挺水植物對水體水質(zhì)的凈化作用研究進展

謝雯穎　楊曉娜

摘 要 挺水植物的生態(tài)功能不僅可以去除水體中大量的污染物，還可以促進污水中營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)和再利用。基于此，通過對水生植物的概念，水生植物對水體水質(zhì)凈化作用的應用，水生植物對水體水質(zhì)的凈化方面的注意事項進行分析。

關鍵詞 挺水植物；凈化水質(zhì)；修復

中圖分類號：S682.32 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2014）10-0-2

國內(nèi)外對植物凈化能力的研究已較為廣泛，20世紀70年代，挺水植物因其在水體中的生態(tài)功能，在水污染防治中具有的重大應用價值，開始受到人們的關注。在我國，關于挺水植物凈化污水的研究起步較晚，直到“七五”期間，才對人工濕地進行機理性的研究，落后發(fā)達國家十余年，應用上也相對遲緩，但其發(fā)展很快，已有不少案例。1987年，天津市環(huán)境保護研究所建成我國第一座蘆葦型濕地工程，處理規(guī)模為1 400 m? /d，就是一個典型范例[1]。隨后，越來越多的學者開始對其進行研究。如魯敏等選擇了7種武漢地區(qū)常見的濕地植物（香蒲、美人蕉、燈芯草、蘆葦、菖蒲、茭白和黃花鳶尾），對其處理生活污水的效果進行了研究；劉春光[2]等人研究了蘆葦、香蒲、菖蒲、睡蓮、水蔥、梭魚草等6 種大型水生植物對富營養(yǎng)水體中氮、磷的去除效果；盧少勇[3] 等研究了茭草、蘆葦與水葫蘆的污染物釋放規(guī)律。

1 挺水植物的作用

挺水植物的作用過程和機理原理主要分為植物提取、植物固定、根際過濾、植物揮發(fā)、植物降解和植物促進[4]。挺水植物對生活污水中氮、磷污染物的作用可分為直接作用和間接作用[5]。直接作用，是指植物通過吸收、吸附和富集等作用直接去除污水中污染物[6]，水生植物不僅能吸收溶解態(tài)的污染物，而且也能迅速地吸收懸浮微粒中的污染物，還能在吸收后很快地將這些微粒轉(zhuǎn)入細胞內(nèi)部[7]，或利用植物巨大的體表吸附部分污染物，并通過收獲植物的形式達到標本兼治的效果。植物吸收的氮素主要是銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，也包括一些小分子含氮有機物如尿素和氨基酸等[8]，其中一部分氮素在根部被還原，然后用于各種氨基酸及含氮有機化合物的合成，再以氨基酸或其他有機化合物的形式隨蒸騰流被運往地上部，也有一部分以硝酸根離子的形式直接被運送至葉片還原利用[9]。而根系吸收的磷素則主要以磷酸根離子的形式，也有少量被合成有機化合物后向上運往地上部分。間接作用，是指植物根莖輸送氧氣至根部，在根區(qū)或根際形成一種好氧環(huán)境，增強或維持水流速度，大量微生物會附著在根系巨大的表面積，根際會創(chuàng)造利于各種微生物生長的微環(huán)境促進有機物質(zhì)的分解和硝化細菌的生長，從而達到去除氮磷污染物的目的。

另外，植物對污水的凈化能力除與根系有關還主要與植物的生長量、根系的發(fā)達程度、根系的輸氧能力等因素有關。挺水植物能輸送氧氣至根部區(qū)域，有利于好氧微生物的呼吸，不同挺水植物根系差別也為細菌提供了多樣的生活環(huán)境，這也是根區(qū)的細菌群落可以降解多種污染物的原因之一 [10，11]。一般來說，植物的生長量較大、根系發(fā)達程度較高、根系的輸氧能力比較強的話，其對污染物的凈化能力也較高。劉春常[12]等人對幾種華南地區(qū)常見的挺水植物在其不同生長階段下處理污水的能力進行了研究，結(jié)果表明，在植物生長過程中，植物發(fā)育程度能反映污水處理效果總體上的變化。

2 挺水植物處理污水和水體工程修中的注意事項

2.1 選擇不同挺水植物進行空間優(yōu)化配置

由于不同濕地植物群落自身的種類、生長狀況、營養(yǎng)吸收能力、根系分布、氧氣釋放量、以及生長量和抗逆性存在差異，使植物與周圍環(huán)境進行的物質(zhì)能量交換能力不一樣，吸附水體中的營養(yǎng)物質(zhì)和氮、磷的能力作用不同，對污水的凈化效果也有所差異[13]。因此，應用植物對污染水體進行治理應注重不同植物間的空間搭配，使形成的植物群落更好的發(fā)揮挺水植物的作用，提高其對污染物的凈化能力。

2.2 群落中植物的相互作用研究

污染湖泊治理與生態(tài)修復中，加強群落中物種間、群落間相互作用的研究，將是提高治理效果、科學選擇植物進行空間配置的理論基礎。

2.3 植物凈化能力差異的機理

植物凈化機理人工濕地是半自然或人造的生境，人為干擾較為頻繁。在這種條件下，植物的光合作用、呼吸及其他代謝過程都與純自然環(huán)境有較大的差異。那么其凈化能力差異的機理是什么？從濕地植物生理生態(tài)、微生物降解，甚至細胞和分子水平等微觀尺度探索維持濕地植物正常生長的代謝機制和調(diào)控規(guī)律，以能通過調(diào)控環(huán)境因子來創(chuàng)建人工濕地環(huán)境，以期能夠最大限度地發(fā)揮人工濕地的去污能力。

參考文獻

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（責任編輯：趙中正）endprint