基于脅迫影響的人工濕地植物篩選研究進(jìn)展

陶正凱, 荊肇乾, 陳蕾, 陶夢(mèng)妮, 王印

基于脅迫影響的人工濕地植物篩選研究進(jìn)展

陶正凱, 荊肇乾*, 陳蕾, 陶夢(mèng)妮, 王印

南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院, 江蘇 南京 210037

植物是人工濕地技術(shù)的重要組成部分。人工濕地植物對(duì)于濕地生長(zhǎng)環(huán)境脅迫因素的適應(yīng)能力是濕地植物篩選的重要考慮因素,環(huán)境限制是人工濕地植物篩選的剛性條件。綜述了污染物、鹽度、溫度、有毒物質(zhì)、病蟲害等顯著影響因子對(duì)植物生長(zhǎng)的影響以及植物對(duì)脅迫影響因子適應(yīng)性的研究進(jìn)展。應(yīng)加強(qiáng)植物對(duì)脅迫因子抗性的機(jī)理研究, 結(jié)合目標(biāo)水體加強(qiáng)選育培養(yǎng)工作, 構(gòu)建科學(xué)篩選體系。

濕地植物; 環(huán)境選擇; 脅迫影響; 適應(yīng)性; 篩選分析

0 前言

人工濕地技術(shù)是一項(xiàng)由基質(zhì)-微生物-植物構(gòu)成的復(fù)合污水處理系統(tǒng)。德國(guó)的Seidel博士較早研究發(fā)現(xiàn)了蘆葦()對(duì)于重金屬等污染物的去除作用, 進(jìn)一步開啟了對(duì)人工濕地技術(shù)的研究熱潮。人工濕地技術(shù)經(jīng)過幾十年的開發(fā), 取得了較好的發(fā)展[1-2]。但是依然存在濕地植物生長(zhǎng)易受環(huán)境影響、處理效果不穩(wěn)定、占地面積大等缺陷。如何根據(jù)人工濕地的處理要求、植物對(duì)脅迫因子的適應(yīng)性和環(huán)境條件進(jìn)行植物的篩選和配置尤為重要[3]。綜述了人工濕地植物耐污性、耐鹽性、耐寒能力、抗病蟲害和抗有毒物質(zhì)能力等方面研究進(jìn)展, 以期為基于脅迫影響的人工濕地植物篩選提供參考。

1 植物脅迫因子的影響

植物對(duì)脅迫影響因子的適應(yīng)能力是人工濕地技術(shù)研究的重要內(nèi)容。MOHAMED M S等[4]人研究表明在植物高度多樣化的人工濕地中, 長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后環(huán)境對(duì)植物表現(xiàn)出一定的選擇性。原本有25種植物, 但由于環(huán)境的限制和種間競(jìng)爭(zhēng)的壓力, 只有7種物種存活下來。分子系統(tǒng)發(fā)育分析和光合生理研究表明, 自然選擇的植物主要是具有C4或類C4光合途徑的單子葉植物。盡管在人工濕地中最初使用的物種減少了72%, 但BOD、COD、TSS、總磷、氨和硝酸鹽的去除率仍保持在高水平, 分別為90%、80%、94%、60%、50%。同時(shí), 即使沒有特定的消毒步驟, 微生物水試驗(yàn)顯示, 大腸菌群和鏈球菌的總減少率也高達(dá)99%。說明環(huán)境限制是植物選擇的剛性條件。

2 植物對(duì)脅迫因子適應(yīng)性研究

人工濕地植物對(duì)環(huán)境脅迫因子適應(yīng)能力的考查包括耐污性、耐鹽性能、耐寒能力、抗病蟲害和抗有毒物質(zhì)能力等[5]。

2.1 耐污性

濕地植物對(duì)于人工濕地系統(tǒng)去除污染物的能力存在顯著性影響, 種植植物的濕地組合比未種植植物的濕地組合的污染物去除率和系統(tǒng)穩(wěn)定性提高[6]。梁雪等[7]人提出濕地植物大多具有對(duì)污水產(chǎn)生抗性的能力, 且這種抗性具有代間傳遞的特性。植物的種類對(duì)污染物的去除有顯著影響。研究表明植物種類不同, 各人工濕地中總氮、氨氮和總磷的去除率差別顯著, 有機(jī)物去除率差別較小[8]。張彩瑩等[9]在齒果酸模()對(duì)豬場(chǎng)廢水處理的研究中發(fā)現(xiàn)齒果酸模對(duì)豬場(chǎng)廢水有較強(qiáng)的耐污能力和較好的凈化效果。在NH3-N為150 mg·L-1左右的廢水中, 齒果酸模對(duì)廢水中NH3-N、TN、TP及COD的平均去除率超過70%。黃菖蒲()、蘆葦水平潛流人工濕地對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水典型污染物的COD和抗生素等均有較好去除效果[10]。植物作為生態(tài)修復(fù)工具直接吸收去除污染物質(zhì)的貢獻(xiàn)不是最主要的, 其根系的分泌物和對(duì)微生物供給可生物利用的碳和氧氣的作用更加重要[11]。Suwasa K等[12]人研究表明高負(fù)荷條件下植物對(duì)系統(tǒng)去除污染物的影響主要是通過植物根系改變系統(tǒng)的水力傳導(dǎo)性能并減少系統(tǒng)堵塞, 植物直接吸收去除污染物的定量貢獻(xiàn)較小。

2.2 耐鹽性能

對(duì)于處理含鹽量較高的污水以及高鹽分土壤地區(qū)的人工濕地, 耐鹽能力是篩選濕地植物的重要考慮因素。宋鳳鳴等[13]在對(duì)70余種耐鹽濕地植物的篩選研究中系統(tǒng)分析了濕地植物耐鹽指標(biāo)和常見的耐鹽濕地植物, 指出不同研究針對(duì)的指標(biāo)有所不同, 得出的耐鹽性結(jié)論不完全一致, 應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際來考察其耐鹽能力。

PANTIP K等[14]對(duì)鹽水條件(電導(dǎo)率范圍為14—16 ms·cm-1)下的8種人工濕地植物進(jìn)行比較, 發(fā)現(xiàn)互花米草()、香蒲()、異馬唐()、莎草()均可在一定電導(dǎo)率的廢水中存活。同時(shí)對(duì) BOD5、總懸浮固體、氨氮、總磷均有一定去除效果, 異馬唐和香蒲對(duì)污染物的去除效果更加顯著。劉佳寧[15]研究表明鹽地堿蓬()和蘆葦人工濕地對(duì)含鹽廢水的處理達(dá)到了很好的效果。鹽地堿蓬和蘆葦濕地系統(tǒng)COD相對(duì)去除率在鹽度為0.7%時(shí)達(dá)到了最佳,分別為83.44%和88.54%。鹽濃度對(duì)蘆葦去除污水中氮的影響不大, 鹽地堿蓬在鹽度為1.4%時(shí)對(duì)氮的相對(duì)去除率達(dá)到最大值135.69%, 兩系統(tǒng)對(duì)總磷的去除率也在鹽度為1.4%時(shí)達(dá)到最高值。王靜等[16]研究了海水鹽度對(duì)植物凈化作用的影響, 結(jié)果表明, 進(jìn)水COD約160 mg·L-1時(shí), 蘆葦床和堿蓬()床去除率最高分別達(dá)到81.1%和71.8%。進(jìn)水COD約120 mg·L-1時(shí), 混合植物床去除率最高達(dá)到77%。

郭煥曉等[17]對(duì)香蒲等在北方沿海高鹽度地區(qū)人工濕地的應(yīng)用研究表明, 香蒲、睡蓮()、水蔥()、美人蕉()和黃花鳶尾()對(duì)氮和磷都有較好的去除效果。黃花鳶尾不僅具有較好的耐鹽性和較好的脫氮除磷效果,還具有較好的景觀效益。黃花鳶尾適宜在中國(guó)北方土壤鹽堿化地區(qū)推廣。李玫等[18]通過對(duì)秋茄()等5種華南沿海常見濕地植物的生理響應(yīng)研究, 發(fā)現(xiàn)5種植物對(duì)含鹽污水的抗性。其抗性大小關(guān)系依次為秋茄>拉關(guān)木()>桐花樹()>蘆葦>短葉茳芏(), 秋茄和拉關(guān)木可用作華南沿海濕地修復(fù)。李芊芊等[19]基于對(duì)中國(guó)南方沿海及海島的野外調(diào)查及文獻(xiàn)調(diào)研, 從23種南方濱海耐鹽植物種篩選出扁稈藨草()、海雀稗()、川蔓藻()、海馬齒()和鹽地堿蓬為耐鹽性能最強(qiáng)的植物品種。張力等[20]研究了水蔥、蘆葦?shù)?種植物處理不同鹽度梯度的含鹽廢水, 結(jié)果得出蘆葦、水蔥對(duì)水質(zhì)凈化效果較好。對(duì)含鹽污水的耐受能力關(guān)系是水蔥>蘆葦>美人蕉>堿蓬>空心蓮子草()。在干旱、半干旱地區(qū), 由于年降水量較少, 年蒸發(fā)量較大, 導(dǎo)致人工濕地土壤和水體含鹽量較高, 褚潤(rùn)等[21]研究不同鹽度下香蒲、鳶尾()、蘆葦?shù)耐獠啃螒B(tài)、生理特性指標(biāo)變化及其對(duì)污水中化學(xué)需氧量、總氮和總磷的凈化效果,篩選出適宜高鹽人工濕地的植物為蘆葦, 其它依次為香蒲、鳶尾。

2.3 耐寒能力

人工濕地植物的耐寒耐熱性是應(yīng)對(duì)氣候變化和季節(jié)更替的現(xiàn)實(shí)要求[22–23]。由于大部分的濕地植物為熱帶、亞熱帶植物, 因此低溫條件下的人工濕地植物應(yīng)用是濕地技術(shù)的難點(diǎn)。選用濕地植物應(yīng)當(dāng)遵循適地原則, 適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件, 同時(shí)考慮季節(jié)搭配, 實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定運(yùn)行[24]。常見的耐寒植物有德國(guó)鳶尾()、黃菖蒲、香菇草()、狐尾藻()、虎耳草()、木槿()等[25]。Fan J L等[26]人研究發(fā)現(xiàn)沉水植物菹草()的應(yīng)用顯著提高了低溫條件下表面流人工濕地處理污染河水的性能。COD、氨氮和總氮的平均去除率分別為92.45%、93.70%和55.62%。一級(jí)去除速率常數(shù)也反映出種植菹草的系統(tǒng)具有較好的污染物去除效果。菹草是理想的耐低溫人工濕地植物。殷曉樂[27]在季節(jié)性植物搭配強(qiáng)化凈水效果研究中提出通過使用耐寒菹草和蘆葦組合種植, 交替發(fā)揮生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。既保證了對(duì)污染物的穩(wěn)定去除, 又實(shí)現(xiàn)了一年四季對(duì)污水的凈化。周卿偉等[28]研究表明冬季亞熱帶地區(qū)種植有水龍()和美人蕉的人工濕地總體處理效果較好,同時(shí)對(duì)氮磷的吸收效果好、生物量大,水龍和美人蕉是適宜亞熱帶地區(qū)寒季應(yīng)用的人工濕地植物. 此外, 部分研究者提出在人工濕地可以通過引入木本陸生植物, 以應(yīng)對(duì)冬季大部分水生草本植物枯死的問題[29]。GONZáLEZ J M等[30]提出將楊樹()、榿木()、白蠟樹()和柳樹()等木本植物引入潛流濕地, 取得了良好的效果。陳永華等[31]人將夾竹桃()、梔子花()、女貞()、木槿引入人工濕地, 取得了很好的處理效果。此外木本植物還具有根系發(fā)達(dá)、輸氧和代謝能力強(qiáng)、生長(zhǎng)期長(zhǎng)和可增加立體空間生態(tài)多樣性等優(yōu)點(diǎn)。

2.4 抗病蟲害

人工濕地植物容易滋生病蟲害, 發(fā)生病蟲害后, 不宜采用化學(xué)農(nóng)藥治理。因此, 濕地植物病蟲害治理應(yīng)該以防治為主。選取植物時(shí)要選擇抗病能力強(qiáng)、生長(zhǎng)健壯的品種和植株。系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)配置多樣化的植物品種, 以防止病蟲害的大面積集中爆發(fā)。發(fā)生病蟲害后可以考慮采用燈光誘殺等物理方法治理, 或者應(yīng)用一些病毒制劑等生物農(nóng)藥或植物性農(nóng)藥處理, 并將病株及時(shí)拔除焚毀。

2.5 抗毒性

人工濕地在處理有毒物質(zhì)含量較高的廢水時(shí)受到一定限制, 植物處理系統(tǒng)抗有毒物質(zhì)能力不強(qiáng)[32]。污水中的有毒物質(zhì)主要為重金屬[33–34]、有機(jī)物[35–37]、無機(jī)物等。

有毒物質(zhì)種類和性質(zhì)復(fù)雜, 對(duì)植物生長(zhǎng)影響的作用機(jī)制包括抑制生長(zhǎng)、影響根際微生物活性、失水死亡等等[38–40]。植物對(duì)這類物質(zhì)的修復(fù)作用主要體現(xiàn)在直接吸收、吸附、光降解、微生物降解等方面[41]。HUAN F等[42]人研究表明, 從表皮到維管束的金屬運(yùn)輸和根組織中的金屬分布有明顯的差異, 這取決于金屬和植物種類。作為植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), Cu和Zn可被根吸收, 共享相同的運(yùn)輸路徑和類似的機(jī)制。鐵和錳, 除了作為植物的主要營(yíng)養(yǎng)成分外, 還可以形成Fe斑塊和Fe-Mn氧化物, 在植物中通過清除表皮中的其他金屬來控制其他金屬運(yùn)輸。

高志勇等[43]在濕地植物處理紡織工業(yè)廢水研究中提出水葫蘆()的根部具有對(duì)染料、重金屬等污染物的高適應(yīng)性和高吸收性, 而且具備較高的價(jià)格優(yōu)勢(shì), 可以應(yīng)用于工業(yè)水處理。水葫蘆、浮萍屬()植物、水芹菜()、蒲草屬()植物等具有降低廢水中鎘、汞和鉛含量的優(yōu)勢(shì)。研究表明石菖蒲()在鋅脅迫下具有較高的耐性。根系對(duì)鋅有較強(qiáng)的滯留作用, 同時(shí)通過體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)清除細(xì)胞內(nèi)過多的活性氧,以緩解過量的Zn脅迫[44]。香蒲對(duì)鉛有較好的抗性且富集能力強(qiáng), 適合處理高濃度鉛廢水。鴨拓草抗性較差, 但處理富集效果較好, 因此適合處理低濃度鉛廢水[45]。菖蒲()適宜處理低濃度鉛污水, 其對(duì)鉛的耐受能力有限[46]。近期研究首次在分子基礎(chǔ)上理解了金屬超積累的植物對(duì)金屬的容忍度。分子技術(shù)促進(jìn)了對(duì)植物的基因調(diào)控系統(tǒng)和植物體內(nèi)金屬平衡的研究, 其研究進(jìn)展將有利于進(jìn)一步研究植物修復(fù)技術(shù)和植物對(duì)極端金屬環(huán)境的容忍性。研究表明濕地植物對(duì)重金屬Cd、Cr、Hg、Pb、Zn的富集效果差異顯著。水蔥根部對(duì)重金屬鎘的富集最好, 蘆葦根部對(duì)重金屬鉻、汞、鉛、鋅的富集最好[47–48]。周桑揚(yáng)等[49]人在濕地植物去除重金屬的作用機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)植物主要通過吸收和積累以去除重金屬。在這一過程中, 存在許多起關(guān)鍵作用的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和基因。因此可以通過加強(qiáng)對(duì)這類蛋白和基因的研究來提高植物吸收轉(zhuǎn)運(yùn)重金屬的能力。

ONUR C T等[50]人在濕地植物對(duì)濕地中硼去除影響研究中發(fā)現(xiàn)B去除率最大的是種植了寬葉香蒲()的CWs(Constructed Wetlands)系統(tǒng), 平均去除率達(dá)64%, 無植物系統(tǒng)的去除效率最低(去除率為38.1%)。CWs中主要B去除途徑是通過質(zhì)量平衡模型進(jìn)行的沉積物儲(chǔ)存, 植物對(duì)CWs中整體去除B的貢獻(xiàn)較小。但是CWs中植物的可以直接吸收B組分, 影響過濾能力, 從而提高根際周圍的沉積物吸附水平。HUI Z等[51]研究了兩種雜交品種的楊樹對(duì)高硼(B)和硒(Se)鹽水的處理能力, 結(jié)果表明其對(duì)污水中的硼和硒具有較高的耐受性和積累能力。

郭金鵬[52]研究植物收割對(duì)濕地去除多環(huán)芳烴的影響表明, 植物收割后對(duì)萘、菲、芘和苯并[a]芘去除率分別提高0.89%—17.86%、1.56%—20.31%、11.36%—31.82%和 0.00%—26.67%。濕地種植蘆竹后對(duì)2環(huán)萘和3環(huán)菲的去除率去除率分別提高10.12%和4.17%。李潤(rùn)青等[53]研究表明在低溫條件下AgNPs脅迫使得濕地土壤脲酶和脫氫酶活性受到影響, 進(jìn)而影響氨氧反應(yīng), 降低濕地脫氮能力。而濕地植物根系有利于根際脫氮菌的生長(zhǎng), 香蒲根際土壤的硝化強(qiáng)度高于黃菖蒲和菖蒲, 可應(yīng)用于低溫條件下提高濕地脫氮效率[54]。董靜[55]研究了具有優(yōu)良的阿特拉津降解性能的AMF(叢植菌根真菌)-美人蕉共生系統(tǒng)。通過接種叢枝菌根真菌有效解決了阿特拉津植物生長(zhǎng)脅迫所導(dǎo)致植物修復(fù)效率低下的問題。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)植物種類、根系微生物、有毒物質(zhì)等方面之間的相互作用機(jī)制研究, 提高植物對(duì)有毒物質(zhì)脅迫因子的耐受能力。

3 結(jié)論與展望

濕地植物環(huán)境脅迫因子對(duì)人工濕地處理能力及植物生長(zhǎng)性能存在重要的影響, 今后應(yīng)當(dāng)結(jié)合不同的環(huán)境條件和處理要求, 進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)富集能力強(qiáng)、適應(yīng)能力好的濕地植物的篩選、培育等工作。結(jié)合不同植物對(duì)各種脅迫影響因子適應(yīng)能力的研究現(xiàn)狀, 建議主要從以下幾個(gè)方面對(duì)基于脅迫影響的人工濕地植物科學(xué)選配進(jìn)行深入研究; 1)加強(qiáng)對(duì)濕地植物固定、吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)污染物質(zhì)的機(jī)理研究。2)采用生物基因技術(shù), 加強(qiáng)抗性植物基因選育培育工作, 培育適應(yīng)能力強(qiáng)、去污能力好的植物品種。3)結(jié)合填料選擇、菌種引種、綜合配置等構(gòu)建復(fù)合緩沖系統(tǒng)以提高污染物質(zhì)的去除能力和濕地系統(tǒng)的穩(wěn)定性, 確立科學(xué)的篩選評(píng)測(cè)指標(biāo), 構(gòu)建完善的人工濕地植物篩選評(píng)測(cè)體系。

[1] 郝明旭, 霍莉莉, 吳珊珊. 人工濕地植物水體凈化效能研究進(jìn)展[J].環(huán)境工程, 2017, 35(8): 5–10, 24.

[2] CARMEN H, NURIA O, JAVIER B, et al. Comparison of three plants in a surface flow constructed wetland treating eu-trophic water in a Mediterranean climate[J]. Hydrobio-logia, 2016, 774(1):183–192.

[3] 萬玉山, 鄒濤, 邵敏, 等.污染河流生態(tài)修復(fù)研究(英文)[J]. Agricultural Science & amp; Technology, 2016, 17(10): 2386–2389, 2409.

[4] MOHAMED M S, ABDELKADER A, MARK N, et al. Long-term investigation of constructed wetland wastewater treatment and reuse: Selection of adapted plant species for metaremediation[J]. Journal of Environmental Management, 2017, 201(1): 120–128.

[5] 王鵬. 人工濕地植物研究現(xiàn)狀[C]//第十屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集(二), 中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、河南省人民政府: 2008, 11.

[6] 張彩瑩, 王巖, 王妍艷. 潛流人工濕地中污染物濃度的沿程變化及垂向分布[J]. 環(huán)境污染與防治, 2017, 39(10): 1111–1116.

[7] 梁雪, 賀鋒, 徐棟, 等. 人工濕地植物的功能與選擇[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志, 2012, 33(1): 131–138.

[8] 梁奇奇, 沈耀良, 吳鵬, 等. 植物種類與水力負(fù)荷對(duì)人工濕地去除污染物的交互作用[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2016, 10(6): 2975–2980.

[9] 張彩瑩, 王妍艷, 王巖. 濕地植物齒果酸模對(duì)豬場(chǎng)廢水凈化作用研究[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2011, 5(11): 2405– 2410.

[10] 黃翔峰, 王珅, 陳國(guó)鑫, 等. 人工濕地對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水典型污染物的去除[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2016, 10(1): 12–20.

[11] KEITH R. E, HANA ?, KATE?INA Z, et al.Plant growth and microbial processes in a constructed wetland planted with[J]. Ecological Engineering, 2006, 27(2): 153–165.

[12] SUWASA K, SUPREEYA K, HANS B. Treatment of high-strength wastewater in tropical vertical flow construc-ted wetlands planted withand[J]. Ecological Engineering, 2008, 35(2): 238–247.

[13] 宋鳳鳴, 周健, 劉文竹, 等. 耐鹽濕地植物篩選應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017, 23(9): 101–109.

[14] PANTIP K, SUWANCHAI N. Constructed treatment wetla-nd: a study of eight plant species under saline conditions[J]. Chemosphere, 2005, 58 (5): 585–593.

[15] 劉佳寧. 鹽生植物人工濕地系統(tǒng)處理含鹽廢水的機(jī)制研究[D]. 濟(jì)南: 山東大學(xué), 2016.

[16] 王靜, 張雨山, 邱金泉, 等. 海水鹽度對(duì)潛流人工濕地系統(tǒng)凈化效果的影響[J]. 中國(guó)給水排水, 2009, 25(5): 9–11.

[17] 郭煥曉, 馬牧源, 孫紅文. 中國(guó)北部沿海高鹽度地區(qū)人工濕地植物研究[J]. 鐵道工程學(xué)報(bào), 2006, (9): 6–9.

[18] 李玫, 陳志力, 廖寶文. 5種華南沿海濕地植物對(duì)人工含鹽污水的生理響應(yīng)[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 40(27): 13441–13443, 13504.

[19] 李芊芊, 羅柳青, 陳洋芳, 等. 高鹽污水處理人工濕地中耐鹽植物的篩選[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 2017, 23(5): 873–878.

[20] 張力. 耐鹽植物對(duì)含鹽污水凈化效果及生理生化響應(yīng)[D]. 舟山: 浙江海洋學(xué)院, 2013.

[21] 褚潤(rùn), 陳年來, 王巧芳. 西北干旱、半干旱地區(qū)高鹽人工濕地適宜植物篩選[J]. 濕地科學(xué), 2018, 16(2): 204–212.

[22] 王瑞, 徐彬. 溫度對(duì)人工濕地的影響探討[J]. 科技展望, 2017, 27(20): 83–84.

[23] 朱蕓蕓, 李敏, 趙暾, 等. 冬季野鴨湖濕地植物根際微生物群落結(jié)構(gòu)分析[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2016, 39(9): 171–176+213.

[24] 賈澍. 北方人工濕地污水處理植物選擇[J]. 新農(nóng)業(yè), 2017(13): 50–51.

[25] 時(shí)應(yīng)征, 王曉, 欒曉麗, 等. 耐寒人工濕地植物石龍芮和酸模聯(lián)用研究[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2009, 3(2): 268–270.

[26] FAN J L, ZHANG J, HUU H N, et al. Improving low-tem-perature performance of surface flow constructed wetlands usingL. plant[J].Bioresou-rce Tech-nology, 2016(218): 1257–1260.

[27] 殷曉樂. 季節(jié)性植物搭配強(qiáng)化人工濕地凈化污水效果及其作用機(jī)制研究[D]. 濟(jì)南: 山東大學(xué), 2016.

[28] 周卿偉, 梁銀秀, 閻百興, 等. 冷季不同植物人工濕地處理生活污水的工程實(shí)例分析[J]. 湖泊科學(xué), 2018, 30(1): 130–138.

[29] 趙鳳亮, 楊衛(wèi)東. 柳樹spp在污染環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2017, 29(2): 300–306.

[30] GONZáLEZ J M, ANSOLA G, LUIS E. Experimental results on constructed wetland pilot system[J]. Water Science and Technology, 2001, 44 (11–12): 387–392.

[31] 陳永華, 吳曉芙, 郝君, 等. 4種木本植物在潛流人工濕地環(huán)境下的適應(yīng)性與去污效果[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(4): 916–924.

[32] 曹婷婷, 王歡元, 孫嬰嬰.復(fù)合人工濕地系統(tǒng)對(duì)重金屬的去除研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2017, 40(S1): 230–236.

[33] 張曉斌, 劉鵬, 李星. 不同基質(zhì)人工濕地去除電鍍重金屬(Cr, Zn)的研究[J]. 工業(yè)安全與環(huán)保, 2016, 42(9): 83–85.

[34] 徐秀月, 吳永貴, 饒益齡, 等. 模擬濕地植物根系分泌物對(duì)酸性礦山廢水沉淀物中Fe、Mn釋放及形態(tài)的影響[J]. 環(huán)境工程, 2017, 35(6): 39–43.

[35] 葛坤. 水生植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)水體氮和磷及重金屬的凈化[J].太原學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2017, 35(2): 72–76.

[36] ZHANG Y, LV T, PEDRO N C, et al. Removal of the phar-ma-ceuticals ibuprofen and iohexol by four wetland plant species in hydroponic culture: plant uptake and microbial degradation[J]. Environmental Science and Pollution Re-search February, 2016, 23(3): 2890–2898.

[37] LV T, ZHANG Y, MòNICA E C, et al. Phytoremediation of imazalil and tebuconazole by four emergent wetland pla-nt species in hydroponic medium[J]. Chemosphere, 2016, 148(2016): 459–466.

[38] 張翠萍, 王蓓, 李淑英, 等. 六氯苯脅迫對(duì)干濕交替運(yùn)行人工濕地典型植物根系分泌物的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2017, 36(2): 362–368.

[39] 王亮, 程萍萍, 袁守軍, 等. 人工濕地去除污水廠尾水中的營(yíng)養(yǎng)元素和雌激素[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2016, 10(11): 6505–6512.

[40] 許巧玲, 崔理華. 垂直流人工濕地對(duì)鄰苯二甲酸二甲酯的去除效果研究[J]. 濕地科學(xué), 2017, 15(2): 298–301.

[41] 南彥斌, 曾立云, 馬娟等. 人工濕地處理PPCPs污水研究進(jìn)展[J]. 水處理技術(shù), 2017, 43(5): 16–21.

[42] HUAN F, YU Q, FRANK J G, et al. Synchrotron mic-ro-sca--le measurement of metal distributions inandroot tissue from an urban bro-w-nfield site[J].Journal of Environmental Sciences, 2016, 41(3): 172–182.

[43] 高志勇, 謝恒星, 劉楠楠, 等. 濕地植物在處理紡織工業(yè)廢水中的應(yīng)用及作用機(jī)制[J]. 北方園藝, 2016(8): 204–207.

[44] 楊俊興, 胡健, 雷梅, 等. 鋅脅迫下濕地植物抗氧化系統(tǒng)反應(yīng)及鋅富集能力[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2017, 36(8): 2274– 2281.

[45] 林芳芳, 叢鑫, 黃錦樓, 等.人工濕地植物對(duì)重金屬鉛的抗性[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2014, 8(6): 2329–2334.

[46] 馬貴, 蘇云. 濕地植物菖蒲對(duì)重金屬Pb富集能力的研究[J]. 綠色科技, 2016, (17): 82–83.

[47] 嚴(yán)莉, 李龍山, 倪細(xì)爐, 等. 5種濕地植物對(duì)土壤重金屬的富集轉(zhuǎn)運(yùn)特征[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2016, 36(10): 2078– 2085.

[48] 馬貴. 濕地植物蘆葦對(duì)重金屬Cd富集能力的研究[J]. 化學(xué)工程與裝備, 2016, (9): 42–43.

[49] 周桑揚(yáng), 楊凱, 吳曉芙, 等. 人工濕地植物去除廢水中重金屬的作用機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 濕地科學(xué), 2016, 14(5): 717–724.

[50] ONUR C T, CENGIZ T, HARUN B, et al. Role of plants and vegetation structure on boron (B) removal process in constructed wetlands[J].Ecological Engineering, 2016, 88(2016): 143–152.

[51] HUI Z, GARY B. Evaluation of two hybrid poplar clones as constructed wetland plant species for treating saline water high in boron and selenium, or waters only high in boron[J]. Journal of Hazardous Materials, 2017, 333(5): 319–328.

[52] 郭金鵬. 人工濕地對(duì)多環(huán)芳烴去除效果的研究[D]. 北京:北京建筑大學(xué), 2016.

[53] 李潤(rùn)青. AgNPs對(duì)濕地土壤氨氧化微生物及土壤酶的影響[D]. 南京: 東南大學(xué), 2016.

[54] 黃娟, 楊思思, 李潤(rùn)青, 等. 低溫域濕地植物根際硝化強(qiáng)度及氨氧化微生物研究[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2014, 27(8): 857–864.

[55] 董靜. AMF-美人蕉共生系統(tǒng)降解水中阿特拉津特性的研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2017.

Research progress on the selection of artificial wetland plants based on stress influencing factors

TAO Zhengkai, JING Zhaoqian*, CHEN Lei, TAO Mengni, WANG Yin

School of Civil Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China

Plant is an important part of constructed wetland technology. The adaptability of constructed wetland plants to environment stress factors is an important consideration for wetland plant selection. Environmental constraints are the rigid conditions for plant selection of constructed wetlands. The effects of significant influence factors such as pollutants, salinity, temperature, toxic substances, pests and diseases on plant growth and the adaptability of plants to stress-affecting factors were reviewed. The mechanism of plant resistance to stress factors should be strengthened. The breeding work should be focused and a scientific screening system should be built according to the target water body.

wetland plants; environmental selection; coercive influencing factors; adaptability; screening analysis

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.06.027

X-1; X5

A

1008-8873(2019)06-184-06

2018-12-02;

2019-01-19

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41301545); 國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAL02B04); 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目(2015-K7-012)

陶正凱(1996—), 男, 江蘇鹽城人, 碩士研究生, 主要從事水污染控制技術(shù)研究, Email: kaisom@foxmail.com

荊肇乾, 男, 博士, 教授, 主要從事水污染控制技術(shù)研究, Email: zqjing@njfu.edu.cn

陶正凱, 荊肇乾, 陳蕾, 等. 基于脅迫影響的人工濕地植物篩選研究進(jìn)展[J]. 生態(tài)科學(xué), 2019, 38(6): 184-189.

TAO Zhengkai, JING Zhaoqian, CHEN Lei, et al. Research progress on the selection of artificial wetland plants based on stress influencing factors[J]. Ecological Science, 2019, 38(6): 184-189.