水生植物對(duì)水體質(zhì)量修復(fù)提升的研究綜述

謝瀟 王璐瑤

摘 ?要：植物在水生生態(tài)系統(tǒng)中起著十分關(guān)鍵的作用，水生植物凈化水體的相關(guān)研究一直是水體質(zhì)量提升領(lǐng)域的熱點(diǎn)。文章從植物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用、植物修復(fù)水體技術(shù)的研究現(xiàn)狀、植物修復(fù)水體技術(shù)研究中目前存在的問題等方面進(jìn)行了綜合論述與總結(jié)，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：水生植物;水體質(zhì)量提升;污染水體

中圖分類號(hào)：X52 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）15-0053-02

Abstract： Aquatic plant plays a key role in aquatic ecosystems. Research on the purification of water bodies by aquatic plants has been a hot topic in the field of water quality improvement. In this paper， the role of plants in the ecosystem， the research status of phytoremediation water technology， and the existing problems in the research of phytoremediation water technology are comprehensively discussed and summarized， and also its development trend is prospected.

Keywords： aquatic plant; water quality improvement; polluted water

引言

我國(guó)淡水資源總量為2.8×1012m3，在全球總水量中占到6%，居世界第四，但我國(guó)人口眾多，人均淡水資源量?jī)H為2150m3，為世界平均水平的1/4[1]，而隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及工業(yè)進(jìn)程的加速，水體中污染排放量日益增加。工業(yè)和城市生活廢水的排放，化肥和農(nóng)藥殘留物流失，城市生活垃圾和工業(yè)固體廢棄物堆存產(chǎn)生的滲漏液等，導(dǎo)致氮、磷、有機(jī)物、重金屬等在湖泊、河口及海灣等相對(duì)封閉、流速緩慢的水體，引起水體污染，損害和改變水生生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。目前，人類活動(dòng)導(dǎo)致的水體質(zhì)量問題已成為當(dāng)今世界水污染治理的難題。

如果水體產(chǎn)生污染，即水生生物所處的環(huán)境遭到惡化，會(huì)使得水生生態(tài)系統(tǒng)中動(dòng)植物種類組成變化，使得一些沉水植物數(shù)量銳減甚至消失，并且對(duì)水生動(dòng)物危害嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致一些兩棲類動(dòng)物殘疾畸形，繼而食物鏈變短、食物網(wǎng)簡(jiǎn)化、各主要生物群落的物種多樣性下降[2]。近幾十年來，由于水體質(zhì)量不斷下降，許多大型水生植物己從我國(guó)淺水湖泊水體中消失。湖泊、河口及海灣等相對(duì)封閉、流動(dòng)性差的水體，其自我凈化的能力相對(duì)較弱，而其周圍可能存在建筑垃圾、生活垃圾等的堆存，工業(yè)和城市生活廢水的排放，化肥和農(nóng)藥殘留物流失，這些均會(huì)對(duì)流域內(nèi)水體產(chǎn)生污染，采用工程的辦法治理雖然效果理想，但投資較大，且只能針對(duì)已有的污染狀況，而治理后期水體中仍有可能出現(xiàn)各種污染物，利用植物進(jìn)行水體修復(fù)，工藝相對(duì)來說簡(jiǎn)單、成本低、避免產(chǎn)生二次污染、具有修復(fù)水體和改善景觀環(huán)境的雙重功效，對(duì)于解決水體的污染問題和生態(tài)環(huán)境的改善具有重要的實(shí)踐意義。

水生植物構(gòu)成了水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，而且是水環(huán)境的重要調(diào)節(jié)者，有利于提高湖泊生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和穩(wěn)定性[3]。采用水生植物凈化水體的相關(guān)技術(shù)具有廣闊的研究和應(yīng)用前景，與其相關(guān)的研究一直是水體質(zhì)量提升領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

1 植物在水生生態(tài)系統(tǒng)中的作用

水生植物在生長(zhǎng)過程中需要吸收氮、磷、CO2和有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)元素，及重金屬等污染物質(zhì)[4-6]，維持水中的營(yíng)養(yǎng)鹽水平;沒入水中的植物根系可以吸收水中懸浮的顆粒物，增加水體透明度，有利于沉水植物和其它需要利用光的生物獲得更多的能量;水生植物的生長(zhǎng)還為水生動(dòng)物提供產(chǎn)卵和棲息的場(chǎng)所;植物帶中位于水面下的莖桿及水中的枯枝敗葉上會(huì)附著大量微生物，土壤中也會(huì)有大量微生物存在，它們可以降解河水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還可以為微生物提供生長(zhǎng)的載體[7];同時(shí)，很多水生植物也具有一定的觀賞價(jià)值。

2 植物修復(fù)水體技術(shù)的研究現(xiàn)狀

植物修復(fù)水體技術(shù)是利用綠色植物及其根際的微生物共同作用等，清除水體中污染物的一種原位治理技術(shù)。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在利用植物技術(shù)清除水體中的污染物方面做了大量的研究工作。方云英[2]、夏龍會(huì)等[8]對(duì)水生植物對(duì)水體修復(fù)的機(jī)理進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)植物對(duì)水體修復(fù)主要起到吸收和微生物降解的作用。左小鳳[9]、邢秀敏等[6]、黃仁軍等[10]、梅瑜等[11]、李尚志等[12]對(duì)一種或幾種植物的組合作用對(duì)水體凈化效果進(jìn)行了研究，結(jié)果表明植物對(duì)水體中的富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)及一些污染物質(zhì)具有很好的凈化效果，并且凈化效果與水位、濃度及種植密度條件有關(guān)。這表明了植物修復(fù)水體技術(shù)具有可行性。不同類型的水生植物在吸收氮營(yíng)養(yǎng)和恢復(fù)受損水體所起的作用、所需的生長(zhǎng)條件和在生態(tài)系統(tǒng)中的地位是不同的[13]。鄉(xiāng)土植物對(duì)本地環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，修復(fù)的成本相對(duì)較低[14]，因而一般結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r選擇合適的植物。深入了解不同植物對(duì)污染水體中各污染物的處理效果，及其在污染水體中的生長(zhǎng)狀況，對(duì)于選擇合適的植物修復(fù)技術(shù)，提高污染物凈化率，降低成本等方面有重要意義。

3 植物修復(fù)水體技術(shù)研究中目前存在的問題及其發(fā)展趨勢(shì)

利用植物對(duì)水體進(jìn)行修復(fù)提升是一種集經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益于一體的水體修復(fù)技術(shù)，目前經(jīng)過多年的研究探索，已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，對(duì)水體質(zhì)量提升具有很重要的參考價(jià)值，但目前對(duì)于植物修復(fù)水體技術(shù)的研究，目前很多仍停留在實(shí)驗(yàn)室模擬階段，但實(shí)際的應(yīng)用中，受到地域、環(huán)境及氣候等的制約，比如植物的生長(zhǎng)狀態(tài)會(huì)隨著季節(jié)環(huán)境的改變而改變，真正讓其推廣到工程實(shí)際應(yīng)用中，還有大量工作要做。并且目前對(duì)植物修復(fù)水體技術(shù)的研究大多集中在某一種特定污染物，而實(shí)際的水體周邊環(huán)境復(fù)雜，因此還應(yīng)加強(qiáng)其他修復(fù)方向及對(duì)多種污染物的組合修復(fù)效果;受污染水體的污染物組成是不同的，因而在選取植物時(shí)須考慮到其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，讓其最大限度的發(fā)揮作用。

今后在利用植物修復(fù)水體質(zhì)量方面，應(yīng)加強(qiáng)關(guān)于植物對(duì)多種污染修復(fù)及其聯(lián)合修復(fù)方面的研究，并應(yīng)該考慮到環(huán)境因素，且將植物修復(fù)和其他修復(fù)技術(shù)相結(jié)合。

4 結(jié)束語(yǔ)

利用植物對(duì)水體進(jìn)行修復(fù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，在植物修復(fù)水體方面的研究，對(duì)水體質(zhì)量的提升具有重要意義，同時(shí)也存在著一些不足。本文通過對(duì)當(dāng)前研究現(xiàn)狀的總結(jié)，得出了以下兩點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

植物在水生生態(tài)系統(tǒng)中起著十分重要的作用，利用植物進(jìn)行水體質(zhì)量提升，可以吸收水中的營(yíng)養(yǎng)元素及重金屬等，另一方面水生植物可為水生動(dòng)物及微生物的生長(zhǎng)提供方便，并且水生植物也具有一定的觀賞價(jià)值。

目前對(duì)于水生植物修復(fù)技術(shù)的研究仍停留在實(shí)驗(yàn)室模擬階段，真正讓其推廣到工程實(shí)際應(yīng)用中，還有大量工作要做。

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