水生植物修復(fù)生活污水的應(yīng)用研究

李海林 章志青 項丹丹

摘? ? 要：農(nóng)村生活污水量大面廣，治理條件復(fù)雜，基礎(chǔ)薄弱，一直被認(rèn)為農(nóng)村生態(tài)環(huán)境治理的難點之一。水生植物大多數(shù)具有較強(qiáng)的耐污能力，可以富集受污染水體中的金屬離子、有機(jī)物等。人工濕地就是通過利用水生植物代謝活動，來降低水體中有機(jī)和無機(jī)污染物的濃度，達(dá)到修復(fù)污水的目的。本文采用文獻(xiàn)研究的方法，研究了人工濕地的種類、水生植物修復(fù)污水的機(jī)理等。

關(guān)鍵詞：水生植物;修復(fù);污水

水生植物大多數(shù)具有較強(qiáng)的耐污能力，可以富集受污染水體中的金屬離子、有機(jī)物等。人工濕地是通過水生植物代謝活動，來降低水體中有機(jī)和無機(jī)污染物的濃度等，達(dá)到緩解自然水體的自我凈化壓力，而達(dá)到修復(fù)污水的目的。人工濕地是一種人為的將基質(zhì)、微生物和水生植物按一定方式配置而成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。利用人工濕地處理鄉(xiāng)村農(nóng)民的生活污水，避免了農(nóng)戶的生活污水流入鄉(xiāng)村河道，繼而流入河流、湖泊、水庫等造成二次污染。與傳統(tǒng)的物理、化學(xué)治理污染水相比，利用人工濕地修復(fù)受污染水體具有成本低、效益高、易操作等特點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到河流污染治理中，取得了良好效果。

一、人工濕地種類

（一）表面流濕地

表面流濕地，濕地一般是0.3-0.5米深的淺水池，水生植物扎根在池底。主要處理過程是在一個水體中進(jìn)行的，水面是暴露在大氣中，污水循環(huán)流經(jīng)水生植物的莖和葉。凈化主要依賴于生物膜（附著在植物莖葉上的微生物群落）。這種系統(tǒng)一般用來進(jìn)行三級處理，也就是進(jìn)一步改善經(jīng)傳統(tǒng)污水處理廠凈化后的水的水質(zhì)。

（二）潛流濕地

潛流濕地，凈化過程是在陸地上進(jìn)行的。在潛流濕地中，人工濕地的水面不暴露在空氣中，水處理是在深度為0.3米-0.9米的地表下進(jìn)行的。污染水在淺層土壤下循環(huán)流動，與植物的根和根莖接觸，通過附著在顆粒介質(zhì)、植物的根和根莖上的生物膜負(fù)責(zé)去除污染物。由于污水不暴露再空氣中，不直接和人接觸，也不會滋生蚊子之類的昆蟲。

二、水生植物修復(fù)污水的機(jī)理

（一）植物吸收

水生植物可直接吸收和利用氨態(tài)氮、磷，起到脫氮除磷的作用。水生植物的生長需要氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，以保證植物正常生長、繁殖的營養(yǎng)需要。水生植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式既有通過根部攝取，也有通過浸沒于水體中的莖葉吸收水體中的營養(yǎng)物質(zhì)。通過水生植物的代謝作用，將環(huán)境中的大分子污染物，如氨氮、有機(jī)磷等分解為無污染的小分子無機(jī)物，進(jìn)而被利用。可以將有效去除水體中的含氮、含磷等水體中的污染物，從而實現(xiàn)緩解和治理水體污染效果。此外，根系等器官將周圍環(huán)境中的重金屬等污染物從原有環(huán)境中提取，然后轉(zhuǎn)移到植物的莖、 葉等器官內(nèi)儲存，通過吸收降解、脫毒后存儲于植物體內(nèi)。當(dāng)收割植物后即可將附著于水生植物體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)或重金屬等去除。

（二）微生物降解

水生植物根系的輸氧作用促進(jìn)了深層基質(zhì)中微生物的生長和繁殖，有利于擴(kuò)大凈化污水的有效空間，在人工濕地污水凈化中起著十分重要的作用。水生植物根系能夠分解水體中的有機(jī)物來促進(jìn)微生物的代謝，也可以吸收更多微生物在其根系上。研究表明：植物修復(fù)處理污水時，有機(jī)物的降解和轉(zhuǎn)化主要是由微生物活動來完成的，人工濕地中微生物的活動是污（廢）水中有機(jī)物降解的基礎(chǔ)機(jī)制。水生植物的根系還可分泌促進(jìn)嗜磷、氮細(xì)菌生長的物質(zhì)，進(jìn)一步促進(jìn)氮、磷的釋放和轉(zhuǎn)化，從而間接提高修復(fù)效率。

（三）生態(tài)作用

水生植物利用吸附、揮發(fā)以及沉降的物理原理，去除水體中的污染物。水生植物密布于水中的發(fā)達(dá)根系，能形成一道密集的過濾層，當(dāng)水流經(jīng)過時，通過吸附、過濾、沉淀和截留等物理作用產(chǎn)生截污能力，不溶性膠體會被根系粘附或吸附，特別是將其中的有機(jī)碎屑沉降下來[8]。水生植物大多數(shù)具有較強(qiáng)的耐污能力，可以富集受污染水體中的金屬離子、有機(jī)物等，將水體中的有毒有害物質(zhì)富集于水生植物，從而達(dá)到降解水體污染物濃度的效果。

三、水生植物的選擇

目前，在水體污染治理中應(yīng)用較為廣泛的是水生維管束植物。因為該類植物具有十分發(fā)達(dá)的機(jī)械組織，個體比較高大，具有十分發(fā)達(dá)的機(jī)械組織。水生維管束植物可分為漂浮、沉水、浮葉、挺水四大類型，不同類型的水生維管束植物具有其相應(yīng)的生活習(xí)性和生長特點。

這四種不同生活型的水生植物在水體污染治理中既可以單獨使用，也可以任意組合，一般是將沉水植物和挺水植物搭配使用，才能夠更好地發(fā)揮水生植物在水體污染防治中的功能和作用。比如，挺水植物比沉水植物有更大的生物量和更為發(fā)達(dá)的根系，所以對污水的修復(fù)效果、對污染負(fù)荷變化的適應(yīng)性以及耐污能力均優(yōu)于沉水植物。而沉水植物通過光合作用能有效提高水體中的溶解氧，還能能將水體中的氮、磷等作為營養(yǎng)物質(zhì)直接吸收。因此，利用水生植物凈化污染水體時，要針對不同污染水體和污染程度選擇適宜的植物，才能達(dá)到最佳的修復(fù)效果。

四、結(jié)語

水生植物色彩艷麗、線條優(yōu)美、姿形灑脫，人們不僅可以觀花賞葉，還能和水體形成統(tǒng)一的整體，是一道亮麗的風(fēng)景。水生植物具有吸附、吸收、去氮除磷，美化環(huán)境等功能。利用水生植物修復(fù)污水，對環(huán)境污染小，有利于整體生態(tài)環(huán)境的改善。因此，利用水生植物修復(fù)污水將具有廣闊的前景。由于試驗條件的限制，人們對水生植物修復(fù)污水的研究緩存在一些局限性。水生植物通過在污水中的生長，吸收了污水中的無機(jī)營養(yǎng)鹽，經(jīng)人工收割，能有效去除水體中的N、P等營養(yǎng)鹽，但對修復(fù)污水后水生植物的回收利用還缺乏系統(tǒng)的研究。

參考文獻(xiàn)：

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[3]陳紅霞，付麗洋，劉訓(xùn)華.水生植物在水體污染治理中的應(yīng)用研究[J].污染與防治.2018（11）：51，5.

本文是臺州科技職業(yè)學(xué)院鄉(xiāng)村振興校級課題：水生植物修復(fù)鄉(xiāng)村河道污水的應(yīng)用研究 （課題編號TKXZ2019026 ）的研究成果。