賴寬

（沈陽(yáng)市青年苗圃 遼寧沈陽(yáng) 110016）

水生植物組合系統(tǒng)對(duì)水體污染生態(tài)修復(fù)的研究

賴寬

（沈陽(yáng)市青年苗圃 遼寧沈陽(yáng) 110016）

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快速大潮中，環(huán)境問(wèn)題顯得日益突出，特別是公園等小環(huán)境、小區(qū)域水體的污染十分嚴(yán)重，由于這些特定的水體流動(dòng)性及自我更新能力受到范圍的局限，所以對(duì)于這類水體的生態(tài)修復(fù)研究技術(shù)也越來(lái)越得到相關(guān)部門的重視。人工濕地等技術(shù)是近些年出現(xiàn)的一種新型的水處理技術(shù)，并且去除污染物的種類較為廣泛，其中水生植物是其重要組成部分，對(duì)污染物的轉(zhuǎn)化與降解具有重要作用。不同水生植物對(duì)水體污染的去除效果不同，對(duì)水體中污染源的去除效果也不同。本文闡述了不同水生植物組合在水體污染生態(tài)修復(fù)中的研究應(yīng)用，同時(shí)通過(guò)介紹水生植物的特性并比較了單一水生植物與不同水生植物組合對(duì)水體污染的處理效果。筆者認(rèn)為水生植物組合系統(tǒng)在水體污染生態(tài)修復(fù)方面有較好的發(fā)展前景。

水生植物；水體污染；生態(tài)修復(fù)

前言

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大量未處理的廢水排入水體中，水體污染狀況嚴(yán)峻，致使水體受到不同程度的污染，給環(huán)境和景觀效果及人民的生產(chǎn)生活健康帶來(lái)了一定的危害性。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境問(wèn)題的重視，對(duì)環(huán)境政策的不斷優(yōu)化，環(huán)境治理不再局限于單個(gè)企業(yè)單個(gè)排污點(diǎn)的治理，全方位立體式成為環(huán)境污染治理問(wèn)題的重點(diǎn)。景觀水體指的是在公園景區(qū)等范圍內(nèi)自然形成或人工修筑的池塘、小型胡泊等，并且大多數(shù)都是具有一定面積的死水區(qū)域，這部分水體污染主要來(lái)源于生活污水、固體廢棄物、城鎮(zhèn)地表徑流及農(nóng)藥化肥流失等。余志敏等調(diào)查研究顯示，中國(guó)131個(gè)主要湖泊中有67個(gè)呈富營(yíng)養(yǎng)化，水體污染的危害嚴(yán)重；同時(shí)，隨著水體污染治理的重要性日趨顯現(xiàn)，而與之相關(guān)的治理技術(shù)仍然發(fā)展緩慢。

目前植物組合一般都以人工濕地的形式表現(xiàn)，也是控制污染的重要技術(shù)之一。人工濕地是20世紀(jì)70年代末發(fā)展起來(lái)的一種新型污水自然生態(tài)處理技術(shù)，其建設(shè)投資少、運(yùn)營(yíng)操作成本低、自然性優(yōu)越、去除氮磷能力強(qiáng)及凈化效果好等特點(diǎn)。作為一種具有園林綠地和景觀效果功能的水處理設(shè)施，已經(jīng)成為具有特色的新型污水處理技術(shù)，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。水生植物是人工濕地的重要組成部分，可以利用自身生長(zhǎng)的特性直接吸收污水中的氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；與之同時(shí)植物根系分解釋放的酶等物質(zhì)也可直接降解污染物，且降解速度非?？?；植物還可以吸附和富集重金屬及一些有毒有害物質(zhì)。查閱相關(guān)文獻(xiàn)已有相關(guān)水生植物對(duì)污水的凈化作用已被實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明，而且還發(fā)現(xiàn)不同的水生植物組合對(duì)氮和磷的去除效率是不同的。本文在收集各種不同水生植物處理效果的基礎(chǔ)上，隨機(jī)對(duì)各種水生植物進(jìn)行分類組合，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為今后的水體污染生態(tài)修復(fù)的研究提供參考依據(jù)。

1 水生植物在水體污染生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用

水生植物在水體中與動(dòng)物、微生物共同作用，在水體營(yíng)養(yǎng)控制方面可以發(fā)揮重要作用，可以有效地吸收水體中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這樣不僅可以凈化水質(zhì)還可以為其它水生生物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，維持水體的生態(tài)平衡，控制水體污染的進(jìn)一步發(fā)展。不同水生植物對(duì)水體中的污染物及富營(yíng)養(yǎng)成分凈化的效果差異較大，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，一種水生植物對(duì)水體中的某一項(xiàng)指標(biāo)去除效果較好，而對(duì)其他指標(biāo)的效果相對(duì)較差。針對(duì)水生植物對(duì)水體中氮磷的凈化有明顯的效果，但多種植物的不同搭配對(duì)水體中氮磷的凈化率的影響研究則相對(duì)較少。

1.1 不同水生植物對(duì)水體污染生態(tài)修復(fù)的應(yīng)用

Gerberg等研究發(fā)現(xiàn)水質(zhì)中氨氮的質(zhì)量濃度為24.7mg/L時(shí)，蘆葦對(duì)其清除能力明顯高于香蒲。Reddy等研究發(fā)現(xiàn)夏季和冬季時(shí)，鳳眼蓮、浮萍和水篩等水生植物除氮效果不同。吳建強(qiáng)等選取美人蕉、黃菖蒲、再力花和千屈菜4中常見(jiàn)植物作為研究對(duì)象，再力花對(duì)氮的吸收能力最強(qiáng)，美人蕉對(duì)磷的吸收能力最強(qiáng)。姚瑤等選用金魚(yú)藻、苦草、大苦草、黑藻、矮慈姑和皇冠草等6種不同沉水植物研究其對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化氮磷的凈化效果，其結(jié)果表明，隨著植物培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，6種沉水植物對(duì)水體氮的凈化效率降低，除金魚(yú)藻外，其他5種沉水植物對(duì)水體磷的凈化率增加，苦草對(duì)氮磷均有較好的凈化效果。王旭明等利用水芹菜凈化污水，發(fā)現(xiàn)3d內(nèi)水芹菜對(duì)氮磷的吸收率分別達(dá)到66.7%和73.7%，而且去除率隨溫度的升高還會(huì)增加。魏東慧等以燈心草、輪藻和水田芥等作為研究對(duì)象，研究了其在兩種不同程度氮磷水體中的生長(zhǎng)狀況及化學(xué)耗氧量的凈化效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，在輕度氮磷富營(yíng)養(yǎng)化水體中，水田芥去污效果最好，在重度氮磷富營(yíng)養(yǎng)化水體中燈心草效果最好。

1.2 不同水生植物組合對(duì)水體污染生態(tài)修復(fù)的應(yīng)用

相關(guān)文獻(xiàn)記載的研究表明，多種水生植物組合比單一水生植物能更好的對(duì)水體起到更好的凈化作用，因?yàn)槊糠N水生植物各有其特點(diǎn)，對(duì)凈化對(duì)象產(chǎn)生不同的凈化作用；隨著水生植物的生長(zhǎng)發(fā)育，附著在其表面的微生物群落也會(huì)發(fā)生變化，依靠水生植物與微生物之間的共同作用及微生物間的相互復(fù)雜關(guān)系，共同來(lái)完成對(duì)水體的凈化。彭婉婷等研究表明，不同的水生植物組合顯示出對(duì)氮磷具有很好的凈化效果，并且能夠長(zhǎng)期維持其效果。在8種水生植物組合中，睡蓮+再力花組合對(duì)氮氨去除率效果為92.29%，睡蓮+馬蹄蓮+茭白+菖蒲組合對(duì)氮氨去除率效果為95.50%，對(duì)總磷的去除效果最好的組合為睡蓮+再力花+鳶尾，較無(wú)植物對(duì)照提高了43.73%。

2 不同水生植物組合初步設(shè)計(jì)研究

2.1 水生植物的基本分類

按生長(zhǎng)環(huán)境條件水生植物可分為水生、濕生、沼生三類；按植物生活條件類型可分為挺水型、浮葉型、沉水型和漂浮型；按植物生長(zhǎng)類型可分為草本類、灌木類、喬木類。

2.2 水生植物組合選擇與初步設(shè)計(jì)

2.2.1 水生植物選擇的基本要求

水生植物的選擇應(yīng)遵循下列原則：根系發(fā)達(dá)、輸氧能力強(qiáng)；適合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境，優(yōu)先選擇本土植物，生命力強(qiáng)、耐污去污能力強(qiáng)；抗凍、抗病害能力強(qiáng)；易管理，可產(chǎn)生一定的景觀效果；有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和大面積大范圍推廣性。根據(jù)上述特性，初步篩選的常用水生植物有蘆葦、香蒲、菖蒲、水蔥、茭白、黑麥草、美人蕉、燈芯草、水芹等。

2.2.2 水生植物組合的初步設(shè)計(jì)要點(diǎn)

①挺水植物、浮水植物、沉水植物的組合形式。魯敏等研究表明，不同類型的水生植物組合能有效去除水體中的富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；蘆葦、香蒲、荷花、輪藻等水生植物群落組合對(duì)水體中的富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮磷去除效果較好；蘆葦、香蒲、荷花、輪藻、金魚(yú)藻等水生植物群落組合對(duì)水體中溶解性氨氮的去除效果最好；蘆葦、香蒲、荷花、蓖齒眼子菜等水生植物群落組合對(duì)水體中的溶解性硝態(tài)氮和總磷的去除效果好。②季節(jié)性植物和常綠性植物進(jìn)行組合形式；兼顧美觀特點(diǎn)和處理效果好的組合形式。③按照去污種類效果不同的水生植物組合形式。

3 結(jié)語(yǔ)

由于水體污染的日益嚴(yán)重已經(jīng)逐步影響到我們生存、生產(chǎn)及生活的環(huán)境條件，水生植物組合系統(tǒng)的研究漸漸成為科技工作者的重要研究課題。在以往的研究文獻(xiàn)記載中，水生植物組合系統(tǒng)對(duì)比單一水生植物在去除氮磷、重金屬鉻及其他富營(yíng)養(yǎng)化污染物更具有優(yōu)勢(shì)，其原理在于不同水生植物對(duì)于不同的水體富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)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鉻，所以在使用多種水生植物組合時(shí)，可以彌補(bǔ)單個(gè)水生植物的單一特性，多種水生植物組合具有更合理的生物多樣性，會(huì)更好的保持生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，相互制約相互配合，防止一種或多種植物生長(zhǎng)過(guò)快而影響生態(tài)環(huán)境，還可以減少病蟲(chóng)害，提高植物成活率等。不過(guò)水生植物組合對(duì)水體污染的控制還遠(yuǎn)不止這些，還需要更進(jìn)一步的研究試驗(yàn)，在歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上為應(yīng)用和推廣提供科學(xué)依據(jù)。

X173

A

1005-7897（2017）24-0207-02

2017-11-1