水葫蘆等水生植物對污水凈化影響的研究

李紅峰

摘 要 從對放養(yǎng)水生植物前、后污水水樣中氨氮、磷和重金屬銅離子含量測試，結(jié)果表明：① 在新城區(qū)蘇崗河涌污水水樣放養(yǎng)水葫蘆等水生植物5 d后，水樣中氨氮的平均含量降低了64.98%；磷的平均含量降低了44.57%；重金屬銅的平均含量降低了52.78%；② 3種水生植物中，吸收氨氮、磷、重金屬銅能力最強的是水葫蘆（65.29%、56.52%、58.33%）；③ 3種水生植物吸收重金屬銅能力比吸收磷要強。從實驗得出：水葫蘆、浮萍、金魚藻等植物，有很好的凈化污水能力，特別是對富營養(yǎng)化水質(zhì)。只要科學(xué)管理和轉(zhuǎn)化利用水葫蘆等水生植物，對改善新城區(qū)河涌水質(zhì)有重要的作用。

關(guān)鍵詞 水葫蘆 污水凈化 生物學(xué)實驗

中圖分類號 Q-331

文獻標識碼 B

文件編號：1003-7586(2006)09-0053-02

1 問題的提出和設(shè)想

在我國華南各地水域里及長江流域，常常可以看到蓋滿水面的水葫蘆。它是來自委內(nèi)瑞拉的水生植物，學(xué)名叫做風眼蓮。

由于水葫蘆含有大量蛋白質(zhì)、脂肪和纖維素，而且繁殖能力強，容易成活。20世紀5０年代，糧食極度短缺的中國從南美引進水葫蘆，將水葫蘆廣泛放養(yǎng)于南方鄉(xiāng)村河塘。

由于水葫蘆蔓延的速度極快，它們覆蓋了南方許多河流、湖泊。濃密的水葫蘆降低了光線對水體的穿透能力，影響水底生物的生長，并增加水中二氧化碳的濃度，堵塞河道，在珠江三角洲水域，特別是河涌都存在水葫蘆泛濫成災(zāi)的問題。

近幾年來有科學(xué)家實驗時意外發(fā)現(xiàn)，水葫蘆等水生植物的根莖能吸收和分散水體中鉛、鎘、汞、銅、鍶等重金屬離子，工業(yè)廢水中含有大量重金屬離子，城市生活污水中含有大量氮和磷，工業(yè)廢水和城市生活污水排放到河流中，增加水體重金屬離子、氮磷化合物含量，使水體富營養(yǎng)化，造成水體污染，由此我們設(shè)想，利用水生植物吸收氮和磷、重金屬離子的特性，探討水葫蘆、浮萍、金魚藻等水生植物凈化污水是否有幫助，效果如何？結(jié)合高中學(xué)生研究性學(xué)習，指導(dǎo)我校高一級學(xué)生參閱了有關(guān)資料，設(shè)計了實驗和統(tǒng)計的方法，并付諸實踐。

2 實施的內(nèi)容和過程

2．1 活動準備

買3個60 cm× 85 cm × 50 cm塑料水箱用于放養(yǎng)水生植物。

到水塘采集水葫蘆、浮萍和金魚藻3種水生植物。

2．2 活動的實施

取樣：4月14日到新城區(qū)蘇崗村的河涌取生活污水，用于測定數(shù)據(jù)以及放養(yǎng)水生生物，進行實驗對比。

為取得水樣中所含氨氮、磷及各種金屬離子的準確含量，將所取水樣送順德區(qū)環(huán)境監(jiān)測站進行放養(yǎng)水生植物前定量測定，并記錄數(shù)據(jù)。

在送檢同時，將3種不同水生植物（水葫蘆、浮萍和金魚藻）分別放入1、2、3號水箱中（有等量河涌污水）進行放養(yǎng)，并做好放養(yǎng)期間的紀錄工作。

放養(yǎng)水生植物一段時間（5 d）之后，分別從1、2、3號水箱取水樣1 000 mL，送順德區(qū)環(huán)境監(jiān)測站進行放養(yǎng)水生植物后的定量測定，并記錄數(shù)據(jù)。

將放養(yǎng)水生植物前的水樣與放養(yǎng)水生植物后的水樣中所含氨氮、磷及各種金屬離子含量進行對比分析，探討水生植物對污水凈化的影響。

3 結(jié)果統(tǒng)計與分析

3．1 結(jié)果統(tǒng)計（表1）

3．2 結(jié)果分析

順德地處珠江三角洲腹地，位于西、北江中下游的河網(wǎng)地區(qū)，河涌縱橫交錯，四通八達，水資源豐富，主要河道5條，內(nèi)河涌1 394條。根據(jù)2001年市（區(qū)）環(huán)境保護監(jiān)測站監(jiān)測的水環(huán)境數(shù)據(jù)分析，順德境內(nèi)河道和內(nèi)河涌的主要污染源為生活污水，并造成水體富營養(yǎng)化。

從對放養(yǎng)水生植物前、后污水水樣中氨氮、磷和重金屬銅離子含量測試，結(jié)果表明：

在新城區(qū)蘇崗河涌污水水樣放養(yǎng)水葫蘆等水生植物5 d后，水樣中氨氮的平均含量降低了64.98%；磷的平均含量降低了44.57%；重金屬銅的平均含量降低了52.78%。

3種水生植物中，吸收氨氮、磷、重金屬銅能力最強的是水葫蘆（65.29%、56.52%、58.33%）；其次是浮萍（63.91%、44.57%、50.00%）；第三是金魚藻（62.32%、32.00%、50.00%）。

3種水生植物吸收重金屬銅能力比吸收磷要強。

從實驗得出：水葫蘆、浮萍、金魚藻等植物，有很好的凈化污水能力，特別是對富營養(yǎng)化水質(zhì)，對改善新城區(qū)河涌水質(zhì)有重要的作用?？茖W(xué)家們總結(jié)了許多研究成果后認為，水葫蘆等在生長過程中需要大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，并對重金屬離子、農(nóng)藥等有極強的富集能力。水葫蘆的吸污能力在所有的水草中是最強的。在適宜條件下，1 hm2水葫蘆能將800人排放的氮、磷元素當天吸收掉，水葫蘆還能從污水中除去鎘、鉛、汞、銅、銀、鈷、鍶等重金屬元素。

4 建議

盡管水葫蘆等水生植物在溫暖、向陽及富含有機質(zhì)的水域（特別是在富營養(yǎng)化水體）中生長旺盛，泛濫成災(zāi)，影響航運，阻礙排灌。但適量的水葫蘆等水生植物生長對水質(zhì)的凈化是有利的，關(guān)鍵是科學(xué)管理和轉(zhuǎn)化利用。水體富營養(yǎng)化的主要成因是生活污水排放過多。對其治理，必須除去生活污水中的氮、磷等營養(yǎng)元素。在污水處理廠凈化污水除氮、磷等營養(yǎng)元素時，主要用硝化法即用活性污泥進行處理，速度較快，但有大量的污泥沉淀，難以處理。據(jù)此學(xué)生提出以下建議。

利用水生植物對水中氮、磷等營養(yǎng)元素和污染物的吸收及分解作用，通過選擇不同的水生植物及其組合來適應(yīng)不同的受污染水體，通過控制水生植物的數(shù)量來調(diào)控凈化能力的大小，以修復(fù)受污染水體和保持水質(zhì)。

將按照易種植、生長快、去污能力強等標準，篩選若干種水生植物，在污水處理廠和河涌將種植的水生植物群落局限在特定范圍內(nèi)，防止其隨波逐流任意擴散。

由于葫蘆等水生植物在富營養(yǎng)化的水體中生長旺盛，為防止其二次污染水體，要及時打撈，利用水葫蘆等水生植物中含有大量氮、磷、鉀的特點，制作有機、無機復(fù)合肥；將水葫蘆的枯葉干枝掩埋，作為多種植物的綠肥等綜合利用。

5 收獲與體會

通過這次的實踐活動，使學(xué)生更加清楚認識到河涌在生態(tài)環(huán)境方面所起的重要作用。凈化污水，去除富營養(yǎng)化，改善了新城區(qū)水域的生態(tài)環(huán)境，提高了新城區(qū)水環(huán)境的生態(tài)效益。

在這次研究活動中，使學(xué)生初步掌握了進行科學(xué)探究問題的一些基本方法；促進了學(xué)生對理論知識的掌握，提高了信息資料搜集和利用的能力、分析和解決問題的能力以及合作交流的能力。

研究活動的開展，對學(xué)生在情感、態(tài)度和價值觀取向方面起到了教育引導(dǎo)作用，并使他們初步形成了主動參與社會決策的意識。

通過這次活動，使學(xué)生認識到新城區(qū)區(qū)提出“青、碧、藍”工程，是一項高瞻遠矚、造福當代、福蔭后代的重要決定，它既維護了生態(tài)環(huán)境，又在環(huán)境方面支持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，對順德建成花園式河港城市將發(fā)揮重要的作用。