农村废水农药污染的生态修复技术研究

北极星环保网来源:生态环境学报靳聪聪2018/5/19 21:23:16我要投稿

所属行业: 水处理关键词：污水处理农村污染农药污染

1.4地表水中农药的生态风险评价

生态风险评价是定量表征有毒污染物生态危害的评价体系，其中风险商(RQ)法是最常用的表征生态风险程度的方法(赵建亮等，2011)。本研究使用风险商(RQ)法对示范区水体中农药的生态风险进行评估，风险商(RQ)的计算方法如下：

RQ=MEC/PNEC(1)

式中，MEC为污染物的实测环境浓度，PNEC为预测无效应浓度，PNEC值的计算方法和参考值同文献(徐雄等，2016;赵建亮等，2011)。一般认为，当RQ>1时，为高风险;0.1≤RQ≤1时，为中等风险;0.001≤RQ<0.1时，为低风险(郭强等，2014)。

1.5水质生物学评价

指数(H)、Margalef丰富度指数(D)和Hilsenhoff生物指数(BI)。Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数是从生物多样性的角度评价水质，BI指数是基于大型底栖动物的耐污值对水质进行评价的，结合3种指数可以较准确地评估示范区水质污染状况，具体计算公式如下：

式中，S为样品中的物种数;N为群落中所有物种的个体总数;ni为第i个种的个体数;ti为第i个种的耐污值(仇伟光，2014)。相应的水质评价标准见表2(孙伟胜等，2015;蔡永久等，2014)。H和D值越高，污染程度越低;BI值越低，污染程度越低。

1.6统计和分析

采用Origin8.5作图，SPSS18.0统计分析软件进行相关性分析。

2结果与讨论

2.1沉水植物构建对底栖动物的影响

2.1.1物种数和生物量变化

示范区构建初期(2015年9月—2016年2月)，沉水植物恢复取得了明显效果，其覆盖率由种植时的15%增至60%，生物量由0.26kg˙m-2增至1.18kg˙m-2(图1)。示范区构建前底栖动物的物种包括霍甫水丝蚓(Limnodrilushoffmeisteri)、水丝蚓属(Limnodrilus.sp)、铜锈环棱螺(Bellamyaaeruginosa)和耳萝卜螺(Radixauricularia)共4种，其中以耐污类群为主;至2016年2月，物种数增至10种，新增的物种包括中华田园螺(CipangopaludinachinensisGray)、凸旋螺(Gyraulusconvexiusculus)、巴蛭属(Barbronia.sp)、舌蛭属(Glossiphonia.sp)、尖膀胱螺(Physaacuta)和流溪摇蚊(Chironomusriparius)，其中以中等耐污种群为主。底栖动物生物量由10.29g˙m-2增至41.09g˙m-2，修复前以环节动物为主(生物量所占比例为70%)，而修复后以软体动物为主(生物量所占比例为81%)。

底栖动物生物量和物种数较修复前均有显著增加(t=4.314，P=0.008;t=3.780，P=0.013)。徐霖林等(2011)在淀山湖进行的10个月围隔试验也发现，围隔内沉水植物重建区域底栖动物的物种数和生物量均高于围隔外，并且围隔内软体动物物种数比围隔外多出11种。

本研究发现，伴随沉水植物生物量的增长，底栖动物的物种数和生物量也呈增长趋势(图1)。并且底栖动物生物量(y)和沉水植物生物量(x)呈显著正相关关系(r=0.920，P=0.009)，相关回归方程为y=29.098x+2.161，徐霖林等(2011)的研究也指出二者存在显著正相关。进一步分析发现，软体动物与沉水植物生物量也存在显著正相关关系(r=0.914，P=0.01)。有研究表明，沉水植物与软体动物之间存在类似共生的种群关系(刘保元等，1997)，沉水植物的存在可以为软体动物尤其是螺类提供栖息、繁育场所(李德亮等，2011)。本研究结果表明沉水植物构建后，底栖动物的群落结构有了明显变化。

2.1.2底栖动物生物学评价

如图2所示，沉水植物构建前，底栖动物的H值和D值分别为0.49和0.36。调查期间，底栖动物多样性变化与沉水植物生物量变化呈显著正相关(H、D的相关系数r分别为0.945、0.889，P<0.05)。至2016年2月，各指数值分别为1.05和1.10。表明示范区生物多样性有所提高，且两个指数评价结果均判断水质由重度污染转为中度污染。BI指数则由沉水植物构建前的9.22降低至8.30，同样表明水质由重度污染转为中度污染。