩，作覆蓋材料備用。紫色母巖材料的基本理化性狀包括全氮、全磷及pH，主要化學(xué)成分包括SiO2、Al2O3、CaO等，所有指標(biāo)均參照《土壤農(nóng)化分析與環(huán)境監(jiān)測(cè)》［25］進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表1。供試水樣采自西南大學(xué)崇德湖，初始pH、總氮（TN）、總磷（TP）分別為8.2、1.86 mg·L-1、0.16 mg·L-1。供試底泥采自四川省玉龍湖中心部位，水底6～7 m處，其初始pH、TN、TP分別為7.0、2.53 g·kg-1、1.29 g·kg-1。

表1 供試母巖的基本性狀和主要化學(xué)成分Table 1 Basic properties of the parent rocks

1.2 基質(zhì)處理試驗(yàn)

將121℃高壓滅菌 25 min 后的3種不同紫色母巖樣品（J3p、T1f、J3s）分別置于3個(gè)干凈的 20 L透明塑料桶底部，每桶加入1 kg紫色母巖，加入15 L崇德湖采集混合水樣，完成模擬生態(tài)缸構(gòu)建。將模擬生態(tài)缸置于2 000 cd光照、12 h 光照周期、25℃ 條件下培養(yǎng)。將僅有水樣不加紫色母巖的生態(tài)缸作為空白對(duì)照（CK），每個(gè)處理3次重復(fù)。并定期于水面下5 cm處采用虹吸法取樣測(cè)定上覆水體TN、TP。試驗(yàn)結(jié)束后，通過(guò)虹吸式吸取各試驗(yàn)組水體，用于水體微生物磷脂脂肪酸（PLFA）分析。

1.3 覆蓋處理試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)分為對(duì)照組（CK）、蓬萊鎮(zhèn)覆蓋組（J3p）、飛仙關(guān)覆蓋組（T1f）、遂寧覆蓋組（J3s）。采用15 L廣口玻璃瓶（內(nèi)徑20 cm）作為底泥覆蓋模擬試驗(yàn)的反應(yīng)器，將1 L完全混合均勻（將采集到的底泥置于干燥的50 L廣口塑料桶中，并用干凈木棒攪拌均勻）的新鮮底泥自反應(yīng)器口部用漏斗管道直接導(dǎo)入底部，使底泥層厚度保持約為4 cm?？瞻捉M加入底泥后通過(guò)虹吸式加入10 L去離子水，各活性材料覆蓋組分別添加500 g對(duì)應(yīng)覆蓋材料，再通過(guò)虹吸式向各覆蓋組中加入10 L去離子水,密封后放入恒溫培養(yǎng)箱中（20±1）℃黑暗培養(yǎng)，每個(gè)處理3次重復(fù)。并定期于水面下5 cm處采用虹吸法取樣測(cè)定上覆水體TN、TP，模擬期間上覆水體保持厭氧狀態(tài)（采用氮?dú)獯得搶?shí)現(xiàn)）。底泥TN、TP釋放的抑制率（Qe）計(jì)算公式：

式中，Qe為底泥TN、TP釋放的抑制率，%；C0和Ce分別為CK及處理組中上覆水體TN、TP 的濃度，mg·L-1。

20 d后，通過(guò)虹吸式吸取各試驗(yàn)組上覆水體，用于上覆水體微生物磷脂脂肪酸（PLFA）分析。吸取完上覆水體后，去掉上部覆蓋層，收集底泥進(jìn)行底泥微生物群落磷脂脂肪酸（PLFA）分析。

1.4 等溫吸附實(shí)驗(yàn)

配制濃度梯度為0、0.5、1、3、5、10、30、50 mg·L-1的磷酸二氫鉀溶液及硝酸鉀溶液。準(zhǔn)確稱取母巖材料 0.5 g于50 mL離心管中，加入25 mL不同濃度的磷酸二氫鉀溶液、硝酸鉀溶液，恒溫震蕩［ 200 r·min-1，(25±1)℃］ 24 h 后，4 500 r·min-1離心8 min， 取一定上清液過(guò)0.22 μm 濾膜，測(cè)定濾液的TN、TP濃度。

1.5 母巖浸出液測(cè)定

取200 g過(guò)篩（0.25 mm）保存的母巖粉末，加入裝有1 L去離子水的燒杯中，100 r·min-1攪拌10 min，將燒杯置于暗處浸提7 d。在超凈工作臺(tái)中用0.22 μm 濾膜過(guò)濾浸出液。利用原子吸收光譜（Agilent 5110，美國(guó)）法測(cè)定浸出液中B、Ca、Mg、Al、Zn、Fe、Cu、Mn、Mo、Ni等元素的含量［26］。

1.6 分析方法

水體pH、TN及TP均按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［27］進(jìn)行測(cè)定。

磷脂脂肪酸（PLFA）分析微生物群落結(jié)構(gòu)：基質(zhì)處理試驗(yàn)中每個(gè)處理組分別取2 L水樣進(jìn)行微生物群落結(jié)構(gòu)分析。覆蓋處理試驗(yàn)中每個(gè)處理組分別取2 L上覆水體及50 g底泥進(jìn)行微生物群落結(jié)構(gòu)分析。水樣用醋酸纖維濾膜（0.22 μm）抽濾，將抽濾后的濾膜進(jìn)行提取、皂化、甲基化、萃取及堿洗滌后獲得上機(jī)樣品。將底泥直接進(jìn)行提取、皂化、甲基化、萃取及堿洗滌后獲得上機(jī)樣品。用氣相色譜儀（FID 檢測(cè)器，Agilent 6850，美國(guó)）分析磷脂脂肪酸（PLFA）的成分。色譜條件為：HP-5柱（25.0 m×200 μm×0.33 μm），進(jìn)樣量1 μL，分流比10∶1，載氣H2，尾吹氣高純N2，助燃?xì)饪諝?，流?.8 mL·min-1；汽化室溫度250oC、檢測(cè)器溫度300oC，柱前壓68.95 kPa，質(zhì)譜全掃描范圍30～600 質(zhì)荷比；二階程序柱溫170oC（5 min）→260oC →310oC，維持1.5 min。各成分脂肪酸通過(guò)MIDI Sherlock微生物鑒定系統(tǒng)（Version 6.1, MIDI，Inc，Newark，DE）進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于美國(guó)MIDI公司的C9-C20的脂肪酸甲酯，PLFA用C19∶0 做內(nèi)標(biāo)換算PLFA的絕對(duì)含量。

1.7 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17. 0軟件的單因子方差分析各處理間的差異顯著性。采用 Excel 2003和 Origin 8.6 軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié) 果

2.1 不同處理方式下總氮變化

圖1a為利用紫色母巖作基質(zhì)對(duì)水體TN變化的影響。隨時(shí)間推移，不同處理組水樣TN去除率均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。其中，蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖（J3p）對(duì)水體TN的去除率顯著高于其他處理，而另外2種母巖處理組和對(duì)照組之間無(wú)顯著差異。20 d后，蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖對(duì)TN的去除效果最好（去除率為45.10%），遂寧組紫色母巖對(duì)TN的去除效果較差（去除率為12.38%）。紫色母巖作覆蓋材料抑制底泥TN向上覆水體釋放結(jié)果如圖1b所示。相比于對(duì)照組，3種母巖均可顯著抑制底泥TN向上覆水體釋放，且3種處理間無(wú)顯著差異。20 d 后，蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖對(duì)TN釋放的抑制效果最好（抑制率為59.7%），遂寧組紫色母巖對(duì)TN釋放的抑制效果較差（抑制率為42.8%）。不同處理方式對(duì)水體氮的治理效果不同。利用母巖作基質(zhì)時(shí)蓬萊鎮(zhèn)組可顯著去除水體TN，而另外2種母巖無(wú)顯著作用；利用母巖作覆蓋材料時(shí)3種母巖均可顯著抑制底泥TN的釋放。

2.2 不同處理方式下總磷變化

利用紫色母巖作基質(zhì)時(shí)，相比于對(duì)照組，蓬萊鎮(zhèn)組和遂寧組紫色母巖對(duì)TP的去除率極顯著上升，飛仙關(guān)組紫色母巖對(duì)TP的去除率顯著上升。15 d后，蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖對(duì)TP的去除率最大（去除率為62.30%），飛仙關(guān)組紫色母巖對(duì)TP的去除率最小（去除率為34.1%）（圖2a）。利用紫色母巖作覆蓋材料時(shí)，3種母巖對(duì)底泥TP釋放的抑制率在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程均呈上升趨勢(shì)。20 d后，3種母巖覆蓋材料對(duì)底泥TP向上覆水體釋放的抑制率由高到低依次為：T1f （94.4%）＞J3s（91.3%）＞J3p（88.8%）（圖2b）。說(shuō)明3種紫色母巖作覆蓋材料均可有效抑制底泥TP向上覆水體釋放。其中，飛仙關(guān)組紫色母巖的抑制作用最強(qiáng)。利用3種紫色母巖作基質(zhì)時(shí)對(duì)水體TP的去除效果差異較大，蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖表現(xiàn)出較好的去除效果；而利用3種紫色母巖作覆蓋材料時(shí)對(duì)底泥TP釋放的抑制效果均較好，無(wú)顯著差異。

圖2 紫色母巖作為基質(zhì)（a）或覆蓋材料（b）對(duì)水體總磷的去除效果Fig. 2 TP removing efficiency of the rock relative to treatment as substrate (a) or cover material (b)

2.3 紫色母巖處理下總氮、總磷吸附等溫曲線

圖3為3種母巖處理下水體TN、TP的吸附等溫曲線圖。由圖可知，在低濃度階段（0 ～ 20 mg·L-1），3種紫色母巖對(duì)TN、TP的吸附量均隨溶液濃度的升高而迅速增大，當(dāng)濃度進(jìn)一步增大時(shí)（20 ～ 50 mg·L-1），TN、TP在3種紫色母巖上的吸附逐漸趨于平衡。其中，3種母巖對(duì)TN的吸附量大小順序?yàn)椋篔3p ＞T1f ＞J3s（圖3a）；對(duì)TP的吸附量大小順序?yàn)椋篢1f ＞J3s ＞ J3p（圖3b）。采用Langmuir和Freundlich 吸附等溫方程對(duì)3種紫色母巖在298 K 溫度下反應(yīng)平衡后的數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合，發(fā)現(xiàn)3種母巖對(duì)TN的吸附符合Langmuir 和Freundlich吸附等溫模型（表2），說(shuō)明利用3種母巖吸附水體TN時(shí)同時(shí)存在單層分子吸附和表面吸附［26］。3種母巖對(duì)TP的吸附比較符合Langmuir吸附等溫模型（表3），說(shuō)明3種母巖吸附水體TP時(shí)以單層分子吸附為主導(dǎo)。

圖3 紫色母巖處理下總氮（a）、總磷（b）吸附等溫曲線Fig. 3 Adsorption isotherm of TN (a) and TP (b) on the purple parent rocks

表2 三種紫色母巖吸附總氮等溫線模型參數(shù)Table 2 Isotherm models and parameters for TN adsorption of the purple parent rock relative to kind of the rock

表3 三種紫色母巖吸附總磷等溫線模型參數(shù)Table 3 Isotherm models and parameters for TP adsorption on the purple parent rock relative to kind of the rock

2.4 不同處理方式對(duì)系統(tǒng)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

2種不同景觀水體治理方式對(duì)系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)影響不同。從微生物類群上看，利用紫色母巖作基質(zhì)時(shí)，系統(tǒng)中可檢測(cè)到細(xì)菌、真菌及原生動(dòng)物3種類群；而利用紫色母巖作覆蓋材料時(shí)，系統(tǒng)中僅檢測(cè)到細(xì)菌及真菌2種類群。從微生物含量上看，相比于對(duì)照組，利用紫色母巖作基質(zhì)可促進(jìn)水體細(xì)菌、真菌及原生動(dòng)物生長(zhǎng)。其中，飛仙關(guān)組紫色母巖可顯著增加水體細(xì)菌含量，另外2種母巖對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)無(wú)顯著促進(jìn)效果。飛仙關(guān)組和遂寧組紫色母巖較對(duì)照組顯著增加水體真菌和原生動(dòng)物含量，而蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖對(duì)水體真菌及原生動(dòng)物生長(zhǎng)無(wú)促進(jìn)作用。

利用紫色母巖作覆蓋材料均可顯著促進(jìn)系統(tǒng)中底泥及水體細(xì)菌生長(zhǎng)，而不同母巖覆蓋材料對(duì)底泥及水體真菌的影響效果不同。飛仙關(guān)組紫色母巖對(duì)水體真菌生長(zhǎng)抑制作用顯著，對(duì)底泥真菌生長(zhǎng)無(wú)顯著抑制作用。蓬萊鎮(zhèn)組和遂寧組紫色母巖較對(duì)照組顯著降低底泥真菌含量卻顯著增加水體真菌含量（表4）。將基質(zhì)處理系統(tǒng)及覆蓋處理系統(tǒng)中均可檢測(cè)到的3種磷脂脂肪酸標(biāo)記與上覆水體TN、TP含量進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)基質(zhì)系統(tǒng)水體中PLFA 18:0標(biāo)記的細(xì)菌含量與水體TN含量呈顯著正相關(guān)（P＜ 0.05），覆蓋處理系統(tǒng)底泥及上覆水體中PLFA 16:0標(biāo)記的細(xì)菌含量均與上覆水體TP含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜ 0.05）（表5），可見(jiàn)不同處理系統(tǒng)中不同種類的細(xì)菌均會(huì)與水體TN、TP呈現(xiàn)相關(guān)性。

表4 兩種處理系統(tǒng)中微生物群落Table 4 Microbial community in the system relative to treatment

表5 兩種處理系統(tǒng)中微生物與水體中總氮、總磷含量的相關(guān)性Table 5 Correlation analysis of microbes with TN and TP content in the water relative to treatment

2.5 不同母巖浸出液中元素含量

如表6所示，3種紫色母巖浸出液中各元素的含量均不同。其中，蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖浸出液中的Ca、Cu、K、Mn、Mo等自然界中常見(jiàn)微量元素的含量顯著高于飛仙關(guān)組和遂寧組紫色母巖浸出液。而遂寧組紫色母巖浸出液中除Al、B、Ca、Zn 這4種元素外，其余元素含量均顯著低于蓬萊鎮(zhèn)組和飛仙關(guān)組紫色母巖浸出液。

表6 母巖浸出液中元素含量Table 6 Element contents in the parent rock extracts/(mg·L-1)

3 討 論

景觀水體是人類居住環(huán)境的有機(jī)組成部分，在城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)中具有不可替代的功能［29］。但由于水體環(huán)境缺陷及人為破壞，景觀水體污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻。因此，研發(fā)行之有效的景觀水體處理技術(shù)迫在眉睫。本研究選擇重慶市分布范圍較廣的3種紫色母巖作為處理材料，分別研究利用紫色母巖作基質(zhì)或覆蓋材料對(duì)景觀水體污染的治理效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無(wú)論利用紫色母巖作基質(zhì)或覆蓋材料，均可有效治理景觀水體氮磷污染。利用母巖作基質(zhì)時(shí)，蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖對(duì)水體TN、TP去除效果最好，去除率分別為45.1%、62.3%。而劉紅美等［30］研究發(fā)現(xiàn)，在TN、TP濃度分別為1.9 mg·L-1、0.16 mg·L-1時(shí)，利用天然沸石和水化硅酸鈣為基質(zhì)對(duì)水體TN、TP的去除率分別為21.56%、60%。說(shuō)明在初始TN、TP濃度一致及處理時(shí)間相同條件下，利用蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖作為基質(zhì)對(duì)水體氮磷的治理效果較利用天然沸石和水化硅酸鈣作基質(zhì)的效果好。利用母巖作覆蓋材料時(shí)，3種母巖覆蓋材料對(duì)底泥TN、TP釋放的抑制率均達(dá)50%、85%以上，說(shuō)明利用紫色母巖作覆蓋材料可有效抑制底泥TN、TP釋放，且不同母巖效果一致。而在相同實(shí)驗(yàn)條件下，利用方解石和石灰石作為覆蓋材料對(duì)底泥TN釋放的抑制率僅為12.86%及38.30%；對(duì)底泥TP釋放的抑制率為71.08%及84.34%［31］均低于3種紫色母巖對(duì)底泥TN、TP釋放的抑制率。說(shuō)明紫色母巖作為覆蓋材料可有效抑制底泥污染物釋放。

本研究發(fā)現(xiàn)，利用紫色母巖作基質(zhì)或覆蓋材料均能有效治理景觀水體氮磷污染問(wèn)題，這可能得益于母巖自身的吸附性能。通過(guò)繪制3種不同母巖對(duì)水體TN、TP的吸附等溫曲線，并采用Langmuir和Freundlich吸附等溫方程對(duì)3種紫色母巖在298 K 溫度下反應(yīng)平衡后的數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合，發(fā)現(xiàn)3種母巖對(duì)TN的吸附為單層分子吸附和表面吸附，對(duì)TP的吸附主要為單層分子吸附。3種母巖對(duì)TN的理論最大吸附量與3種母巖作基質(zhì)時(shí)對(duì)TN的去除效果一致（圖1a），且與3種母巖作覆蓋材料時(shí)對(duì)底泥TN釋放的抑制效果一致（圖1b），說(shuō)明利用母巖作基質(zhì)或覆蓋材料治理水體TN污染時(shí)，主要的去除機(jī)理均為母巖的物理吸附作用，其中，蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖的物理吸附能力最強(qiáng)。3種母巖對(duì)TP的理論最大吸附量與3種母巖作覆蓋材料時(shí)對(duì)底泥TP釋放的抑制效果一致（圖2a），而與3種母巖作基質(zhì)時(shí)對(duì)水體TP去除效果不一致（圖2b），說(shuō)明利用母巖作覆蓋材料治理水體TP污染時(shí)主要依靠母巖的物理吸附作用，而利用母巖作基質(zhì)治理水體TP污染時(shí)，母巖的物理吸附作用不占主導(dǎo)作用。

研究還發(fā)現(xiàn)，將母巖作基質(zhì)或覆蓋材料時(shí)均會(huì)改變系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)，從而影響氮磷的去除效果，但不同種類母巖對(duì)水體微生物群落結(jié)構(gòu)的影響不同（表4）。且不同種類紫色母巖浸出液中微量元素的種類一致，但含量具有顯著性差異（表6），說(shuō)明不同種類母巖在處理景觀水體過(guò)程中會(huì)向水體釋放不同含量的微量元素，可能會(huì)影響系統(tǒng)中的微生物群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響治理效果。其中，蓬萊鎮(zhèn)組紫色母巖向水體中釋放的Ca、K、Cu、Mn、Mo 元素均顯著高于飛仙關(guān)組和遂寧組紫色母巖。已有研究也表明，微量元素的種類及含量會(huì)影響微生物種群、功能菌群［32-34］以及微生物對(duì)氮磷的去除效果［35-36］。由于景觀水體是一個(gè)完整的水生態(tài)系統(tǒng)，其內(nèi)微生物群落復(fù)雜多樣，而紫色母巖又是一種復(fù)雜的沉積巖，其內(nèi)包含多種微量元素及其化合物，因此，需進(jìn)一步研究不同元素及其化合物對(duì)水體微生物種群、硝化及反硝化功能基因及水體氮磷去除效果的影響，并進(jìn)行長(zhǎng)期原位修復(fù)試驗(yàn)，確認(rèn)紫色母巖對(duì)景觀水體氮磷的治理效果，以期優(yōu)化篩選出一種可便捷、高效去除景觀水體氮磷的方法。

4 結(jié) 論

3種紫色母巖作基質(zhì)時(shí)對(duì)水體總氮、總磷的去除效果差異較大；作覆蓋材料時(shí)對(duì)底泥總氮、總磷釋放的抑制效果無(wú)顯著差異。無(wú)論作基質(zhì)還是覆蓋材料，蓬萊鎮(zhèn)組母巖對(duì)氮磷的治理效果較好。作基質(zhì)時(shí)，對(duì)水體總氮、總磷的去除率分別達(dá)45.1%、62.3%；作覆蓋材料時(shí)，對(duì)底泥總氮、總磷向上覆水體排放的抑制率分別為59.7%、88.8%。這主要得益于其良好的物理吸附性能。3種紫色母巖作基質(zhì)或覆蓋材料時(shí)均會(huì)向水體中釋放微量元素，影響系統(tǒng)微生物群落結(jié)構(gòu)，從而影響景觀水體氮磷的治理效果，具體機(jī)理需進(jìn)一步研究。