水生植物在水污染治理中的应用

水生植物在水污染治理中的应用

刘钟思

广西中欣环保有限公司

摘要:介绍水生植物系统处理污染物的机理及污染物的去除机制，并阐述系统中植物种类选与搭配，对水生植物发挥其污染物处理功能具有参考意义。

关键词:水生植物水环境污染物清除净化作用

1水生植物对污染物的清除

1.1水生植物对氮磷的清除

湖泊富营养化是严重的环境问题之一,因地球七成是水,因此是全球性的环境问题。一般水生植物通过调节浅水湖中水体的营养浓度使湖泊温度适中,进而调节湖泊富营养化的现象,最终达到治理的目的。大型沉水植物环境容量大,自身有着强大的自净能力,因具有巨大的生物量可以持续不断的和环境进行能量和物质的交换,达到净化的目的。

1.2水生植物对重金属的清除

水生植物能有效吸收重金属Zn、Cr、Pb、Cd、Co、Ni、Cu等,根据研究显示,环境中的重金属含量和植物中的重金属含量有一定的关系,两者成正相关,所以对植物体内的重金属含量进行分析可以有效监测环境中的重金属含量。水生植物生长速度快,环境容量大,能吸收大量的营养物,降低水中重金属的含量,进而对环境具有优化作用。

1.3水生植物对有毒有机污染物的清除

植物的存在可以有效降解有机污染物质,对环境起保护作用。水生植物除了可以吸收某些小分子有机污染物之外,还可以分解微生物的组成,通过促使有机物质的沉淀达到对水环境优化的目的。一般低等植物可以矿化莠去津,如一些浮游植物、水生植物等,他们比其他高等植物敏感度更高,其他高等植物也可以通过其他方式途径达到净化的作用。

1.4水生植物的其他净水(改善水质)功能

水生植物能有效维持水体清洁,通过保持其在不同营养级别水平达到稳定自身优势的作用,其作用原理是:水生植物能通过自身强大的生物量大量吸收过量的营养物质,以此使水中营养物质保持在低水平;通过摄食底栖生物的鱼类等方式降低水环境中的沉积物,达到水质净化的目的;此外,水生植物还能有效稳定底泥,同时抑制藻菌的生长,对降低环境污染具有巨大的作用。在生态系统中,沉水植物与沉积物、水体流动间具有重要的关系,通过对沉水植物进行研究可以有效降低水中沉积物,进而达到改善水质的目的。

2水生植物在污染治理中的应用

2.1人工湿地

人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种净化环境的方法,人工湿地建造和运转费用低,使用维护简便,并且可以为众多野生动物提供栖息地,保护动植物的生存环境,实施效果好,成为水生植物在污染治理中的重要应用,很多专家对其进行分析研究,也受到了广大的关注。人工湿地和水生大型植物可以创立丰富的生态系统,同时对环境影响小,最终达到保护生态环境的作用,此外因其建设成本低,效果好,是目前主要的研究发展方向之一。

2.2生物修复

生物修复(Bioremediation)是近几年发展迅速的一项清洁环境的低投资、高收益、简便易行的新兴技术。它利用特定的生物(植物,微生物或原生动物)吸收,转化,清除或降解环境污染物,实现环境净化,生态效应恢复的生物措施。生物修复作为一种新型的净化水质的技术,有着极大的发展潜力,如果此种技术被广泛应用于清洁环境,将有利改善我国水污染现状,为人们的生活健康和社会经济的可持续发展提供有利的条件和保障。

2.3稳定塘

稳定塘法主要是通过人工控制生物氧化过程进行污水处理,这种污水处理的方法简单易行、资金投入少,特别是在中小型常规污水处理领域前景广阔,可推广使用。它主要是通过菌藻的共同作用净化水质,可以明显改善污染水质,对生活污水、农业废水、工业废水等的处理具有重要作用。

2.4水质净化

水质净化技术为养鱼工业的发展提供了科学的技术手段。大型植物可以有效净化水质、节省能源、提供养鱼饵料。高等水生植物对水环境中的污染物具有较强的吸收作用,其效能因植物种类及处理组合方式不同而有所差别。

2.5湖泊治理与植被修复

沉水植物可改善水体的理化性质,有效降低颗粒性物质的含量,改善水下光照条件,使透明度保持在较高水平,水体电导率也相对较低。水生植物还可以增强底质的稳定和固着。

对于浅水湖泊而言,重建水生植被是富营养化治理和湖泊生态恢复的重要措施。我国的湖泊约有一半以上已呈富营养化,而且很多湖泊也在不断演化为富营养状态,因此,对治疗迫在眉睫。水生植物可以大力改善富营养水体的水质,净化有毒水体,对环境的保护起着重要的作用。

3水污染处理系统中植物种类选择与搭配

植物种类的选择主要根据水污染处理系统中植物所发挥的作用来决定。对于需要大量吸收氮磷、BOD和重金属的系统，应该选择生长速度快、富集吸收能力好的植物种类；对于需要大量吸收BOD和N的系统，应该选择根系庞大和传氧能力强的植物，这样可以为微生物的降解提供足够的附着空间；对于水中污染物种类多且都需要去除的系统，应该选择生态功能多样的植物种类，也可以选择用不同的植物相互搭配来处理，才能有效发挥水污染处理作用。此外，水污染处理系统中植物的选择还应该考虑植物对气候的适应、对病虫害的抵抗能力、植物的抗逆性和植物管理的难易程度。通过试验，研究人员发现凤眼莲、芦苇等植物能在各种水污染系统中发挥高效作用，因而被广泛应用于人工湿地和氧化塘等环境中。目前，对植物根部区域微生物降解的作用研究较多，缺少对植物自身作用来处理污水的研究和应用，主要表现在研究者对植物在吸收污染物后对生物量的资源化利用以及自身生长规律2个方面没有深入的研究。

4以水生维管束植物为主的高等植物在污水处理以及水质的改善中的运用

4.1常见的应用方式

（1）湿地系统。大型水生植物在湿地系统中起着相当重要的作用，降低污染负荷，吸取部分营养物质；改善生物地化循环系统；形成一定的隔离层，防止冬季雪霜直接冻结湿地的地面；使得湿地床表面更加牢固等。

（2）综合生物塘系统。将多种水生植物进行有机组合，在污水稳定塘的基础上形成综合生物塘。大型水生植物在这个系统里面仍旧占据着相当重要的地位。

4.2运用范围

这些高等植物不仅可以处理生活废水，还可以处理工业、生产废水。吴振斌使用香蒲床和芦苇在草毒素水体的处理中取得了良好的效果；胡焕斌选用芦苇床对铁矿炸药污水进行了处理，取得了不错的效果；曾健等使用浮萍、水葫芦以及水浮莲对高能液体废水进行了净化处理，取得了很好的净化效果。

4.3在改善水质中的应用

高等植物的生长需要氮磷等营养物质，这些藻类对污水中的营养物质的去除与藻类细胞内部的营养物质的浓度、营养物的利用度、污水中氮磷的比例以及营养物的浓度有着直接性的影响作用。藻类长势较好，对营养物质的去除效果也就较好。高等植物同样也能够去除污水中的有机物以及重金属。有机物能够为藻类提供生长所需要的重要的碳源，藻类通过富集和降解进行去除有机物。去除重金属则分为吸附与转移两个阶段。

5结语

众多研究表明,利用水生植物处理系统进行水污染控制投入资金少,便于管理,对于生态环境的保护,资源的可持续使用、污水处理和水体净化具有重要的作用。目前利用水生植物净化污水还有明显的不足,还需要进一步的研究和探索。但随着科学技术的不断进步和发展,水生植物必将在水污染控制和治理方面中发挥更大的作用,为社会经济的可持续发展创造更为有利的条件。

参考文献

[1]唐晓燕,张永春,胡孟春.水生维管束植物在水污染中的应用[J].生态环境,2005,(01):113-116.

[2]宋金枝,宋金辉.生物技术在水污染监测和治理上的应用[J].唐山师范学院学报,2004,(02):68-69.

[3]任启飞,龙成昌,周庆,姚松林,房小晶.菖蒲属植物在水污染治理中的应用[J].贵州农业科学,2013,(02):178-180.