□張 賽

（福建農(nóng)林大學(xué) 福建 福州 350001）

水生植物是指能夠在水中長時間正常生活的植物，如菖蒲（Acorus calamus）、再力花（Thalia dealbata）、蘆葦（Phragmites australis）等[1]。水生植物通常具有發(fā)達(dá)的通氣組織和很強的滲透調(diào)節(jié)能力，以保持水分平衡和生命活動所需的氧氣。水生植物具有繁殖速度快、分布范圍廣、用途大等優(yōu)點[2]。

人工濕地系統(tǒng)是指由人為因素形成的濕地，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進(jìn)行處理[3]。濕地水生植物對水體的凈化主要通過以下作用機理實現(xiàn)。

1 吸收、吸附、富集作用

1.1 N、P元素被吸收

水生植物在生長發(fā)育過程中，會吸收大量的N、P元素，同化為自身結(jié)構(gòu)[4]。其中，N元素被植物吸收轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)和有機氮，P元素被植物吸收和同化為核苷酸等有機分子。當(dāng)植物從原生長環(huán)境被清除時，那些存在于植物體內(nèi)的有機物質(zhì)也被移除，從而達(dá)到凈化的目的[5]。水生植物在這個過程中扮演著一個載體的角色，氮磷污染物通過水生植物被帶出水生生態(tài)系統(tǒng)中，從而維持生態(tài)系統(tǒng)平衡。

1.2 重金屬因子被滯留

污染水中包含了 Mn、Cr、Zn、Fe 等重金屬的離子，這些離子有的致癌、有的致畸，會對環(huán)境和人類生命安全造成嚴(yán)重危害。可以通過一些水生植物對重金屬的吸收來減少其在環(huán)境中的含量。水生植物的根系通過分泌有機酸或植物螯合物，使游離在根系周圍的重金屬離子發(fā)生螯合作用，滯留在根系周圍，從而降低重金屬對水體造成的污染[6]。

2 吸附、過濾、沉降作用

懸浮顆粒是造成水體污染的重要因素之一。水生植物具有很多不定根，增加了根系對懸浮顆粒的吸附能力。同時，水生植物體表面的腺毛和粘液也大大增加了其對懸浮顆粒的吸附力。

水生植物發(fā)達(dá)的根系，使近土壤或水體表面的風(fēng)速降低，懸浮固體沉降[7]。植物的根系可以分泌出大量的有機酸、活性酶等化學(xué)物質(zhì)，對含各種基團(tuán)的化合物具有較強的吸附能力，從而達(dá)到對水環(huán)境的凈化作用。

3 克藻作用

在水體中，水生植物和藻類的種間關(guān)系是競爭。競爭能力有強有弱，競爭同一資源的兩個物種不能長時間共同生存，最終會有一個物種走向滅亡。水生植物的生長周期比藻類長，植株比較高大，遮住了藻類的陽光，使藻類不能進(jìn)行光合作用，進(jìn)而不能產(chǎn)生生長過程中所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，所以水生植物的競爭優(yōu)勢比較大。其結(jié)果就是抑制了藻類的繁衍，進(jìn)一步凈化了水體。某些水生植物還會分泌出不利于周圍藻類生長的分泌物，從而破壞藻類的正常生理代謝。

4 與微生物的協(xié)同作用

研究發(fā)現(xiàn)，水生植物通過植物體莖干和根系將植物光合作用產(chǎn)生的氧氣以及空氣中的氧氣運輸?shù)礁?，通過根系釋放到周圍缺氧的環(huán)境中，為微生物的生長創(chuàng)造出一種氧化態(tài)的微環(huán)境，能夠同時滿足好氧、兼性和厭氧3種微生物生長發(fā)育過程。在水生植物的協(xié)同作用下，微生物擁有了適宜的生活環(huán)境場所，微生物能夠進(jìn)一步降解污水中的營養(yǎng)物質(zhì)。

5 結(jié)束語

長期以來，國內(nèi)外學(xué)者對水生植物的凈化機理以及不同植物的凈化效率做出研究和探討，但對不同植物配置的凈化效果沒有做充分的研究。未來對濕地水生植物凈化作用及其應(yīng)用的研究應(yīng)該重視以下兩方面：一是根據(jù)不同濕地植物的生長特性，進(jìn)行種類選擇和合理配置，從而提高人工濕地的凈化能力；二是通過對人工濕地常用植物不同配置方式的研究，探索不同配置方式對污染水質(zhì)凈化效率的高低，尋找對人工濕地凈化系統(tǒng)有效的植物配置方式。