江西財經(jīng)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院　溫桂蘭

淺談水生植物對污染水體水質(zhì)的修復(fù)研究

江西財經(jīng)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院溫桂蘭

水體的污染不僅影響動植物的生長，也危害人類的身心健康。本文通過水生植物對水質(zhì)影響因素的研究進(jìn)行綜述，為處理污染的水體環(huán)境以及水生植物的篩選提供了一定的理論依據(jù)。

水生植物；污染水質(zhì)；修復(fù)

改革開放推動城市經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)廢水、生活污水、礦山開采等所產(chǎn)生的廢棄污染物通過各式各樣的途徑流入江河湖泊，城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、污染化必將激化水的供給和需求矛盾。水體的污染不僅影響動植物的生長，也危害人類的身心健康。同時也制約著我國經(jīng)濟的發(fā)展，與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的思想相悖，因此需重視水體有毒重金屬等污染物所帶來的環(huán)境問題。

1我國水體污染現(xiàn)狀

根據(jù)環(huán)保部數(shù)據(jù)，2010年全國廢水排放總量為617.3億噸；2012年全國廢水排放總量為684.3億噸，而2010年我國工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率已達(dá)到95.3%［1］。我國一半以上的湖泊水體富營養(yǎng)化甚至重富營養(yǎng)化，滇池、太湖、巢湖等大部分湖泊富營養(yǎng)化嚴(yán)重。有結(jié)果指出，在湖泊底泥中重金屬出現(xiàn)頻次的統(tǒng)計中，Cu、Pb出現(xiàn)的頻次最高，其次是Cd＞Cr＞Zn＞Hg＞Ni。王文軍［2］等人發(fā)現(xiàn)山東省濟寧市采煤塌陷區(qū)水體受到Pb的污染，煤和煤矸石通過淋溶能夠污染環(huán)境。楊清偉［3］通過野外采樣和室內(nèi)測定，分析了三峽大壩蓄水區(qū)河水中Pb含量達(dá)國家地表水環(huán)境質(zhì)量II級標(biāo)準(zhǔn)的2～3倍。

2水生植物對重金屬污染水體的修復(fù)

處理水體重金屬污染有傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法，但其方法要求技術(shù)嚴(yán)格、價格昂貴且易造成第二次污染，實施過程中有諸多限制。而植物修復(fù)相對來說更加可靠、安全和環(huán)保。重金屬屬于難降解的有毒物質(zhì)，進(jìn)入水體極其不易被祛除，水生植物通過根、莖、葉吸收和富集重金屬從而達(dá)到凈化水體的作用。任珺［4］等人研究發(fā)現(xiàn)蘆葦、菖蒲和水蔥地下部分對Cd的吸收均高于地上部分。趙文進(jìn)發(fā)現(xiàn)在Cu尾礦滲出液處理下，慈姑、香蒲、黃菖蒲和梭魚草地上部Cu含量均高于對照［5］。韓玉林發(fā)現(xiàn)喜鹽鳶尾地上部Pb含量可達(dá)到1534μg·g-1，達(dá)到超富集植物的標(biāo)準(zhǔn)［6］。

3栽培水生植物對水體水質(zhì)的影響

3.1對污染水體溶解氧的影響

水體的溶解氧DO（Dissolved Oxygen）高低反映了生物生長狀況，也是水體污染狀態(tài)的重要指標(biāo)之一。氧氣的消耗量主要取決于有機物的含量，因此DO含量越高代表水體耗氧低其水質(zhì)越好，也決定了植物在水體環(huán)境的生長發(fā)育。豐富多樣的水生植物群落結(jié)構(gòu)能夠使水體保持較高的DO含量［7］，洱海管理局曾在1997～1998年間先后兩次移栽海菜花，使其形成海菜花群落增加洱海DO含量。據(jù)研究，水芹對污水中DO的增長效果最好，最高增長率為262.22%［8］。

3.2對污染水體pH值的影響

有研究發(fā)現(xiàn)固相物質(zhì)對Pb或Cd的吸附總量是隨pH的升高而增加的趨勢［9］。通常植物根系在pH＜4.0的介質(zhì)中就會受到損傷，表現(xiàn)為根數(shù)減少、短小等癥狀，受損嚴(yán)重則會令植株枯萎死亡［10］。陳國梁［11］發(fā)現(xiàn)在pH9的弱堿性環(huán)境下，苦草對砷的富集量最大?？梢姡wpH是對水生植物生長和水質(zhì)的重要影響因素之一。

3.3對污染水體氧化還原電位的影響

氧化還原電位ORP（Oxidation-Reduction Potential）是多種氧化物質(zhì)和還原物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的綜合結(jié)果，可作為評價水質(zhì)優(yōu)劣程度的一個標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)研究，濕地植物根區(qū)具有更高ORP，根區(qū)的氧化能力比較強，有植物的濕地中ORP會比無植物濕地高［12］。對蘆葦根系表面的ORP（260.6±54.3m V）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水體的ORP（-220.3±21.5mV），苦草的生長顯著提高了沉積物的氧化還原電位，降低了沉積物的pH值［13］。因此，植物的生理活動及根系在基質(zhì)中的分布對濕地水體氧化還原狀況具有重要影響，了解濕地植物生長及系統(tǒng)中ORP情況具有重要意義。

3.4對污染水體生物需氧量的影響

有機污染物排入江河湖泊后，水中的微生物以這些有機物為食物消耗水中的氧氣將它們分解成無機物，微生物消耗的氧氣的多少，我們稱之為生物需氧量BOD（Biochemical Oxygen Demand）。目前國內(nèi)外普遍規(guī)定于20±1℃培養(yǎng)5天，分別測定樣品培養(yǎng)前后的溶解氧，二者之差即為BOD5值，以氧的毫克/升（mg/L）表示。張翠玲［14］表示當(dāng)河水BOD5值高過10 mg/L，水會散發(fā)出惡臭并出現(xiàn)死魚現(xiàn)象。有研究表明對BOD5的去除，石菖蒲大于黑藻、睡蓮、水芋、千屈菜、澤瀉等水生觀賞植物［15］。

3.5對污染水體電導(dǎo)率的影響

電導(dǎo)率（Electric Conductivity）是用數(shù)字來表示水溶液傳導(dǎo)電流的能力，用于監(jiān)測水中溶解性礦物質(zhì)濃度的變化，是估算水體被污染的指標(biāo)之一。李秋華［16］等人在廣東大中小型水庫中發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度較高的水庫N、P營養(yǎng)鹽離子越多，其電導(dǎo)率也越高。一般來說，植物電導(dǎo)率越大代表著細(xì)胞透性越大，其耐脅迫能力越弱。大型水生植物的物種數(shù)與電導(dǎo)率顯著正相關(guān)（p＜0.05）而優(yōu)勢種小眼子菜的生物量與電導(dǎo)率顯著負(fù)相關(guān)［17］。

3.6對污染水體氨氮的影響

廢水中常常含有較高含量的氨氮，如生活污水、養(yǎng)殖廢水、垃圾滲濾液等。相對與其他營養(yǎng)鹽來說，氮對植物的生理影響較為顯著，尤其氨氮是植物可吸收利用的氮形態(tài)之一，它即是可被沉水植物吸收、利用的無機氮素，其濃度過高也會成為抑制沉水植物重要因素。倪樂意通過室內(nèi)模擬的方法研究了無機氮對金魚藻生理的影響，發(fā)現(xiàn)水培條件下1mg·L-1

氨氮促進(jìn)金魚藻生長，5 mg· L-1氨氮開始抑制生長［18］。但植物也對高氨氮表現(xiàn)出耐受性，如蘆葦栽植在160mgL-1氨氮溶液中未產(chǎn)生脅迫，可正常生長［19］。

4結(jié)語

社會的進(jìn)步隨之帶來環(huán)境問題的的制約，在水體污染中除生活污水等的治理外，較難治理的類型為重金屬的污染以及水體的富營養(yǎng)化。水生植物通過根、莖、葉吸收和富集重金屬從而達(dá)到凈化水體的作用。對于水體的氨氮與磷酸鹽的吸收，多數(shù)人以浮游植物作為研究重點，但對于水質(zhì)的凈化最好以濕地方式進(jìn)行處理，而濕地的形成涉及生物的多樣性。對此，以水生植物對重金屬的耐脅迫性為基點、水生植物的多樣性進(jìn)行研究，具有雙重效益。

［1］2014年中國工業(yè)廢水治理行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)投資規(guī)模測算.中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)，http：//www.chyxx.com/industry/201411/291267.html.2014，11（4）.

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