探究大型水生植物對(duì)污染水體的凈化作用

毛法林

摘要：大型水生植物對(duì)水污染治理有著積極意義，其能夠通過物理特性對(duì)水中化合物進(jìn)行吸附、過濾和沉淀，也能夠通過其化學(xué)特性對(duì)水中的態(tài)氮和磷等進(jìn)行吸收和利用。同時(shí)，微生物在水體凈化過程中也有重要作用。當(dāng)前，相關(guān)研究人員逐漸認(rèn)識(shí)到大型水生植物對(duì)污染水體的凈化作用，并采取相關(guān)措施對(duì)其進(jìn)行綜合應(yīng)用，有利于營造純凈的水源環(huán)境。

關(guān)鍵詞：大型水生植物；污染水體；凈化作用

中圖分類號(hào)：X52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2016）13-257-02

引言

相關(guān)人員一般應(yīng)用生化二級(jí)處理方法、換水法和化學(xué)法對(duì)水體污染進(jìn)行處理，但是其不具備經(jīng)濟(jì)層面的優(yōu)勢，并且容易導(dǎo)致二次污染，適用范圍很窄。上世紀(jì)七十年代，研究人員逐漸認(rèn)識(shí)到水生植物對(duì)水體污染的凈化作用，并對(duì)其進(jìn)行嘗試和應(yīng)用。植物的抗毒性比較強(qiáng)，對(duì)土壤中高濃度污染物具有適應(yīng)性，因此其能夠?qū)λw和土壤中的污染物進(jìn)行吸收和降解，達(dá)到凈化水體的作用。大型水生植物的生長環(huán)境比較復(fù)雜，其一般處于水一泥、水一氣、水一陸界面，能夠有效調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)，具有凈化作用和經(jīng)濟(jì)效益的雙重優(yōu)勢，有利于湖泊生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

1.大型水生植物對(duì)污染水體的凈化作用

1.1促進(jìn)懸浮物的沉降

物理作用。大型水生植物以其茂密的植被和旺盛的生命力對(duì)水流和風(fēng)浪進(jìn)行抑制，進(jìn)而使水中懸浮物下降，有效避免底泥中顆粒物的再次懸浮。研究人員通過相關(guān)試驗(yàn)表明，采用人工方式對(duì)沉水植物的空間生態(tài)位進(jìn)行扶持，提高其種群優(yōu)勢，能夠?qū)腋∥餄舛冗M(jìn)行有效降低，改善水體環(huán)境，提高水體透明度和可見度，達(dá)到良好的水體凈化效果。

化學(xué)作用。大型水生植物的特性使其根部能夠釋放氧氣，形成根部氧化區(qū)，有效遏制了底泥上浮，使水生植被的水體可見度比較好。植物生長過程中會(huì)分泌和釋放大量的有機(jī)物，其內(nèi)部含有豐富的氨基酸和有機(jī)酸。加之其根系表皮細(xì)胞受到微生物的影響，對(duì)富里酸和胡敏素等腐殖質(zhì)進(jìn)行分解。腐殖質(zhì)和分泌物內(nèi)部含有羥基、酚羥基和芳環(huán)結(jié)構(gòu)等，達(dá)到良好的化合物吸附效果。根系會(huì)對(duì)不溶性膠體進(jìn)行粘附和吸附，對(duì)水流中的懸浮物和有機(jī)碎屑進(jìn)行沉降。

1.2吸收和分解污染物

氮磷吸收。氮磷是植物體中不可或缺的重要組成部分。大型水生植物的生長速度和氮磷含量都會(huì)對(duì)其自身的吸收效果產(chǎn)生影響。不同植物種類和同一植物中的不同器官，其吸收能力也存在一定的差異性。相關(guān)人員通過研究植物根系分泌物和脫氮及COD去除之間的關(guān)系，得出結(jié)論：相同的凈化周期內(nèi)，美人蕉與茭白相比，前者對(duì)污水TN的去除效果更好。相較于茭白根系，美人蕉根系在有機(jī)碳分泌上更具優(yōu)勢。其使氮具有良好的反硝化去除效果。污水中富含氮和磷，水生植物對(duì)其具有很好的去除效果。馬來眼子菜和苦草具有良好的去氮和去磷效果，二者的去除率分別能夠達(dá)到86.6%和90.8%。相關(guān)人員要對(duì)大型水生植物進(jìn)行明確的了解，對(duì)其相關(guān)特性進(jìn)行研究。

重金屬吸收。水生植物能夠?qū)ζ渖L過程中所需要的N0、Cu、Zn、Ni等金屬進(jìn)行吸收，也能夠?qū)ιL非必需的Pb、Cd、Cr等進(jìn)行吸收。相關(guān)研究人員通過不同植物對(duì)Cd、Pb、Zn的吸收情況進(jìn)行研究，得出結(jié)論：藻類植物、草本植物和母本植物都能夠?qū)χ亟饘龠M(jìn)行很好的富集。藻類植物能夠通過對(duì)重金屬進(jìn)行吸附，達(dá)到良好的水體凈化效果。例如，褐藻對(duì)Au的吸收量能夠達(dá)到400mg·g^-1綠藻對(duì)不同種類重金屬離子的去除率能夠達(dá)到80%-90%。而草本植物鳳眼蓮對(duì)鋅的吸收率也能達(dá)到80%，并且其在植物體內(nèi)部具有較長的保存時(shí)間。中國的植被資源比較豐富，不同地區(qū)要結(jié)合自身的植被特點(diǎn)和優(yōu)勢，對(duì)水生植物進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，對(duì)污染水體起到良好的凈化作用。同時(shí)，不同的水生植物對(duì)重金屬的耐性也有所不同，其耐性與重金屬吸收率成正相關(guān)。

有機(jī)物吸收和降解。當(dāng)前，農(nóng)藥和工業(yè)化學(xué)物對(duì)我國水資源的污染比較嚴(yán)重，使我國存在嚴(yán)重的資源危機(jī)。當(dāng)這些污染物通過水體進(jìn)入植物體內(nèi)后，會(huì)借助不同的代謝機(jī)制，進(jìn)行富集、轉(zhuǎn)化和完全降解。水生植物對(duì)有機(jī)物處理種類比較多樣化，其除了對(duì)有機(jī)物進(jìn)行直接吸收和分解之外，也能夠借助根系對(duì)有機(jī)酸等物質(zhì)進(jìn)行分泌，進(jìn)而對(duì)水生植物根系的微生物活性進(jìn)行刺激，從而對(duì)有機(jī)物進(jìn)行講解。相關(guān)研究表明，與美人蕉相比，茭白對(duì)污水COD具有良好的處理效果。相關(guān)人員要對(duì)水生植物的特性進(jìn)行科學(xué)合理的分析，結(jié)合水體污染源對(duì)水生物的種植種類進(jìn)行選擇和搭配。

1.3抑制藻類生長

資源競爭抑制。大型水生植物和浮游藻類生長都離不開光照和無機(jī)營養(yǎng)，在同一生存環(huán)境下，這兩類植物通過競爭獲取自身的營養(yǎng)。以藻類光能競爭為例，挺水植物、漂浮植物和浮葉植物居于絕對(duì)優(yōu)勢，沉水植物相對(duì)較弱。鳳眼蓮能夠抑制藻類的生長，進(jìn)而對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化。首先，浮游植物具有良好的營養(yǎng)物質(zhì)吸收能力和光能應(yīng)用能力。大型水生植物對(duì)光照進(jìn)行遮擋，嚴(yán)重阻礙了水體中藻類對(duì)光照的吸收以及其自身的繁殖。其次，大型水生植物具有生命周期和營養(yǎng)儲(chǔ)存及吸收方面的優(yōu)勢，其對(duì)氮和磷的儲(chǔ)存也比較穩(wěn)定。比如，在西湖種植聚草和茜草等水生植物，能夠達(dá)到良好的水質(zhì)凈化效果，提高水體透明度。同時(shí)，其浮游植物數(shù)量也大量減少，為游客提供了良好的水體環(huán)境。

釋放抑藻化感物質(zhì)。部分水生植物能夠產(chǎn)生酚和生物堿等化感物質(zhì)，對(duì)藻類生長進(jìn)行抑制。如果化感物質(zhì)濃度比較高，會(huì)增加藻細(xì)胞體積和細(xì)胞內(nèi)部油滴，對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和顏色產(chǎn)生影響，進(jìn)而抑制其生長。以石菖蒲為例，其對(duì)藻類生長具有很好的抑制效果。石菖蒲通過根系對(duì)水體分泌化合物質(zhì)，對(duì)藻類生長環(huán)境進(jìn)行破壞。同時(shí)，借助培植石菖蒲的水對(duì)藻類進(jìn)行培養(yǎng)，能夠削弱其光合速率和細(xì)胞還原TTC能力。藻類是影響水體環(huán)境的重要因素。相關(guān)研究人員要注重對(duì)其特性進(jìn)行研究，進(jìn)而對(duì)水生植物進(jìn)行科學(xué)合理的搭配，抑制藻類生長，將水體污染降到最低。

2.結(jié)語

水生植物是河流、湖泊等水資源中的重要組成部分。相關(guān)人員要認(rèn)識(shí)到水生植物對(duì)水體凈化的重要作用，結(jié)合水體環(huán)境和其污染情況，對(duì)水生植物進(jìn)行科學(xué)合理的選擇和搭配，以達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益和景觀美化效果。當(dāng)前，相關(guān)研究部門僅限于對(duì)單一水生物凈化能力進(jìn)行研究，不重視對(duì)多種水生植物群落對(duì)水體的凈化能力進(jìn)行研究。研究人員要認(rèn)識(shí)到多種水生植物搭配對(duì)水體凈化的重要作用，加大研究力度，通過對(duì)大型水生植物進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用和搭配，有效降低水體污染，起到良好的凈化效果。