植物修復(fù)技術(shù)及其在污水處理中的應(yīng)用

張瀲

摘 要：近年來(lái)，隨著工業(yè)發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，工業(yè)污水和生活污水日益增多，對(duì)水環(huán)境造成不同程度的污染，相應(yīng)的各種新型污水治理技術(shù)被開(kāi)發(fā)應(yīng)用。植物修復(fù)技術(shù)作為一種污水處理新技術(shù)，以其投資少、效果好的特點(diǎn)得以廣泛應(yīng)用，文章主要從植物修復(fù)技術(shù)的概念及主要類型入手，并對(duì)其在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)行有效分析，僅供參考。

關(guān)鍵詞：植物修復(fù)技術(shù)；污水處理；應(yīng)用

1 植物修復(fù)技術(shù)的概述

1.1 植物修復(fù)技術(shù)的概念

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，植物修復(fù)技術(shù)即是相關(guān)技術(shù)人員在對(duì)某些植物特性進(jìn)行了解的基礎(chǔ)上，通過(guò)這些植物特性對(duì)水體中存在的污染物進(jìn)行合理吸收和分解，從而達(dá)到治理污水的效果。和物理法、化學(xué)法相比，植物修復(fù)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、投資少和不易造成二次污染的特點(diǎn)，主要適用于處理大面積低濃度的污染物。

1.2 植物修復(fù)技術(shù)的主要類型

植物修復(fù)一般包括萃取、固定、過(guò)濾、揮發(fā)等過(guò)程中，針對(duì)不同類型的植物和污染物有不同的修復(fù)類型。（1）植物萃?。和ㄟ^(guò)超積累植物可將污染土壤中的金屬去除干凈，并將其集中于植物方便收割的部位；（2）植物固定。利用植物降低或避免環(huán)境中金屬發(fā)生移動(dòng)，有利于減少污染物的生物有效性；（3）根際過(guò)濾。利用植物根系具有的吸附作用，來(lái)吸收水體中的污染物，并將其去除干凈；（4）植物蒸發(fā)。利用植物某些金屬或類金屬的化學(xué)成分來(lái)進(jìn)行揮發(fā)的過(guò)程。

2 植物修復(fù)技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

2.1 植物提取

植物提取主要是通過(guò)植物根系來(lái)吸收污染物，并在植物體內(nèi)實(shí)現(xiàn)根部到地上部分的有效轉(zhuǎn)移，主要用于污水中無(wú)機(jī)物和重金屬等污染物的修復(fù)，該技術(shù)的主要應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于經(jīng)濟(jì)投入成本低。該技術(shù)主要利用一些對(duì)重金屬具有較強(qiáng)富集能力的特殊植物，由于這類特殊植物中具有高生物學(xué)產(chǎn)量、高經(jīng)濟(jì)價(jià)值等優(yōu)勢(shì)，可有效去除污水中的污染物，而植物提取可在原位進(jìn)行修復(fù)，但只能處理含有中低濃度重金屬及其它污染物的污水。相關(guān)試驗(yàn)表明，浮萍在低濃度Pb、Zn污染的環(huán)境中，在保持自身正常生長(zhǎng)的同時(shí)且具有較高的去污效果，在15d的周期內(nèi)，Pb、Zn的去除率分別為80%、55%。

2.2 植物揮發(fā)

植物揮發(fā)主要是利用植物特有的生理活動(dòng)，通過(guò)植物吸收來(lái)促使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓳]發(fā)的形態(tài)，使其從土壤和植物表面揮發(fā)出，以此來(lái)達(dá)到凈化大氣污染的目的。該技術(shù)主要適用于揮發(fā)性較強(qiáng)的污染物，且要求植物揮發(fā)被轉(zhuǎn)化后的物質(zhì)毒性要小于轉(zhuǎn)化前的污染物質(zhì)，有利于減少環(huán)境污染，在這種情況下，該技術(shù)的應(yīng)用范圍受到一定限制，且將污染物轉(zhuǎn)移到大氣或異地土壤中會(huì)對(duì)人們健康和生物生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.3 植物轉(zhuǎn)化

植物轉(zhuǎn)化主要是通過(guò)植物體內(nèi)的新陳代謝作用將吸收的污染物進(jìn)行分析，該技術(shù)主要適用于重金屬、苯系物等疏水性適中的污染物中，而對(duì)于疏水性較強(qiáng)的污染物，由于其會(huì)緊密結(jié)合在根系表面和土壤中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)運(yùn)移，因此，對(duì)于該類污染物，可使其和植物揮發(fā)技術(shù)相結(jié)合，從而達(dá)到治理污染的目的。相關(guān)試驗(yàn)表明，利用浮萍進(jìn)行植物修復(fù)，在7d時(shí)間內(nèi)核污染水中的鈾物質(zhì)已呈現(xiàn)大量減少的趨勢(shì)。植物除了自身可吸收和凈化放射物，還具有固定放射物的作用，避免放射物進(jìn)入地下水或食物鏈，從而降低放射物的污染范圍。

2.4 人工濕地

人工濕地主要是將石、砂、土壤和煤渣等一種或幾種介質(zhì)按照一定比例構(gòu)成基質(zhì)，并在基質(zhì)中有針對(duì)性的植入植物，通過(guò)植物降解吸收、基質(zhì)吸附固定和微生物等共同作用下，進(jìn)行污水治理的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，隨著人工濕地技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于污水治理中。人工濕地技術(shù)處理污水的投入資本較小，但其出水水質(zhì)較好，通常人工濕地類型、濕地基質(zhì)、濕地植物、氣候條件和污水的污染程度不同，污染物的去除率也會(huì)存在一定差異。一般情況下，氣候?qū)竦靥幚硇Ч挠绊戄^大，在冬季氣候寒冷、氣溫較低的地區(qū)，種植美人蕉、菖蒲等植物的濕地由于植物無(wú)法正常生長(zhǎng)而難以發(fā)揮其正常功能，且在冬季氣溫較低的環(huán)境下，地表水會(huì)結(jié)冰，抑制水體流動(dòng)，在植物逐漸衰敗的過(guò)程中，可通過(guò)人工方法將其從濕地中移出來(lái)，避免枯萎的植物殘留在濕地中，造成二次污染或?qū)е禄|(zhì)發(fā)生堵塞。

2.5 人工浮床

該技術(shù)主要是以浮床作為基本載體，將高等水生植物或改良的陸生植物種植到污染水體中，通過(guò)植物根部的吸收及吸附作用，消除水體中的磷、有機(jī)物質(zhì)或重金屬，從而達(dá)到良好的凈化水質(zhì)效果。人工浮床在污水治理中的有效應(yīng)用，可獲得顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，此外浮床還可以作為一種觀賞景觀，對(duì)污染水體起到一定的凈化作用。但在夏季氣溫較高時(shí)，由于植物在夜間的呼吸作用，植物覆蓋面積較大的池塘?xí)霈F(xiàn)一定的缺氧現(xiàn)象，因此應(yīng)適當(dāng)提高浮床的覆蓋率，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其作出調(diào)整。

2.6 植物塘

植物塘是一種相對(duì)復(fù)雜的污水生態(tài)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)中主要以水生植物為主，微生物、浮游動(dòng)物和底棲生物通過(guò)相互依存，可在廢水處理中起到良好的凈化效果。通過(guò)植物塘來(lái)凈化工業(yè)或生活污水，有利于降低能耗，提高水體中污染物的降解效率，和物理方法、化學(xué)方法相比，在污水治理過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)植物塘的處理，污水中的絕大部分有機(jī)物都可轉(zhuǎn)化為植物或微生物的生物量，并通過(guò)收獲植物將其徹底從水體中去除干凈。

3 植物修復(fù)技術(shù)的展望

植物修復(fù)技術(shù)在污水治理中和植被修復(fù)中具有重要作用，具有廣闊的應(yīng)用前景，未來(lái)的植物修復(fù)技術(shù)可重點(diǎn)對(duì)以下方面進(jìn)行研究：（1）加大對(duì)植物修復(fù)機(jī)理的研究力度，特別是對(duì)植物根系微生物共存體系的研究；（2）尋找生物量大、適應(yīng)性強(qiáng)和具有累積效應(yīng)的植物，使其能在水淹和干旱這兩種環(huán)境中存活；（3）積極引進(jìn)新技術(shù)和新工藝對(duì)植物修復(fù)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，將園藝學(xué)、土壤學(xué)和植物生理學(xué)等結(jié)合起來(lái)；（4）加強(qiáng)多種修復(fù)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用研究，植物修復(fù)應(yīng)和物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、微生物修復(fù)等其它修復(fù)技術(shù)結(jié)合起來(lái)；（5）尋找合適的植物處理技術(shù)，用木本植物代替草本植物或使用經(jīng)濟(jì)性作物，在治理污水的同時(shí)，還能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，或者是利用植物體制造肥料、飼料，并將其用于產(chǎn)生能源，避免植物隨季節(jié)變化而發(fā)生凋謝或死亡，成為新的污染源；（6）實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的共同發(fā)展。一方面，針對(duì)以營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為主要污染物的水體，可建立兼顧經(jīng)濟(jì)效益為主的污水治理體系，實(shí)心營(yíng)養(yǎng)元素生物轉(zhuǎn)化和生物的經(jīng)濟(jì)化；另一方面，針對(duì)以有害物質(zhì)為主的污染水體，應(yīng)建立生態(tài)效益為主的治理體系，將水體中的污染物質(zhì)清除干凈，對(duì)富集生物進(jìn)行無(wú)害化處理；（7）避免生物入侵。我國(guó)由于引進(jìn)外來(lái)生物物種進(jìn)行水體及土壤方面的污染治理，導(dǎo)致一系列生物入侵問(wèn)題出現(xiàn)。因此，在對(duì)物種進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)首先選擇本土物種，對(duì)所引進(jìn)的外來(lái)物種進(jìn)行全面研究和分析，并將其在應(yīng)用中對(duì)本土生物所造成的影響進(jìn)行有效控制。同時(shí)，應(yīng)慎重使用現(xiàn)代生物技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因植物，若控制不到位的話，轉(zhuǎn)基因植物在進(jìn)入自然或人工水體后，極有可能會(huì)成為入侵物種，從而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞；⑧地域適應(yīng)性。植物生長(zhǎng)會(huì)受到溫度、光照、營(yíng)養(yǎng)元素等影響，因此，在建立污水植物修復(fù)體系時(shí)，應(yīng)對(duì)植物修復(fù)體系中植物的氣候適應(yīng)性、營(yíng)養(yǎng)元素的耐受性等因素進(jìn)行綜合考慮。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，植物作為大自然的重要組成部分，對(duì)保護(hù)環(huán)境具有重要作用，可有效去除環(huán)境中的污染物。植物修復(fù)技術(shù)對(duì)于水環(huán)境污染具有重要作用，是一種綠色修復(fù)技術(shù)，利用自身特有的功能可幫助人類清除污水中的有毒有害物質(zhì)、凈化水質(zhì)，從而為人類生存提供優(yōu)質(zhì)的生活水源。

參考文獻(xiàn)

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