江蘇省江陰市第一中學(xué) 劉益嘉

水體富營養(yǎng)化源于生物所需的氮、磷等大量進(jìn)入湖泊、河灣等緩流水體。在自然條件下，湖泊自身會從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài)，不過這種自然過程非常緩慢，而人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營養(yǎng)化則可以在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。

水體富營養(yǎng)化會引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶氧量下降，水質(zhì)惡化，導(dǎo)致魚類及其他生物大量死亡。富營養(yǎng)化水體的凈化技術(shù)主要有物理法、化學(xué)法和生物法，生物法較其他兩種方法具有不易產(chǎn)生二次污染、廉價(jià)和易操作等特點(diǎn)。眾多研究表明，利用多種水生動植物組合構(gòu)建生態(tài)體系對富營養(yǎng)化水體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)具有良好的效果。

雖然利用單一動植物或單一方法不能達(dá)到全面控制富營養(yǎng)化水體的作用，但研究單一生物對富營養(yǎng)化水體的凈化效果，可為后續(xù)搭建各類生態(tài)系統(tǒng)、進(jìn)一步深化研究提供初步依據(jù)。于是，我選用常見的底棲動物螺螄，研究其在靜態(tài)環(huán)境下對凈化水質(zhì)的影響。

一、實(shí)驗(yàn)環(huán)境

本實(shí)驗(yàn)于2019年7月上、中旬在室內(nèi)進(jìn)行，采用自然光光照，室內(nèi)溫度在22℃至31℃之間。

二、實(shí)驗(yàn)材料

選用2個(gè)長、寬、高分別為45cm、30cm、30cm的玻璃魚缸，每個(gè)魚缸內(nèi)倒入30L水, 實(shí)驗(yàn)期內(nèi)用純凈水補(bǔ)充因揮發(fā)、采樣而損失的水分。

實(shí)驗(yàn)用水取自江陰黃山湖主湖湖水，水質(zhì)初始值：化學(xué)需氧量（COD）18.3mg/L，總氮7.46mg/L，氨氮0.081mg/L，總磷0.023mg/L，水體透明度0.6M。各項(xiàng)指標(biāo)均表明水體已呈中度富營養(yǎng)化狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)用螺螄采集自江陰黃山湖湖內(nèi)野生銅銹環(huán)棱螺，洗凈后在清水中靜養(yǎng)1天，選取大小基本一致的健康個(gè)體（殼高20mm～25mm），每個(gè)魚缸放置50枚作為實(shí)驗(yàn)對象。

三、實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)一：研究螺螄對湖水透明度的影響

將湖水倒入魚缸靜置1天后放入螺螄，投放后每4小時(shí)（h）采樣一次，與同一環(huán)境下靜置的湖水進(jìn)行對比。

實(shí)驗(yàn)二：研究螺螄對水中COD、總氮、氨氮、總磷等指標(biāo)的影響

將湖水倒入魚缸靜置1天后，先測量水質(zhì)初始指標(biāo)，然后放入螺螄，每2天（d）進(jìn)行一次采樣?？紤]到螺螄會產(chǎn)生一定的氨氮，實(shí)驗(yàn)二增加了螺螄在純凈水中產(chǎn)生氨氮的測定。

水體透明度、COD、總氮、氨氮、總磷由本地某污水廠代為檢測，水樣灌取水下15cm處，實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均為平均值。

四、結(jié)果與討論

1.透明度（M）

0h 4h 8h 12h 16h 20h實(shí)驗(yàn)水 0.6 0.8 1.1 1.5 ＞2 ＞2原水 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8

水中放入螺螄12小時(shí)后，水體透明度明顯好轉(zhuǎn)，但魚缸底部出現(xiàn)較多沉淀物,分析為螺螄絮凝作用所致。之后未見返混現(xiàn)象。

2.COD指標(biāo)（mg/L）

0d 2d 4d 6d 8d實(shí)驗(yàn)水 18.3 18.1 18.5 23.1 26.3原水 18.3 18.3 18.4 18.4 18.4

在常溫、常態(tài)下，實(shí)驗(yàn)前期COD未出現(xiàn)明顯變化，第6天數(shù)據(jù)開始上升，原因是高密度放養(yǎng)情況下，水體缺氧情況加劇，螺螄生理活性減弱，出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，導(dǎo)致水質(zhì)惡化。

3.總氮、氨氮指標(biāo)（mg/L）

0d 2d 4d 6d 8d實(shí)驗(yàn)水 總氮 7.46 1.54 2.9 3.92 4.63氨氮 0.68 1.46 2.79 3.09 3.87純凈水 氨氮 0.03 0.92 1.54 2.25 2.82

實(shí)驗(yàn)初期，總氮含量明顯下降，表明水中蛋白質(zhì)、氨基酸和有機(jī)胺等營養(yǎng)成分被快速吸收。而氨氮含量穩(wěn)定上升，其原因?yàn)殡S著螺螄的排泄物增加，水中氨氮含量上升，與純凈水中放養(yǎng)的對比組氨氮含量趨勢一致。

4.總磷指標(biāo)（mg/L）

0d 2d 4d 6d 8d實(shí)驗(yàn)水0.0230.060.1650.1850.198

實(shí)驗(yàn)表明，螺螄的投放增加了水中的總磷量，初步判斷為螺螄體內(nèi)析出，與相關(guān)研究結(jié)論有一定差異，其原因有待進(jìn)一步研究。

五、結(jié)論

1.螺螄可以在較短時(shí)間內(nèi)凈化水體，快速提高水質(zhì)的透明度。

2.螺螄對水體中的COD無明顯降解作用，螺螄死亡后會導(dǎo)致COD升高。

3.螺螄能明顯增加水體中的氨氮含量，但對蛋白質(zhì)、氨基酸和有機(jī)胺等水中含氮營養(yǎng)成分有較強(qiáng)的降解作用。

4.螺螄對水體中的總磷無明顯降解作用。

綜上所述，在一定條件下，螺螄能顯著改善水體的透明度，對富營養(yǎng)化水體中的富氮營養(yǎng)成分具有較好的降解作用。所以，在利用多種水生動植物組合構(gòu)建生態(tài)體系時(shí)， 螺螄可以作為其中的成員被進(jìn)一步研究。