劉競天，朱纓，陸海峰，俞學煒

摘要：當前環(huán)境污染尤其是水體、大氣污染日益嚴重，植物凈化環(huán)境、治理污染的作用越來越受到重視。本文以鳳眼蓮、蘆葦、香蒲、菖蒲、蘆薈、松柏為代表，就藥用植物在凈化改良環(huán)境方面的特點與應用進行了分析及比較，以期能加深針對藥用植物與生存環(huán)境之間相互作用的研究及開拓藥用植物在改善治理環(huán)境污染方面的應用。

關鍵詞：六類藥用植物；抗污染；環(huán)境改善

基金項目：2014年江蘇省高校哲學社會科學研究一般項目資助，項目編號2014SJB598

中圖分類號： S567；S688 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.08.057

植物改善環(huán)境的實例很多，本文就鳳眼蓮、蘆葦、香蒲、菖蒲、蘆薈、松柏六類藥用植物進行應用比較。

1 藥用植物對水體污染的改善作用

1.1 沉水植物對水體污染的改善

過去湖水富營養(yǎng)化十分嚴重，當時由于種種原因造成沉水植物大量消失，水生植物群落的構成遭到了極大破壞，漂浮植物漸漸變?yōu)榈械奈ㄒ粌?yōu)勢群落，由于其生長毫無節(jié)制，以致湖水中溶解氧不斷被消耗，長期得不到補充。漂浮植物雖具備較好的吸收氮、磷元素的能力，但過于繁盛帶來了可怕的后果，那就是漂浮植物一旦出現大量死亡腐爛，即會造成二次污染，反而加重了水體的富營養(yǎng)化。

通常來說，對于不同類型、品種的水生植物，人們發(fā)現漂浮植物的吸收能力要好過挺水植物，沉水植物的吸收能力最差。但是在生態(tài)系統(tǒng)中，沉水植物能起到穩(wěn)定底泥，提高水質的作用。較之其外無沉水植物的分布區(qū)，沉水植物分布區(qū)內，其總磷、氨氮、COD、BOD的含量通常極低。沉水植物生物量龐大，不斷與環(huán)境交換著宏量的物質與能量，形成了巨大的環(huán)境容量和強大的自凈能力。大型沉水植物則通過根部吸收，因而比浮水植物具有更有效的富集氮磷的能力。經過實地檢測發(fā)現，生長有大量蘆葦的水體對污染物質的去除率可達90%以上，而沒有蘆葦的水體，僅能達到30%～70%。

1.2水生植物對水體污染的改善

由于大量的營養(yǎng)元素排入到更新周期長的地表水體，使藻類等生物大量生長繁殖，水中有機物增長遠超過消耗，有機物積蓄，破壞水生生態(tài)平衡。富營養(yǎng)化引起藻類爆增，氧氣驟減，造成水體透明度降低，組織缺氧使大型植物退化，減少了植物的多樣性。反之，水生植物的穩(wěn)定底泥、抑藻抑菌等作用，對改善水質具有重要的實踐意義，有些水生植物有吸收過量營養(yǎng)物質的特性，可降低水體營養(yǎng)水平，并減少魚類所引起的沉積物重懸浮，降低濁度。利用水生植物吸收富集水體中過剩元素是治理和抑制湖泊富營養(yǎng)化的有效方法之一，具有高效、低耗、低費、可持續(xù)和自我更新性強等優(yōu)點，也是目前生態(tài)和生物方法中的常用技術。當前，部分國家已經嘗試使用水生植物（包括藥用植物）污水處理系統(tǒng)來改善富營養(yǎng)化水質，包括蘆葦、鳳眼蓮、香蒲等許多種類，這些藥用植物可依據污染物性質和氣候條件進行適當的選栽。

在水生植物針對河體中氨氮、COD、總氮和總磷的凈化研究中，人們發(fā)現蘆薈等植物處理某段污水均體現出較好的改良效果：但無論是在COD、氨氮污染物凈化方面，還是在總氮、總磷凈化方面，蘆薈的處理效果都是最佳的。菖蒲具有較強的適應能力，對氮磷污染物也具有一定的去除能力，氮磷累積量與植物生物量成正比：寬葉香蒲的生活能力強，對污水的凈化效果表現好，而且生長期長；寬葉香蒲對氨與氮的去除性能好、對磷有一定的去除作用；菖蒲、寬葉香蒲去除COD的效果最好，達90%左右。磷循環(huán)可能需要依靠大型植物的調控，水體底泥中磷的枯竭會導致香蒲減少，若其后泥中磷再次顯著的增加又可使香蒲重現。

農田退水后湖泊水質空間分布發(fā)生了變化，人們研究發(fā)現空間上分布不同的蘆薈與菖蒲對凈化效果施加了重要的影響。水生植物對其中的BOD5、CODcr、氨氮、總磷均具有較好的降低作用，其中對BOD5速率降低得最顯著，而對總磷的降解率較低，綜合污染大約整體下降30% 以上，可見蘆薈、菖蒲對農田退水具有很好的改良效果。

1.3 水生植物根系微生物與鳳眼蓮等植物有明顯的協同凈化作用

植物凈化水體是以大型水生植物為主體，植物和根區(qū)微生物共生，產生協同效應，合作凈化污水的。某些水生植物，可以借助通氣組織將氧氣從葉片輸送到根部，并擴散至水中，供周邊微生物，尤其是根際微生物呼吸和分解污染物之用。鳳眼蓮等植物根部，吸附有龐大的浮游生物和微生物，顯著增加了生物多樣性，并使各種類型污染物逐次得以處理。利用固定化氮循環(huán)細菌技術，可使氮循環(huán)細菌不斷在水域中擴散，影響水生植物根部的微生物數量，接著通過硝化—反硝化作用，漸進加強水生生態(tài)系統(tǒng)自凈能力和強化自然水體除氮能力。這對進一步研究健康水生生態(tài)系統(tǒng)退化機理及加以修復具有重要意義。

某些藥用水生植物，例如香蒲，亦能抑制浮游植物，進而降低藻類的存量。水生高等植物明顯抑制藻類的作用主要包括，使藻類數量急劇下降和促進藻類群落結構改變。雖然水生植物與藻類在營養(yǎng)、光照、生存空間等方面存在競爭，但除人工控制和低溫等條件下，一般是水生植物生長更占優(yōu)勢。藻類與大水生植物之間互生互克的作用在污水處理和水體生態(tài)改良方面有不容忽視的應用潛力。

野外與實驗室研究表明，鳳眼蓮等植物通過根系向水中分泌一系列有機物，其在水中含量極微時即可干擾藻類的生理生化、形態(tài)和繁殖，使藻類數量明顯降低?！跋闫亚秩胧街卫怼钡囊粋€重要機理就是向周圍環(huán)境中釋放植物毒素——利用植物分泌物和植物周圍的微生物與藻類間相生相克的關系，去除藻類。這對于富營養(yǎng)化防治、水生態(tài)系的恢復和重建具有極大的意義。蘆葦也能對浮游藻類的生長起到一定的抑制作用。

1.4 利用植物對重金屬污染點位進行修復

在工業(yè)高速發(fā)展的今天，含有重金屬離子的廢水的產生與擴布越來越嚴重。重金屬已成為最重要、最常見的污染物之一。與有機物不同，重金屬不能被微生物所降解，只有通過生物的吸收并移除得以從環(huán)境中清理掉。植物具有生物量大且易于后處理的長處，因此利用植物對重金屬污染位點進行修復，是解決重金屬污染的有利選擇。植物對重金屬污染位點的去除修復有三種方式：植物揮發(fā)，植物固定和植物吸收。某些藥用水生植物對重金屬Zn、Cr、Pb、Cd、Co、Ni、Cu等有顯著的吸收與積累能力。諸多研究表明，環(huán)境中的重金屬含量與植物組織中的重金屬含量成正相關，因此也可以通過分析植物體內的重金屬含量來指示警戒環(huán)境中的重金屬水平。

在鳳眼蓮對重金屬吸收和富集特征的研究中，通過試驗得到，與挺水植物相比，鳳眼蓮富集重金屬的能力更好，其根系部分重金屬含量最高。以As為例，鳳眼蓮根部As含量為10310mg/kg，由此遴選出鳳眼蓮為水生植物中As富集型植物。菖蒲類植物對重金屬也有一定的吸附作用。它們通過生理系統(tǒng)吸收水體環(huán)境中的重金屬污染物或降低重金屬污染物的毒性，從而減弱水體毒性，修復水體。菖蒲類根部富集系數大于莖葉且沉水植物大于漂浮與挺水植物。

1.5 某些藥用水生植物對于有機污染物質的降解有幫助

水生植物固然可吸收和富集部分分子量不大的有機污染物，但更常見的是通過加速污染物沉淀和加強微生物分解作用來凈化改善水體。例如，農業(yè)污染是一種“非點狀源”的成片污染，農藥是農業(yè)污染物之一，常常是成片出現。

不少藥用植物可以消除水體中諸多的有機污染素，因此具有重要的生態(tài)恢復功能。例如，蘆葦擁有凈化水中的有機懸浮物的能力；鳳眼蓮繁殖迅速，耐污能力好，并對有機毒性物多環(huán)芳香烴有較強的吸收與改善作用。水葫蘆（鳳眼蓮）等5種水生植物，均易受到萘的損傷，并依萘濃度的升高而受損程度加深，其中水葫蘆（鳳眼蓮）受害程度最輕微，因此水葫蘆（鳳眼蓮）可作為首選對象凈化水中的萘污染。鳳眼蓮還對水中部分放射性元素吸收迅速。

水生維管植物對有機污染物的處理方式包括附著、降解、吸收、積累等。水生維管植物因其巨大的體表面積能夠吸附水中諸多有機物，相對減少其濃度；盡管這個過程中不可能根本消除有機物，甚至隨時反向將其再次釋放入水，但在一個相對期間內，還是可以大體上對水體起到凈化改良作用的。水生維管植物對有機污染物的凈化效果明顯，例如蘆葦、香蒲、鳳眼蓮等可去除石油廢水的有機污染物達95%以上。

1.6 改善水體的實例

部分藥用植物沼澤有不錯的經濟價值及生態(tài)效應，可凈化污水、改善水質，已越來越被人們作為污水和廢水排放的便利場所。水生藥用植物不僅可用于生活污水的處理，還可應用于行業(yè)廢水的處理。國內有人用鳳眼蓮凈化石化廢水，用香蒲凈化礦山廢水，用蘆葦床處理爆炸污水，用香蒲蘆葦床處理水藻毒素水體，均取得良好效果。藥用植物沼澤對稀釋的有機廢水具有較強的凈化潛力，其底泥可作為重金屬的沉積地。有人采用蘆葦塘、香蒲塘和水葫蘆（鳳眼蓮）塘的串聯系統(tǒng)，有效地處理了地熱尾水。

鳳眼蓮，又名水葫蘆、水浮蓮等，其繁殖快，是一種凈化污水、美化環(huán)境的理想水生植物。蘆葦，又稱葦子，禾本科蘆葦屬，播種或分株繁殖，耐污與凈化能力強。

一直以來，有學者不斷對活水公園的凈化效果進行探究，在活水公園蘆葦、香蒲、傘草三種不同挺水植物對污水凈化效果的實驗中發(fā)現，相同水力負荷下三種植物對污染水體中的CODcr與BOD5平均去除率的順序都是蘆葦>香蒲>傘草，總的來說，蘆葦對污染水體的凈化效果較高，再者是香蒲。

2 藥用植物對大氣的改善作用

植物葉片吸收大氣中有毒物質的數量是很巨大的，以葉片硫積累量增值為例，其增值大小，可能代表了該種植物吸收二氧化硫能力的強弱。像女貞、合歡、夾竹桃、樟樹等藥用植物對的吸收量就比較大，凈化效果明顯。

藥用植物除能吸收大氣中的二氧化硫外，還能吸收如氯氣、氟化氫、氮氧化物等其他有害氣體，其吸收原理與二氧化硫的吸收基本相似。試驗證明，對二氧化硫抗性強的植物主要有側柏、白皮松等約80種；對氟化氫抗性強的植物主要有白皮松、側柏等約40余種，唐菖蒲對氟化氫等有毒氣體敏感可作為大氣監(jiān)測花木；對氯氣抗性強的植物主要有檜柏、白皮松等近30種。大多數植物都能吸收臭氧，而可以吸收甲醛的植物有蘆葦等。

松柏類植物抗污染能力最強。馬尾松，俗稱叢樹，分泌的松脂被氧化后放出低濃度臭氧，可改善空氣。馬尾松吸塵能力極好，1棵成年松每年可吸附成噸的灰塵。柏樹，它能吸收大氣中的二氧化硫和氯氣等有害氣體，適合種植于制藥廠、煉油廠、塑料廠、化纖廠等區(qū)域內。柏木枝葉有芳香味，能分泌揮發(fā)性抑菌和殺菌物質，可殺死或抑制空氣中的病菌。側柏，對二氧化硫、氯氣、氟化氰等有較強抗性，具有殺菌吸毒滯塵的功能，其枝葉能分泌一種殺菌物質，可殺死肺結核，痢疾桿菌等病原微生物。龍柏，能抵抗氟化氫、二氧化氮、氯氣、氯化氫等有毒氣體，吸收能力好，抗性強，在氯氣源附近能正常生長，距氟污染源50米處仍狀態(tài)較佳，無明顯受害癥狀。

蘆薈可吸收一氧化碳、二氧化碳等有害氣體，尤其對甲醛吸收特別強。一盆蘆薈曾經在4小時內消除1立方米空氣中90%的甲醛。蘆薈還有一定的吸收異味作用，作用時間較長，并能殺滅空氣中的有害微生物，吸附灰塵，有利于凈化居室環(huán)境。當室內有害空氣過濃時，蘆薈葉片就會出現警告性的斑點；若再增加蘆薈的數量，室內空氣質量又會趨于正常。與蘆薈類似的龍舌蘭，在10平方米左右的房間內，可消滅70%的苯、50%的甲醛和24%的三氯乙烯。

3 結語

綜上所述，6種藥用植物鳳眼蓮、蘆葦、香蒲、菖蒲、蘆薈、松柏在改善環(huán)境上各有特點，鳳眼蓮、蘆葦、香蒲、菖蒲偏重于對水體污染的治理與改善；菖蒲、蘆薈可監(jiān)測并改善大氣污染，松柏側重于大氣環(huán)境的治理。要更好地開發(fā)利用這些藥用植物，充分地發(fā)揮其保護環(huán)境的作用。

參考文獻

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作者簡介：劉競天，碩士，講師，研究方向：藥學、專業(yè)外語教學。