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2种水生植物在污水治理中的应用
326 宁波大学学报（理工版） 2006
其去除水中N 、P 及其他物质的形式大致可分为：吸收作用、根系微生物、吸附作用.
1.1 吸收作用
水生植物的吸收作用可以发生在不同的部位，既可以直接通过根部吸收，也可以通过茎、叶等器官的体表直接吸收. 水生植物自身生长需要吸收营养物质，包括有机营养物质、无机盐等，被利用来参加植物体内物质循环，合成植物自身的组织. 一些不可利用的物质如重金属等，植物吸收后，可储存在体内的某个部位，蓄积量可以达到很高[7]. 对部分有毒的物质，如酚、氰等进入植物体内，可以被降解为其他无毒的化合物[9]. 水生植物有多个吸收部位，但各个部位的吸收效果是不同的[10].
1.2 根系微生物
植物是人工湿地系统的重要组成部分，植物除吸收作用去除氮、磷等污染物外，更重要的作用是通过根分泌物影响生态系统中微生物的特性，进而影响系统的处理效果，微生物是系统中有机污染物和氮分解去除的主要执行者[11]，系统中微生物数量与净化效果呈显著正相关性[12]. 根分泌物种类繁多，数量各异，不仅有糖、有机酸、氨基酸等初生代谢产物，还有酮酚和胺等次生代谢产物以及一些不知名的代谢物[13]. 成水平等[14]认为根系微生物种类组成随不同的植物而不同，根系微生物一般包括细菌、真菌和放线菌等. 作用于周围环境形成根际，产生根际效应[15]. 根系微生物是聚居在根际，以根际分泌物为主要营养的一群微生物，根分泌物
为水体微生物提供大量的营养和能源物质，根系微生物不仅种类和数量远高于非根系环境，而且其代谢活性也比非根系微生物高. 植物的存在使人工湿地系统中的微生物如硝化细菌、反硝化细菌、磷细菌，纤维素分解菌的数量显著增加[16]. 研究根系微生物的特性对于从微生物的角度研究人工湿地系统内物质的变化和污染物的去除机理具有重要意义. 项学敏等[17]对湿地植物芦苇和香蒲根系微生物特性进行了研究，结果表明：芦苇和香蒲具有明显的根际效应，根系微生物活性高于非根系的微生物活性，芦苇根系比香蒲更适合亚硝酸细菌的生长.
1.3 吸附作用
水生植物的吸附作用主要发生在根部，根部具有发达根毛系统，与水有很大的直接接触表面积. 陈瑛等[18]对自然水体凤眼莲各部位金属元素含量进行了测定，结果表明：金属元素在凤眼莲根部富集较多, 而且其中大部分是吸附在根的表面. 刘建武[19]对水葫芦根系对苯的吸附过程做了研究，并对吸收过程进行模拟，建立了数学模型.
2 研究现状与进展
2.1 凤眼莲和芦苇的一般特性
几十年的国内外研究表明：凤眼莲和芦苇是水生植物中被研究频率较高，且对水体净化效果较显著的种类. 朱斌等
统计了净化富营养化水体的
凤眼莲和芦苇的一般特性
凤眼莲 (Eichhornia crassipes Solms ) 芦苇 (Phragmitis communis Trin )
分类地位 被子植物门 单子叶植物纲 雨久花科凤眼莲属 被子植物门 单子叶植物纲 禾本科芦苇属
喜暖怕冷、喜肥怕瘦、喜光怕阴的特性，繁殖快速、耐污性强，在污染水体中生长速度为天然水体中的2倍[10].
生在浅水中或低湿地，新垦麦田或其他水田、旱田易生长.
污染物去除功能 植物吸收、吸附及根系微生物的代谢
植物吸收、吸附及根系微生物的代谢
研究和应用情况 对N 、P 营养元素的吸收，对有机物降解，重金属的去除都有研究
营养元素的吸收，有机物降解，重金属的去除
多年生浮水植物
多年生挺水植物
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水生植物在水污染治理中的应用
　　摘 要:综述了水生植物适应水环境的特点,在污水处理中的应用及其对水质的净化作用。随着水污染的加剧,高效低耗的水污染处理技术日益受到人们的重视,水生植物以其特有的组织和生态功能及易于人工操纵等原因而在净化水体污染、防治富营养化方面发挥了重要的作用。中国论文网 /8/view-3471359.htm　　关键词:水生植物 水环境 污染物 清除 净化作用　　中图分类号:S4 文献标识码:A 文章编号:12)05(b)-0147-01水是生命之源。随着水污染的加剧,高效低耗的水污染处理技术日益受到人们的重视,水生植物以其特有的组织和生态功能及易于人工操纵等原因而在净化水体污染、防治富营养化方面发挥了重要的作用。水生植物是植物类的一种,是指生理上依附于水环境,或者至少部分生殖周期发生在水中或水表面的一种植物。水生植物可以检测水的质量和对污染物生态毒理学方面进行评定,尤其能有效评价污染物进入生物链以后的一系列反应,如生物积累、修饰和转运等方面,对其进行研究能保护动植物生态环境,进而保护人畜健康,对构建资源节约型环境友好型社会具有重要的现实意义。　　1 水生植物对污染物的清除　　1.1?水生植物对氮磷的清除　　湖泊富营养化是严重的环境问题之一,因地球七成是水,因此是全球性的环境问题。一般水生植物通过调节浅水湖中水体的营养浓度使湖泊温度适中,进而调节湖泊富营养化的现象,最终达到治理的目的。大型沉水植物环境容量大,自身有着强大的自净能力,因具有巨大的生物量可以持续不断的和环境进行能量和物质的交换,达到净化的目的。　　1.2?水生植物对重金属的清除　　水生植物能有效吸收重金属Zn、Cr、Pb、Cd、Co、Ni、Cu等,根据研究显示,环境中的重金属含量和植物中的重金属含量有一定的关系,两者成正相关,所以对植物体内的重金属含量进行分析可以有效监测环境中的重金属含量。水生植物生长速度快,环境容量大,能吸收大量的营养物,降低水中重金属的含量,进而对环境具有优化作用。　　1.3?水生植物对有毒有机污染物的清除　　植物的存在可以有效降解有机污染物质,对环境起保护作用。水生植物除了可以吸收某些小分子有机污染物之外,还可以分解微生物的组成,通过促使有机物质的沉淀达到对水环境优化的目的。一般低等植物可以矿化莠去津,如一些浮游植物、水生植物等,他们比其他高等植物敏感度更高,其他高等植物也可以通过其他方式途径达到净化的作用。　　1.4?水生植物的其他净水(改善水质)功能　　水生植物能有效维持水体清洁,通过保持其在不同营养级别水平达到稳定自身优势的作用,其作用原理是:水生植物能通过自身强大的生物量大量吸收过量的营养物质,以此使水中营养物质保持在低水平;通过摄食底栖生物的鱼类等方式降低水环境中的沉积物,达到水质净化的目的;此外,水生植物还能有效稳定底泥,同时抑制藻菌的生长,对降低环境污染具有巨大的作用。在生态系统中,沉水植物与沉积物、水体流动间具有重要的关系,通过对沉水植物进行研究可以有效降低水中沉积物,进而达到改善水质的目的。　　2 水生植物在污染治理中的应用　　2.1?人工湿地　　人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种净化环境的方法,人工湿地建造和运转费用低,使用维护简便,并且可以为众多野生动物提供栖息地,保护动植物的生存环境,实施效果好,成为水生植物在污染治理中的重要应用,很多专家对其进行分析研究,也受到了广大的关注。人工湿地和水生大型植物可以创立丰富的生态系统,同时对环境影响小,最终达到保护生态环境的作用,此外因其建设成本低,效果好,是目前主要的研究发展方向之一。　　2.2?生物修复　　生物修复(Bioremediation)是近几年发展迅速的一项清洁环境的低投资、高收益、简便易行的新兴技术。它利用特定的生物(植物,微生物或原生动物)吸收,转化,清除或降解环境污染物,实现环境净化,生态效应恢复的生物措施。生物修复作为一种新型的净化水质的技术,有着极大的发展潜力,如果此种技术被广泛应用于清洁环境,将有利改善我国水污染现状,为人们的生活健康和社会经济的可持续发展提供有利的条件和保障。　　2.3?稳定塘　　稳定塘法主要是通过人工控制生物氧化过程进行污水处理,这种污水处理的方法简单易行、资金投入少,特别是在中小型常规污水处理领域前景广阔,可推广使用。它主要是通过菌藻的共同作用净化水质,可以明显改善污染水质,对生活污水、农业废水、工业废水等的处理具有重要作用。　　2.4?水质净化　　水质净化技术为养鱼工业的发展提供了科学的技术手段。大型植物可以有效净化水质、节省能源、提供养鱼饵料。高等水生植物对水环境中的污染物具有较强的吸收作用,其效能因植物种类及处理组合方式不同而有所差别。　　2.5?湖泊治理与植被修复　　沉水植物可改善水体的理化性质,有效降低颗粒性物质的含量,改善水下光照条件,使透明度保持在较高水平,水体电导率也相对较低。水生植物还可以增强底质的稳定和固着。　　对于浅水湖泊而言,重建水生植被是富营养化治理和湖泊生态恢复的重要措施。我国的湖泊约有一半以上已呈富营养化,而且很多湖泊也在不断演化为富营养状态,因此,对治疗迫在眉睫。水生植物可以大力改善富营养水体的水质,净化有毒水体,对环境的保护起着重要的作用。　　3 结语　　众多研究表明,利用水生植物处理系统进行水污染控制投入资金少,便于管理,对于生态环境的保护,资源的可持续使用、污水处理和水体净化具有重要的作用。目前利用水生植物净化污水还有明显的不足,还需要进一步的研究和探索。但随着科学技术的不断进步和发展,水生植物必将在水污染控制和治理方面中发挥更大的作用,为社会经济的可持续发展创造更为有利的条件。　　参考文献　　[1] 饶利华,陆开宏.两种水生植物在污水治理中的应用[J].宁波大学学报(理工版),):325～329.　　[2] 吴振斌,邱东茹,贺锋,等.水生植物对富营养水体水质净化作用研究[J].武汉植物学研究,):299～303.　　[3] 李正魁,濮培民,胡维平,等.固定化细菌技术及其在物理生态工程中的应用——固定化氮循环细菌对水生生态系统的修复[J].江苏农业学报,):248～252.　　[4] 吴振斌,詹发萃,邓家齐,等.综合生物塘处理城镇污水研究[J].环境科学学报,):223～228.　　[5] 马剑敏,严国安,罗岳平,等.武汉东湖受控生态系统中水生植被恢复结构优化及水质动态[J].湖泊科学,):359～363.　　[6] 顾林娣,陈坚,陈卫华,等.苦草种植水对藻类生长的影响[J].上海师范大学学报(自然科学版),):62～68.
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