三种河蚌对富营养化水体的处理效果研究

戚甫长 王琪 朱凌云 王伟 占明飞

摘要：研究了背角无齿蚌（Anodonta woodiana）、褶纹冠蚌（Cristaria plicata）和三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）幼蚌对富营养化水体中总氮、总磷、氨氮、COD、悬浮物的处理效果。结果表明，幼体河蚌均能有效去除水体中的悬浮物，提高水体的透明度;褶纹冠蚌对COD、NH3-N和浊度的去除率最高，分别达到36.45%、89.68%和56.24%;三角帆蚌对TN的去除率最高，达到85.52%;背角无齿蚌对TP的去除率最高，达到38.00%;试验结束后测量河蚌湿重发现试验期间河蚌几乎没有生长。

关键词：背角无齿蚌（Anodonta woodiana）;褶纹冠蚌（Cristaria plicata）;三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）;幼体;富营养化水体

中图分类号：X522         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）20-0047-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.010           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on the treatment effect of three kinds of mussels

on the treatment of eutrophic water

QI FU-zhang，WANG Qi，ZHU Ling-yun，WANG Wei，ZHAN Ming-fei

（Anhui Shuiyun Environmental Protection Co.，Ltd.，Wuhu 241000，Anhui，China）

Abstract： The effects of Anodonta woodiana， Cristaria plicata， Hyriopsis cumingii on the removal efficiencies of chemical oxygen demand （COD）， total phosphorus （TP）， total nitrogen （TN）， ammonia nitrogen （NH3-N） and turbidity in eutrophic water were studied. The results indicated that Anodonta woodiana， Cristaria plicata and Hyriopsis cumingii could remove the total suspended substrance （TSS） efficiently， improving the transparency of the water. The removal efficiencies of COD， NH3-N and tuibidity by Cristaria plicata were highest， reaching 36.45%， 89.68% and 56.24%， respectively. The removal efficiency of TN by Anodonta woodiana was highest， reaching 85.52%. The removal efficiency of TP by Hyriopsis cumingii was highest， reaching 38.00%. The wet weights of Anodonta woodiana， Cristaria plicata and Hyriopsis cumingii were weighted at the end of the experiment to find that they all didnt grow in the experiment period.

Key words： Anodonta woodiana; Cristaria plicata; Hyriopsis cumingii; juvenile; eutrophic water

水體富营养化是当前全世界所共同面临的环境问题之一[1]。近些年，利用蚌类的强滤水特性净化不同水体成为众多学者研究热点[2-4]，正逐步应用到富营养化水体。已有研究结果表明，褶纹冠蚌（Cristaria plicata）、三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）和背角无齿蚌（Anodonta woodiana）可以降低水体内悬浮物和浮游藻类的含量，有效提高水体透明度;对富营养化水体中的COD、氮和磷等有一定的去除效果[5-7]。影响滤食性河蚌净水效果的关键因素是滤水速率，有研究表明幼体河蚌的滤水速率高于成年蚌[8，9]。因此，了解不同种类幼蚌对富营养化水体净化效果的影响，对进一步提高河蚌净化富营养化水体效率具有重要意义。本试验以背角无齿蚌、褶纹冠蚌和三角帆蚌的幼蚌为例进行研究，以期为后续研究提供基础数据。

1  材料与方法

1.1  材料

试验所用河蚌为背角无齿蚌、褶纹冠蚌和三角帆蚌，均采自安徽水韵环保股份有限公司治理后的水系中，选取大小规格一致，湿重为（25.0±5） g、健康的个体备用，试验前在试验用富营养化河道水体中驯化7 d。试验用水为城区富营养化河道水体。试验装置为白色长方形塑料水槽，长52.5 cm、宽32.5 cm、高39.0 cm。

1.2  方法

1.2.1  试验设置  试验于2018年10月20日至11月9日在安徽水韵环保股份有限公司水生态产业研究院实验室内进行。共设置4个试验组，分别为背角无齿蚌组（共201 g，8只）、褶纹冠蚌组（共200 g，8只）、三角帆蚌组（共203 g，8只）及空白组（无河蚌）。将湿重相同的3种河蚌分别放入盛满水的长方形水槽中，空白组不投放河蚌。标记各水槽水位，作为初始水位。

试验期间，每天观察水槽内河蚌情况，确保河蚌无死亡和其他情况，同时添加去离子水至初始水位。

1.2.2  试验指标及测定方法  对所有试验水槽水体的浊度、总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH3-N）、化学需氧量（COD）等指标进行测定，待水体稳定后采集水样作为本底值，之后每2 d采样1次，采集50 mL水样，用于理化指标的测定，同时测定水体温度指标。采样后补充相同体积的去离子水，保持水位在初始位置。

相关指标及测定方法：TSS采用重量法;TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法;TP采用碱性过硫酸钾钼酸铵分光光度法;NH3-N采用纳氏试剂比色法;COD采用重铬酸钾法;具体分析方法参考文献[10]。

去除率=（Ct-Ct空）/C0×100%，其中，Ct是指第t天试验组该指标的浓度（mg/L）;Ct空是指第t天空白对照组该指标的浓度（mg/L）;C0是每试验组该指标的初始浓度（mg/L）。

1.3  数据处理

所有试验数据均由Microsoft Excel 2013处理，由Origin 9.0生成图形。

2  结果与分析

2.1  COD去除特性分析

从图1可以看出，各试验组COD均呈不同程度的下降趋势，其中前7 d COD下降较快，第七天时，三角帆蚌组、褶纹冠蚌组和背角无齿蚌组的去除率分别达到33.91%、35.87%和41.78%。从第七天开始，浓度呈上下波动状态，至试验结束时，三角帆蚌组、褶纹冠蚌组和背角无齿蚌组的去除率分别达到34.47%、36.45%和28.57%。从COD去除率及去除稳定性上来看，褶纹冠蚌组较三角帆蚌组和背角无齿蚌组去除效果好。河蚌通过滤食水体中的藻类和有机碎屑间接降低水体中的COD。

2.2  NH3-N去除特性分析

从图2可以看出，各试验组NH3-N浓度均呈不同程度下降趋势，其中背角无齿蚌组下降趋势较其他组快，至试验结束时褶纹冠蚌组去除率最高，达到89.68%，三角帆蚌组和背角无齿蚌组的去除率分别为89.02%和87.10%，说明3种河蚌对水体中NH3-N均有不同程度的降解，其中褶纹冠蚌组去除率最高。

2.3  TN去除特性分析

从图3可以看出，前15 d，各试验组TN浓度均呈不同程度的下降趋势，且3种河蚌组的去除率均高于空白组，第15天时，三角帆蚌组、褶纹冠蚌组和背角无齿蚌组的去除率分别达到85.52%、81.54%和82.43%。从第15天开始，三角帆蚌组、褶纹冠蚌组和背角无齿蚌组水体中TN浓度均呈上升趋势，而空白组浓度呈平稳趋势。至试验结束时，河蚌组TN浓度均比最低点浓度高，但低于空白组浓度，分析可能是河蚌适应环境后开始摄食、吸收水体中TN，随后排放“假粪”到水体中，部分“假粪”中的氮重新释放到水体中导致TN浓度上升[11，12]。

2.4  TP去除特性分析

从图4可以看出，各试验组水体中TP浓度呈先下降再上升的趋势，第七天时TP浓度达到最低，三角帆蚌组、褶纹冠蚌组和背角无齿蚌组的去除率分别达到33.69%、30.83%和38.00%。从第七天开始，河蚌组TP浓度呈波动上升趋势，至试验结束时低于空白组。分析原因可能是河蚌适应环境后开始摄食、吸收水体中TP，随后排放“假粪”到水体中，部分“假粪”中的磷重新释放到水体中导致TP浓度上升。

2.5  浊度去除特性分析

从图5可以看出，空白组、三角帆蚌组、褶纹冠蚌组和背角无齿蚌組浊度均呈逐渐下降趋势，其中空白组浊度下降速率较河蚌组慢。试验水体处于静止状态，由于悬浮物的自然沉降等原因，空白组的浊度呈缓慢下降趋势。3个河蚌组中浊度均呈下降趋势，至试验结束时，三角帆蚌组、褶纹冠蚌组和背角无齿蚌组浊度的去除率分别达到54.32%、56.24%和55.00%，分析原因可能是河蚌适应环境后，开始滤食、摄食悬浮物和有机碎屑，提高水体透明度。这与薛玲玲等[13]研究的褶纹冠蚌提高水体透明度结果一致。

3  小结

1）河蚌对COD、NH3-N、TN和TP均有不同程度的处理效果，去除率分别为28.57%～36.45%、87.10%～89.68%、81.54%～85.52%和30.83%～38.00%，其中褶纹冠蚌对COD、NH3-N和浊度的去除率最高，分别达到36.45%、89.68%和56.24%;三角帆蚌对TN的去除率最高，达到85.52%;背角无齿蚌对TP的去除率最高，达到38.00%。

2）河蚌能有效去除水体中的悬浮物，提高水体的透明度。河蚌对悬浮物的去除率达到50%以上。

3）试验结束后，称量各个河蚌组中河蚌的湿重，发现河蚌与试验前重量几乎无差别，说明这段时间几乎没有生长，与严维辉等[14]研究的河蚌低温状态下不生长的生物特性相一致。

参考文献：

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[14] 严维辉，郝  忱，彭  刚，等.两种河蚌在不同水体中生长对比情况的初步研究[J].内陆水产，2008，33（1）：17-18.