水生植物水體修復(fù)機(jī)理及其影響因素

汪鋒

摘要：水生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是當(dāng)今社會(huì)重要的話題，水生態(tài)環(huán)境的破壞不僅僅會(huì)給水中的生物帶來影響，而且還會(huì)影響到人們的健康。因此，水生態(tài)的修復(fù)就成為了一個(gè)非常重要的事情，在許多的修復(fù)方法中水生植物就成為了一個(gè)重要的角色，水生植物在修復(fù)水體時(shí)不僅僅有改善水質(zhì)和吸附、轉(zhuǎn)移污染物，而且還有一定的觀賞價(jià)值。本次的側(cè)重點(diǎn)是對(duì)水生植物在修復(fù)水體的修復(fù)機(jī)理和在修復(fù)過程中影響其修復(fù)因素的一個(gè)探究，意在為了水生植物在修復(fù)水體中更好的成為一種方法。根據(jù)前人的研究，來說明水生植物在水體凈化中的機(jī)理和影響因素。

關(guān)鍵詞：水生植物；水生態(tài)修復(fù)；景觀水體；凈化；修復(fù)機(jī)理

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.25.092

0引言

地球上水資源總量約為14.1×108km3，絕大多數(shù)的水為海水，大約占97%；淡水僅僅有2.5%—3%，其中人類可以直接使用的水只有0.5%—0.8%。主要的淡水水源是河流、湖泊及水庫(kù)。在我國(guó)伴隨著國(guó)民的生活水平不斷的提高，河流、湖泊開發(fā)的加劇，污水的排放量也在不斷的增加；還有就是人們保護(hù)環(huán)境意識(shí)不強(qiáng)，環(huán)境治理力度不夠強(qiáng)，河流和湖泊成為了人們排污的主要對(duì)象；并且由于過度砍伐森林、圍湖造田、過度網(wǎng)捕以及湖濱帶的破壞等，這些活動(dòng)都會(huì)給水生態(tài)環(huán)境帶來不好的影響，由于這些活動(dòng)，因此出現(xiàn)了水體富營(yíng)養(yǎng)化等的一些環(huán)境問題，水質(zhì)惡化也越來越嚴(yán)重。這些問題還在加劇中，這些問題使我國(guó)的許多淡水生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重受損，水生態(tài)問題已經(jīng)成為一些地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的限制因素，并且嚴(yán)重的影響到了人們的身體健康，成為了我國(guó)水環(huán)境所面臨的一個(gè)重大問題。

由于污染破壞了原來的水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，以及質(zhì)量的下降。所以修復(fù)處理也就極為必要和重要了。在水生態(tài)修復(fù)處理中，合理運(yùn)用水生植物還是比較重要的，是值得深入研究。在水體景觀的生態(tài)設(shè)計(jì)中我們不能僅僅是為了有觀賞價(jià)值而去設(shè)計(jì)它，我們還應(yīng)該考慮它生態(tài)意義，如水土的保護(hù)、污染物質(zhì)的吸收等。

1水生植物

水生植物（aquaticplant）是生活在水中或者生活在飽和水土壤中的植物。廣義上的水生植物是指沼生、沉水植物或者是漂浮植物。水生植物的根系非常的發(fā)達(dá)，并且具有發(fā)達(dá)的通氣組織，葉子透明并且非常的柔軟，有的葉子還是絲狀的如金魚藻。絲狀的葉子最大程度增加了與水接觸的面積，使植物最大程度得到水里的光照，保證光合作用能正常進(jìn)行。典型的水生植物有水芙蓉、睡蓮、沼芋、萍逢草等。

水生植物和陸生植物不一樣，不像陸生植物有強(qiáng)韌的莖，根和莖都沒有厚厚的表皮，由于水生植物的這種性質(zhì)使的它很容易在水中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分。有的水生植物只起到了固定作用。水生植物具有一種很特殊的組織是一種通氣的組織，由于這種組織水生植物就可以在水中得到大量的氧氣。可以保證水中的微生物正常的呼吸。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外研究較多的是大型的水生植物，這些研究者將這種植物應(yīng)用于污染治理和水生態(tài)的修復(fù)，它是生態(tài)學(xué)上的一類群。

2水生植物水體修復(fù)研究現(xiàn)狀

20世紀(jì)70年代以來，國(guó)內(nèi)外對(duì)利用水生植物來修復(fù)水體這一方面進(jìn)行了大量的研究工作，研究了一些產(chǎn)量高、快速生長(zhǎng)的植物對(duì)污染物吸收、積累、分解等作用，在改善水質(zhì)、去除污染以及恢復(fù)水體的生態(tài)功能等方面取得了很多重要的成果。

到現(xiàn)在為止，國(guó)內(nèi)外經(jīng)過大量的研究找到了很多對(duì)水體修復(fù)和凈化有明顯的植物，并且把它們用到許多的實(shí)踐之中，如河岸的護(hù)坡、緩沖帶、人工浮床、人工濕地、穩(wěn)定塘等，都對(duì)環(huán)境有很好的改善。

3水生植物水體修復(fù)機(jī)理

3.1吸收利用與富集作用

水生植物的生長(zhǎng)是所需的營(yíng)養(yǎng)物是利用吸收污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來供其生長(zhǎng)。廢水中的有機(jī)氮被生物轉(zhuǎn)化和分解，而無機(jī)氮作為植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而被植物吸收，然后通過對(duì)植物的收割從而從廢水和濕地系統(tǒng)中除去；如無機(jī)氮一樣，無機(jī)磷也是植物所必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，植物將無機(jī)磷轉(zhuǎn)化為植物的ATP、RNA等成分，通過對(duì)植物的收割來去除。在土壤中生根的植物直接從土壤中吸收去除氮磷等物質(zhì)，而浮水植物則是從水中吸收去除氮磷等物質(zhì)。

污水中的重金屬和一些污染物并不是植物生長(zhǎng)所要的物質(zhì)，如果水中或者土壤中達(dá)到一定的濃度后這將對(duì)植物有毒害作用。對(duì)于這類污染物質(zhì)，一些植物也演變的具有脫毒功能。根據(jù)前人的研究，水生植物富集能力是：沉水植物>漂浮植物>挺水植物，在植物上不同的部位作用也是不一樣的，各個(gè)器官的累積系數(shù)隨污水中污染物質(zhì)濃度的上升而下降。Ellis等的研究表明，寬葉香蒲（Typha latifolia）和黑三棱（Spargnium sp.）是攝取同化、吸附及富集由公路徑流下來的油類、有機(jī)物、鉛和鋅的較適宜植物種類。

3.2微生物降解作用

和其他的系統(tǒng)一樣，以水生植物為核心的污水凈化系統(tǒng)中，微生物對(duì)各種污染物降解仍然有很大的作用。污水中可被微生物降解的有機(jī)物主要是通過微生物的代謝功能來去除的；氮的去除，有的被植物吸收，絕大部分的氮是通過微生物的硝化作用和反硝化作用來去除的。

去除氮最主要的方法就是硝化和反硝化，這兩種方法占主要的地位，但是水生植物仍然是不能夠缺少的一種物質(zhì)。首先，水中微生物降解有機(jī)物需要氧氣，而這些氧氣大部分是來自水生植物。微生物在缺氧的條件下不能進(jìn)行正常的有氧呼吸，這樣就不能很好的去除污染物質(zhì)。有的研究表明，水生植物的輸氧速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)的比空氣向水體中擴(kuò)散速度大。

3.3過濾沉淀顆粒作用

水生植物的根系非常的發(fā)達(dá)，由于水生植物的根系發(fā)達(dá)這使其與水接觸的面積就大了，因此這樣也就形成了很好的過濾層，這樣也就可以濾掉水中一些污染物質(zhì)，水中的一些不溶性物質(zhì)也就會(huì)黏附在植物的根系上，菌膠團(tuán)的聚集這樣才有了更好的新陳代謝才會(huì)使那些懸浮性的有機(jī)物沉降下來，使周邊的水變得清澈了。挺水植物的莖和葉以及浮水植物的根還具有緩解水的流速和減小水中的湍流，因此達(dá)到過濾的作用和沉淀顆粒的作用。

水生植物通過攔截和過濾這兩種作用，吸收污染物和滯留了大量的有害金屬。在河的兩側(cè)設(shè)置護(hù)坡與緩沖帶，具有減少水土流失還具有美觀作用，依靠植物的吸收、過濾和降解作用對(duì)污染物去除，使得水體得到凈化。

4水生植物水體修復(fù)的影響因素

水生植物在凈化水體的時(shí)候有許多的影響因素，其中主要的影響因素有：水體的污染程度、氣候、水生植物的種類、種植的方式、透明度等。

4.1水生植物的種類

水生植物的不同它們的生長(zhǎng)速度也是不同的，而且在生長(zhǎng)時(shí)需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和吸收物質(zhì)的能力也是不同的，因此凈化水體也是不同?？梢苑N植一些其他具有觀賞價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物。水體修復(fù)時(shí)，選擇水生植物也有許多的因素，主要的因素是：適合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、耐污能力強(qiáng)、根要發(fā)達(dá)、除污效果好。目前大家認(rèn)為優(yōu)勢(shì)的水生植物有：寬葉香蒲、蘆葦、鳳眼蓮、水草、狐尾藻以及苦草。

4.2水體得污染程度

水生植物的生長(zhǎng)都有一個(gè)合適的營(yíng)養(yǎng)濃度，一旦水體中的營(yíng)養(yǎng)物的濃度超過這個(gè)合適的濃度，不但對(duì)水生植物沒有好處而且還會(huì)使植物枯萎甚至死亡。夏漢平用百喜草、香根草、水花生以及水葫蘆這四種植物對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行凈化，水葫蘆在濃度高的污水中和濃度低的污水中都死亡；百喜草在濃度高的里不能夠存活，在濃度低的污水中受到嚴(yán)重傷害；水花生在濃度高的滲濾液中傷害較重；香根草在這些植物中受傷害是最輕的一種植物。

4.3種植方式

利用植物生長(zhǎng)特性的不同來進(jìn)行不同的搭配種植，這樣可能使植物的凈化功能提高。在被污染的水體中恢復(fù)原有的水中植被是被限制的。不同的水生植物凈化污染物的速率是不同的，不同植物的組合比一種植物能更好地凈化水體，植物在生長(zhǎng)期，不同植物不同的生長(zhǎng)時(shí)期代謝功能也是不同的。因此，在修復(fù)水體時(shí)植物的不同搭配種植，也會(huì)影響水體的凈化效果，合理的組合會(huì)使水體凈化達(dá)到好的效果。

5展望

社會(huì)發(fā)展的迅速，使的人們的生活水平也好了，因此湖泊污染越來越嚴(yán)重，尤其是黑臭水體的產(chǎn)生，為我國(guó)水治理出了很大的難題。在水體的修復(fù)中水生植物也就成為了一個(gè)重要的角色。水生植物不僅可以吸收一些污染物質(zhì)，還能夠向水中供氧，為微生物呼吸提供了氧起到了重要的作用。因此水生植物在對(duì)水體修復(fù)已經(jīng)成為了一種有潛力的“綠色”處理方法。因此，隨著技術(shù)不斷的完善和研究不斷的進(jìn)行，水生植物用于修復(fù)水體將會(huì)越來越多。今后對(duì)水生植物的研究應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：（1）研究在不同條件下水生植物的最優(yōu)選型和最優(yōu)的群落配置；（2）低透明度污染水體中水生植物生存的研究；（3）在不同生活環(huán)境下水生植物的生存。

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