大型水生植物在水污染治理中的應用研究進展

陶紅蕾 汪怡 董君

山東省青島生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 山東青島 266003

大型水生植物遍布各個江河湖泊中，在水體中是一種高等的植物類群，在其生活的水塘以及濕地中，大多數(shù)被用來凈化污水，因此這種植物的生態(tài)功能較為顯著，水污染防治過程中的應用價值較大。伴隨水污染問題加劇，人民越來越多的傾向使用高效低耗的水污染處理技術，水生植物的使用逐漸進入人們的視線，這類植物具有較好的耐污以及治污能力，大多數(shù)將大型水生植物作為核心的污水處理工程逐漸開發(fā)。經(jīng)過實踐證明，這一技術的使用投資較低，能耗低，無二次污染產(chǎn)生，在環(huán)境領域成為研究重點，對我國環(huán)境治理具有積極意義。

1 關于大型水生植物生態(tài)功能分析

在大自然發(fā)展中，存在一種比較神奇的現(xiàn)象，同一種物種其生活方式以及習性相同，一般情況下并不會生存在同一個區(qū)域中，在同時出現(xiàn)一個區(qū)域之后，兩個物種會產(chǎn)生激烈的爭奪，大自然會利用空間將雙方隔離，這種情況也叫做生態(tài)位[1]。此類概念最先提出是在1970年，之后針對大型水生生物的研究逐漸增多，相關研究人員通過實踐驗證生態(tài)位，將兩種水生植物放在相同的環(huán)境中，最開始兩種水生植物的數(shù)量同樣上升，之后將兩種水生植物放在同一環(huán)境下，環(huán)境內(nèi)的食物進行適當?shù)目刂?，?6天之后只有一種水生植物存活，通過觀察可以發(fā)現(xiàn)兩種水生植物并沒有攻擊現(xiàn)象，得以存活的水生植物其競爭優(yōu)勢較為明顯，另一種水生植物被徹底驅趕吸附，因此在自然界中，不同物種能夠共生，但在同一群體生活中，物種需要爭奪?，F(xiàn)階段，社會生產(chǎn)與大自然接觸不斷擴大，水資源受到污染和破壞，人們逐漸意識到水資源使用的重要性，因此相關研究人員不斷加深水污染治理的研究，通過水生植物的使用保護水環(huán)境。大型水生植物隸屬于生態(tài)學，與此同時，其也屬于分類群植物，在長時間適應水環(huán)境之后，逐漸形成的趨同性適應類型，主要分為水生維管束植物以及高等藻類[2]。

2 關于水生植物清除污染物分析

2.1 關于水生植物清除氮磷分析

使用大型水生植物凈化水質具有明顯效果，其耗能較低，生產(chǎn)成本不高，針對湖泊富營養(yǎng)化問題，效果更加顯著?，F(xiàn)階段湖泊的主要問題是富營養(yǎng)化，在水體中含有大量的氮磷鉀元素，水流周期較長，難以將過多的氮磷鉀循環(huán)出去，長期以往積聚在水體中，造成藻類植物的大量生長，水體中的有機物積蓄數(shù)量較多。一些大型水生植物，尤其是沉水植物，具有較好的凈化作用，功能較為強大，其具有的生物量能夠支持植物以及水體實現(xiàn)能量以及物質的交換，從而實現(xiàn)凈化水源[3]。

2.2 關于水生植物清除重金屬分析

人類在生產(chǎn)活動中，不斷向環(huán)境排放污水，即便大部分都能達標排放，但是排放到水環(huán)境中的重金屬總量仍在不斷累積，目前，水體中鉛汞銅鈷等一些重金屬的含量逐漸增加。而大型水生植物具備重金屬吸收功能，在水體中，重金屬含量與大型水生植物數(shù)量呈現(xiàn)同比增長關系，水體中重金屬含量越多，大型水生植物吸收也會更多，其具有較好的吸附性，如果植物生長的環(huán)境容量較大，能夠吸收的營養(yǎng)物質也較多，可以促進大型水生植物的生長，因此也就能夠更多的凈化水體中的重金屬污染。

2.3 關于水生植物清除有毒有機污染物分析

水環(huán)境中重金屬含量比較大，其次是有機物的存在，這種污染主要是食品工業(yè)以及造紙業(yè)的生產(chǎn)活動中，污水排放造成的，有機物在進入水體之后需要分解，這一過程中就是生物氧化分解，需要進行大量的耗氧。在水體含氧量不足的情況下，會造成水體發(fā)臭，水生植物死亡。大型水生植物的存在能夠增加水體含氧量，加快水體中有機物的分解，增多附著在植物根部的微生物，微生物與有機物結合之后，具有沉淀作用，實現(xiàn)分解[4]。

3 關于植物種類選擇與搭配分析

在使用植物進行污水處理的系統(tǒng)中，功能使用對種類選擇具有決定性作用，在消除對象是生化需氧量或者是氮時，植物的選擇需要具備龐大根系以及相應傳氧能力，為微生物附著提供支持；植物的吸收需要去除重金屬時，選擇富集能力較好的種類，其生長速度需要較快；消除的污染物目標較多情況下，需要使用發(fā)揮多種生態(tài)功能的種類，不同生態(tài)功能搭配使用。針對不同的地區(qū)氣候，植物相應的抗逆性以及病蟲害的抵抗能力等，需要在實際選擇過程中謹慎分析。經(jīng)過相應實踐證明，相關研究人員已經(jīng)篩查了一部分能夠使用的水生植物，具有高效性，這些植物種類一些已經(jīng)用于實際廢水治理工程中。但現(xiàn)階段需要重視植物根部微生物功能的發(fā)揮，依靠植物自身的吸收能力實現(xiàn)廢水有效處理，相關應用數(shù)量較少，出現(xiàn)這一情況的主要原因是植物吸收污染之后的生長規(guī)律以及生物量的資源化利用并沒有過多深入研究，實際應用也并不常見。

4 結語

現(xiàn)階段，污水處理系統(tǒng)主要使用活性污泥，這種處理方式二級處理或者是深度處理投資成本較高，使用過程中需要耗費大量的電能，具有較高運行費用，一些經(jīng)濟發(fā)展水平較低的國家或者是地區(qū)難以接受。大型水生植物處理系統(tǒng)，依靠太陽能驅動，污水深度處理過程中，可以回收資源，不會產(chǎn)生有害副產(chǎn)物。伴隨研究不斷深入，其應用范圍會不斷擴大。