水生植物组合系统对水体污染生态修复的研究

赖宽

（沈阳市青年苗圃 辽宁沈阳 110016）

水生植物组合系统对水体污染生态修复的研究

赖宽

（沈阳市青年苗圃 辽宁沈阳 110016）

在我国经济发展的快速大潮中，环境问题显得日益突出，特别是公园等小环境、小区域水体的污染十分严重，由于这些特定的水体流动性及自我更新能力受到范围的局限，所以对于这类水体的生态修复研究技术也越来越得到相关部门的重视。人工湿地等技术是近些年出现的一种新型的水处理技术，并且去除污染物的种类较为广泛，其中水生植物是其重要组成部分，对污染物的转化与降解具有重要作用。不同水生植物对水体污染的去除效果不同，对水体中污染源的去除效果也不同。本文阐述了不同水生植物组合在水体污染生态修复中的研究应用，同时通过介绍水生植物的特性并比较了单一水生植物与不同水生植物组合对水体污染的处理效果。笔者认为水生植物组合系统在水体污染生态修复方面有较好的发展前景。

水生植物；水体污染；生态修复

前言

随着社会和经济的不断发展，大量未处理的废水排入水体中，水体污染状况严峻，致使水体受到不同程度的污染，给环境和景观效果及人民的生产生活健康带来了一定的危害性。随着国家对环境问题的重视，对环境政策的不断优化，环境治理不再局限于单个企业单个排污点的治理，全方位立体式成为环境污染治理问题的重点。景观水体指的是在公园景区等范围内自然形成或人工修筑的池塘、小型胡泊等，并且大多数都是具有一定面积的死水区域，这部分水体污染主要来源于生活污水、固体废弃物、城镇地表径流及农药化肥流失等。余志敏等调查研究显示，中国131个主要湖泊中有67个呈富营养化，水体污染的危害严重；同时，随着水体污染治理的重要性日趋显现，而与之相关的治理技术仍然发展缓慢。

目前植物组合一般都以人工湿地的形式表现，也是控制污染的重要技术之一。人工湿地是20世纪70年代末发展起来的一种新型污水自然生态处理技术，其建设投资少、运营操作成本低、自然性优越、去除氮磷能力强及净化效果好等特点。作为一种具有园林绿地和景观效果功能的水处理设施，已经成为具有特色的新型污水处理技术，具有较高的应用价值。水生植物是人工湿地的重要组成部分，可以利用自身生长的特性直接吸收污水中的氮、磷等富营养物质；与之同时植物根系分解释放的酶等物质也可直接降解污染物，且降解速度非常快；植物还可以吸附和富集重金属及一些有毒有害物质。查阅相关文献已有相关水生植物对污水的净化作用已被实验和实践证明，而且还发现不同的水生植物组合对氮和磷的去除效率是不同的。本文在收集各种不同水生植物处理效果的基础上，随机对各种水生植物进行分类组合，通过实验数据为今后的水体污染生态修复的研究提供参考依据。

1 水生植物在水体污染生态修复中的应用

水生植物在水体中与动物、微生物共同作用，在水体营养控制方面可以发挥重要作用，可以有效地吸收水体中的氮磷等营养物质，这样不仅可以净化水质还可以为其它水生生物提供营养物质，维持水体的生态平衡，控制水体污染的进一步发展。不同水生植物对水体中的污染物及富营养成分净化的效果差异较大，经研究发现，一种水生植物对水体中的某一项指标去除效果较好，而对其他指标的效果相对较差。针对水生植物对水体中氮磷的净化有明显的效果，但多种植物的不同搭配对水体中氮磷的净化率的影响研究则相对较少。

1.1 不同水生植物对水体污染生态修复的应用

Gerberg等研究发现水质中氨氮的质量浓度为24.7mg/L时，芦苇对其清除能力明显高于香蒲。Reddy等研究发现夏季和冬季时，凤眼莲、浮萍和水筛等水生植物除氮效果不同。吴建强等选取美人蕉、黄菖蒲、再力花和千屈菜4中常见植物作为研究对象，再力花对氮的吸收能力最强，美人蕉对磷的吸收能力最强。姚瑶等选用金鱼藻、苦草、大苦草、黑藻、矮慈姑和皇冠草等6种不同沉水植物研究其对水体富营养化氮磷的净化效果，其结果表明，随着植物培养时间的延长，6种沉水植物对水体氮的净化效率降低，除金鱼藻外，其他5种沉水植物对水体磷的净化率增加，苦草对氮磷均有较好的净化效果。王旭明等利用水芹菜净化污水，发现3d内水芹菜对氮磷的吸收率分别达到66.7%和73.7%，而且去除率随温度的升高还会增加。魏东慧等以灯心草、轮藻和水田芥等作为研究对象，研究了其在两种不同程度氮磷水体中的生长状况及化学耗氧量的净化效果。试验结果表明，在轻度氮磷富营养化水体中，水田芥去污效果最好，在重度氮磷富营养化水体中灯心草效果最好。

1.2 不同水生植物组合对水体污染生态修复的应用

相关文献记载的研究表明，多种水生植物组合比单一水生植物能更好的对水体起到更好的净化作用，因为每种水生植物各有其特点，对净化对象产生不同的净化作用；随着水生植物的生长发育，附着在其表面的微生物群落也会发生变化，依靠水生植物与微生物之间的共同作用及微生物间的相互复杂关系，共同来完成对水体的净化。彭婉婷等研究表明，不同的水生植物组合显示出对氮磷具有很好的净化效果，并且能够长期维持其效果。在8种水生植物组合中，睡莲+再力花组合对氮氨去除率效果为92.29%，睡莲+马蹄莲+茭白+菖蒲组合对氮氨去除率效果为95.50%，对总磷的去除效果最好的组合为睡莲+再力花+鸢尾，较无植物对照提高了43.73%。

2 不同水生植物组合初步设计研究

2.1 水生植物的基本分类

按生长环境条件水生植物可分为水生、湿生、沼生三类；按植物生活条件类型可分为挺水型、浮叶型、沉水型和漂浮型；按植物生长类型可分为草本类、灌木类、乔木类。

2.2 水生植物组合选择与初步设计

2.2.1 水生植物选择的基本要求

水生植物的选择应遵循下列原则：根系发达、输氧能力强；适合当地气候环境，优先选择本土植物，生命力强、耐污去污能力强；抗冻、抗病害能力强；易管理，可产生一定的景观效果；有一定的经济价值和大面积大范围推广性。根据上述特性，初步筛选的常用水生植物有芦苇、香蒲、菖蒲、水葱、茭白、黑麦草、美人蕉、灯芯草、水芹等。

2.2.2 水生植物组合的初步设计要点

①挺水植物、浮水植物、沉水植物的组合形式。鲁敏等研究表明，不同类型的水生植物组合能有效去除水体中的富营养物质；芦苇、香蒲、荷花、轮藻等水生植物群落组合对水体中的富营养物质氮磷去除效果较好；芦苇、香蒲、荷花、轮藻、金鱼藻等水生植物群落组合对水体中溶解性氨氮的去除效果最好；芦苇、香蒲、荷花、蓖齿眼子菜等水生植物群落组合对水体中的溶解性硝态氮和总磷的去除效果好。②季节性植物和常绿性植物进行组合形式；兼顾美观特点和处理效果好的组合形式。③按照去污种类效果不同的水生植物组合形式。

3 结语

由于水体污染的日益严重已经逐步影响到我们生存、生产及生活的环境条件，水生植物组合系统的研究渐渐成为科技工作者的重要研究课题。在以往的研究文献记载中，水生植物组合系统对比单一水生植物在去除氮磷、重金属铬及其他富营养化污染物更具有优势，其原理在于不同水生植物对于不同的水体富营养化物质去除的能力不同，有的可以高效去除氮，有的可以高效的去除磷或铬，所以在使用多种水生植物组合时，可以弥补单个水生植物的单一特性，多种水生植物组合具有更合理的生物多样性，会更好的保持生态系统的长期稳定性，相互制约相互配合，防止一种或多种植物生长过快而影响生态环境，还可以减少病虫害，提高植物成活率等。不过水生植物组合对水体污染的控制还远不止这些，还需要更进一步的研究试验，在归纳总结的基础上为应用和推广提供科学依据。

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1005-7897（2017）24-0207-02

2017-11-1