水生植物組合系統(tǒng)對(duì)水體污染生態(tài)修復(fù)的研究

賴寬

（沈陽市青年苗圃 遼寧沈陽 110016）

水生植物組合系統(tǒng)對(duì)水體污染生態(tài)修復(fù)的研究

賴寬

（沈陽市青年苗圃 遼寧沈陽 110016）

在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快速大潮中，環(huán)境問題顯得日益突出，特別是公園等小環(huán)境、小區(qū)域水體的污染十分嚴(yán)重，由于這些特定的水體流動(dòng)性及自我更新能力受到范圍的局限，所以對(duì)于這類水體的生態(tài)修復(fù)研究技術(shù)也越來越得到相關(guān)部門的重視。人工濕地等技術(shù)是近些年出現(xiàn)的一種新型的水處理技術(shù)，并且去除污染物的種類較為廣泛，其中水生植物是其重要組成部分，對(duì)污染物的轉(zhuǎn)化與降解具有重要作用。不同水生植物對(duì)水體污染的去除效果不同，對(duì)水體中污染源的去除效果也不同。本文闡述了不同水生植物組合在水體污染生態(tài)修復(fù)中的研究應(yīng)用，同時(shí)通過介紹水生植物的特性并比較了單一水生植物與不同水生植物組合對(duì)水體污染的處理效果。筆者認(rèn)為水生植物組合系統(tǒng)在水體污染生態(tài)修復(fù)方面有較好的發(fā)展前景。

水生植物；水體污染；生態(tài)修復(fù)

前言

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大量未處理的廢水排入水體中，水體污染狀況嚴(yán)峻，致使水體受到不同程度的污染，給環(huán)境和景觀效果及人民的生產(chǎn)生活健康帶來了一定的危害性。隨著國家對(duì)環(huán)境問題的重視，對(duì)環(huán)境政策的不斷優(yōu)化，環(huán)境治理不再局限于單個(gè)企業(yè)單個(gè)排污點(diǎn)的治理，全方位立體式成為環(huán)境污染治理問題的重點(diǎn)。景觀水體指的是在公園景區(qū)等范圍內(nèi)自然形成或人工修筑的池塘、小型胡泊等，并且大多數(shù)都是具有一定面積的死水區(qū)域，這部分水體污染主要來源于生活污水、固體廢棄物、城鎮(zhèn)地表徑流及農(nóng)藥化肥流失等。余志敏等調(diào)查研究顯示，中國131個(gè)主要湖泊中有67個(gè)呈富營(yíng)養(yǎng)化，水體污染的危害嚴(yán)重；同時(shí)，隨著水體污染治理的重要性日趨顯現(xiàn)，而與之相關(guān)的治理技術(shù)仍然發(fā)展緩慢。

目前植物組合一般都以人工濕地的形式表現(xiàn)，也是控制污染的重要技術(shù)之一。人工濕地是20世紀(jì)70年代末發(fā)展起來的一種新型污水自然生態(tài)處理技術(shù)，其建設(shè)投資少、運(yùn)營(yíng)操作成本低、自然性優(yōu)越、去除氮磷能力強(qiáng)及凈化效果好等特點(diǎn)。作為一種具有園林綠地和景觀效果功能的水處理設(shè)施，已經(jīng)成為具有特色的新型污水處理技術(shù)，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。水生植物是人工濕地的重要組成部分，可以利用自身生長(zhǎng)的特性直接吸收污水中的氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；與之同時(shí)植物根系分解釋放的酶等物質(zhì)也可直接降解污染物，且降解速度非?？?；植物還可以吸附和富集重金屬及一些有毒有害物質(zhì)。查閱相關(guān)文獻(xiàn)已有相關(guān)水生植物對(duì)污水的凈化作用已被實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明，而且還發(fā)現(xiàn)不同的水生植物組合對(duì)氮和磷的去除效率是不同的。本文在收集各種不同水生植物處理效果的基礎(chǔ)上，隨機(jī)對(duì)各種水生植物進(jìn)行分類組合，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為今后的水體污染生態(tài)修復(fù)的研究提供參考依據(jù)。

1 水生植物在水體污染生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用

水生植物在水體中與動(dòng)物、微生物共同作用，在水體營(yíng)養(yǎng)控制方面可以發(fā)揮重要作用，可以有效地吸收水體中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這樣不僅可以凈化水質(zhì)還可以為其它水生生物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，維持水體的生態(tài)平衡，控制水體污染的進(jìn)一步發(fā)展。不同水生植物對(duì)水體中的污染物及富營(yíng)養(yǎng)成分凈化的效果差異較大，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，一種水生植物對(duì)水體中的某一項(xiàng)指標(biāo)去除效果較好，而對(duì)其他指標(biāo)的效果相對(duì)較差。針對(duì)水生植物對(duì)水體中氮磷的凈化有明顯的效果，但多種植物的不同搭配對(duì)水體中氮磷的凈化率的影響研究則相對(duì)較少。

1.1 不同水生植物對(duì)水體污染生態(tài)修復(fù)的應(yīng)用

Gerberg等研究發(fā)現(xiàn)水質(zhì)中氨氮的質(zhì)量濃度為24.7mg/L時(shí)，蘆葦對(duì)其清除能力明顯高于香蒲。Reddy等研究發(fā)現(xiàn)夏季和冬季時(shí)，鳳眼蓮、浮萍和水篩等水生植物除氮效果不同。吳建強(qiáng)等選取美人蕉、黃菖蒲、再力花和千屈菜4中常見植物作為研究對(duì)象，再力花對(duì)氮的吸收能力最強(qiáng)，美人蕉對(duì)磷的吸收能力最強(qiáng)。姚瑤等選用金魚藻、苦草、大苦草、黑藻、矮慈姑和皇冠草等6種不同沉水植物研究其對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化氮磷的凈化效果，其結(jié)果表明，隨著植物培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，6種沉水植物對(duì)水體氮的凈化效率降低，除金魚藻外，其他5種沉水植物對(duì)水體磷的凈化率增加，苦草對(duì)氮磷均有較好的凈化效果。王旭明等利用水芹菜凈化污水，發(fā)現(xiàn)3d內(nèi)水芹菜對(duì)氮磷的吸收率分別達(dá)到66.7%和73.7%，而且去除率隨溫度的升高還會(huì)增加。魏東慧等以燈心草、輪藻和水田芥等作為研究對(duì)象，研究了其在兩種不同程度氮磷水體中的生長(zhǎng)狀況及化學(xué)耗氧量的凈化效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，在輕度氮磷富營(yíng)養(yǎng)化水體中，水田芥去污效果最好，在重度氮磷富營(yíng)養(yǎng)化水體中燈心草效果最好。

1.2 不同水生植物組合對(duì)水體污染生態(tài)修復(fù)的應(yīng)用

相關(guān)文獻(xiàn)記載的研究表明，多種水生植物組合比單一水生植物能更好的對(duì)水體起到更好的凈化作用，因?yàn)槊糠N水生植物各有其特點(diǎn)，對(duì)凈化對(duì)象產(chǎn)生不同的凈化作用；隨著水生植物的生長(zhǎng)發(fā)育，附著在其表面的微生物群落也會(huì)發(fā)生變化，依靠水生植物與微生物之間的共同作用及微生物間的相互復(fù)雜關(guān)系，共同來完成對(duì)水體的凈化。彭婉婷等研究表明，不同的水生植物組合顯示出對(duì)氮磷具有很好的凈化效果，并且能夠長(zhǎng)期維持其效果。在8種水生植物組合中，睡蓮+再力花組合對(duì)氮氨去除率效果為92.29%，睡蓮+馬蹄蓮+茭白+菖蒲組合對(duì)氮氨去除率效果為95.50%，對(duì)總磷的去除效果最好的組合為睡蓮+再力花+鳶尾，較無植物對(duì)照提高了43.73%。

2 不同水生植物組合初步設(shè)計(jì)研究

2.1 水生植物的基本分類

按生長(zhǎng)環(huán)境條件水生植物可分為水生、濕生、沼生三類；按植物生活條件類型可分為挺水型、浮葉型、沉水型和漂浮型；按植物生長(zhǎng)類型可分為草本類、灌木類、喬木類。

2.2 水生植物組合選擇與初步設(shè)計(jì)

2.2.1 水生植物選擇的基本要求

水生植物的選擇應(yīng)遵循下列原則：根系發(fā)達(dá)、輸氧能力強(qiáng)；適合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境，優(yōu)先選擇本土植物，生命力強(qiáng)、耐污去污能力強(qiáng)；抗凍、抗病害能力強(qiáng)；易管理，可產(chǎn)生一定的景觀效果；有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和大面積大范圍推廣性。根據(jù)上述特性，初步篩選的常用水生植物有蘆葦、香蒲、菖蒲、水蔥、茭白、黑麥草、美人蕉、燈芯草、水芹等。

2.2.2 水生植物組合的初步設(shè)計(jì)要點(diǎn)

①挺水植物、浮水植物、沉水植物的組合形式。魯敏等研究表明，不同類型的水生植物組合能有效去除水體中的富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；蘆葦、香蒲、荷花、輪藻等水生植物群落組合對(duì)水體中的富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮磷去除效果較好；蘆葦、香蒲、荷花、輪藻、金魚藻等水生植物群落組合對(duì)水體中溶解性氨氮的去除效果最好；蘆葦、香蒲、荷花、蓖齒眼子菜等水生植物群落組合對(duì)水體中的溶解性硝態(tài)氮和總磷的去除效果好。②季節(jié)性植物和常綠性植物進(jìn)行組合形式；兼顧美觀特點(diǎn)和處理效果好的組合形式。③按照去污種類效果不同的水生植物組合形式。

3 結(jié)語

由于水體污染的日益嚴(yán)重已經(jīng)逐步影響到我們生存、生產(chǎn)及生活的環(huán)境條件，水生植物組合系統(tǒng)的研究漸漸成為科技工作者的重要研究課題。在以往的研究文獻(xiàn)記載中，水生植物組合系統(tǒng)對(duì)比單一水生植物在去除氮磷、重金屬鉻及其他富營(yíng)養(yǎng)化污染物更具有優(yōu)勢(shì)，其原理在于不同水生植物對(duì)于不同的水體富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)去除的能力不同，有的可以高效去除氮，有的可以高效的去除磷或鉻，所以在使用多種水生植物組合時(shí)，可以彌補(bǔ)單個(gè)水生植物的單一特性，多種水生植物組合具有更合理的生物多樣性，會(huì)更好的保持生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，相互制約相互配合，防止一種或多種植物生長(zhǎng)過快而影響生態(tài)環(huán)境，還可以減少病蟲害，提高植物成活率等。不過水生植物組合對(duì)水體污染的控制還遠(yuǎn)不止這些，還需要更進(jìn)一步的研究試驗(yàn)，在歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上為應(yīng)用和推廣提供科學(xué)依據(jù)。

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1005-7897（2017）24-0207-02

2017-11-1