水生植物对生态沟渠底泥磷吸附特性的影响分析

□罗文明

(西华师范大学 四川 南充 637000)

1 材料与方法

1.1 研究区概况

某生态沟渠入口处主要生长植物为自然杂草，而中间位置水生植物类型为铜钱草，出口处黑三棱这一类型的水生植物生长范围较大。

1.2 样品采集及吸附实验

首先进行取样点设置，可在生态沟渠入口处、中间位置、出口处进行三个取样位置设置，然后进行重复取样操作，并在相应位置进行取样标记。在取样完毕后依次测量不同区域样品PH值，然后称取10g底泥放入草酸缓冲液中进行铝含量测量；最后用利用电子天平称取0.45g底泥，然后利用100目筛过滤之后，将其放置在聚丙烯锥形离心管中，依次放入0、10、50mg/l的磷溶液，加入0.1%三氯甲烷后进行恒温振荡处理，一般为25℃36h。在恒温振荡操作后进行离心处理，最后利用钼酸铵分光光度计进行磷酸根含量检测。

1.3 吸附数据核算

磷吸附饱和度数据计算过程中，可在已知经验因子的基础上利用修正后的朗格缪尔方程间吸附数值核算[1]。为了便于数据分析可统一以底泥零平衡时溶液中磷质量浓度为标准。而底泥零平衡时溶液中磷质量浓度为：底泥原本磷吸附量/（底泥最大磷吸附量-底泥原本吸附量）*平衡常数。

2 结果讨论分析

2.1 水生植物对生态沟渠底泥的影响

为了最大限度的减低外部因素影响，本次实验中将该生态沟渠内的原生底泥进行了清淤处理，并对种植的水生植物进行了统一处理，从而保证相应区域内底泥仅受单一水生植物的影响。通过对入口处、中间位置、出口处三个不同类型水生植物分布下底泥磷吸附能力的分析，得出中间位置区域内全磷和草酸提取含量高于其他位置，而其底泥中有机碳含量低于其他两者。通过对实验数据及相应水生植物生长特性分析可得，由于铜钱草繁衍速率较快，其可以在较短的时间内将生物代谢物质输入底泥内，从而促使底泥内黏粒物质大量增加，进而促使其磷吸附能力上升[2]。

2.2 生态沟渠底泥对磷吸附作用的影响

利用Freundlich方程对底泥对磷等温吸附过程的拟合分析，得出不同的水生植物生长底泥的磷吸附最大值、磷吸附能参数具有相应的变化，而通过两个植物段吸入平衡浓度的比较分析，得出单一底泥的磷吸附特性远低于水生植物生长处底泥磷吸附能力。而底泥磷吸附特性主要分为表面吸附、化学吸附等类型，其中表面吸附主要体现在底泥对沉淀、黏粒的吸附，而化学吸附则是利用含铝氧化物与磷的化学反应进行吸附。在以上反应过程中，底泥黏粒含量与其磷吸附能力也具有一定的关系，主要体现在颗粒含量与其吸附表面积成正相关，而底泥颗粒表面积决定了其磷酸盐吸附能力的大小。

2.3 底泥对磷等温吸附过程影响

底泥对磷等温吸附过程主要是根据底泥零平衡时磷质量浓度变化情况进行分析，在一定程度上底泥磷吸附能力随着磷含量的增加而呈现上升趋势，而由于底泥对磷吸附动力学过程的变化，在进入动态吸附平衡程度之后，其磷吸附能力将不会受磷含量增加的影响，甚至后出现下降趋势。

结束语

通过以上试验，结合铜钱草在一定深度处底泥磷吸附能力远大于自然杂草及黑三棱这一现象，可得出生态沟渠底泥磷吸附能力受水生植物的影响，且与水生植物根系及繁衍速率成正相关，而水生植物对底泥磷吸附能力的影响主要从增加黏粒含量及含铝氧化物含量进行，两者可与磷发生一系列反应，从而降低水生环境内磷负荷。

参考文献：

[1]刘燕,夏品华.生态沟渠中4种水生植物的氮磷积累效应[J].贵州农业科学,2016,44(4)：147-149.

[2]雷雨梦,刘云根,梁启斌,等.云南不同类型农村沟渠底泥磷形态分布特征及风险评价[J].环境科学与技术,2017(3)：161-166.