植物修復在水環(huán)境污染控制中的經(jīng)濟效益分析

陸惠萍

摘要： 植物修復技術的研發(fā)及應用，為解決水環(huán)境污染帶來了新的生機，相關部門應加強該技術在實踐工作的中的應用。本文就植物修復技術展開應用方法的探討，以期給當?shù)丨h(huán)境帶來改善，提高地區(qū)經(jīng)濟、功能、社會效益。

Abstract： The research and application of phytoremediation technology has brought new vitality to solve the problem of water pollution. Relevant departments should strengthen the application of this technology in practice. In this paper， the application method of phytoremediation technology is discussed in order to improve the local environment and improve the economic， functional and social benefits of the region.

關鍵詞： 植物修復；污染；控制；經(jīng)濟；效益

Key words： phytoremediation；pollution；control；economy；benefit

中圖分類號：X5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）18-0190-02

0 引言

重工業(yè)時期創(chuàng)造的工業(yè)文明構成了人類文明發(fā)展史中的重要組成，城市化在該時期得到迅猛的發(fā)展，經(jīng)濟水平也在顯著的提高。但是該時期大量的工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)，帶來了水資源及生態(tài)環(huán)境方面的嚴重問題，平原河網(wǎng)的污染及生態(tài)系統(tǒng)的破壞失衡普遍存在，大量清澈的河流、小溪被工業(yè)生產(chǎn)排出的廢液廢渣污染變得渾濁不堪，在旱季河流斷流的現(xiàn)象頻頻發(fā)生，對平原河網(wǎng)的水環(huán)境帶來嚴重的威脅影響，使社會和地區(qū)的經(jīng)濟影響受到限制，由此開展水體環(huán)境的恢復及保護工作刻不容緩。植物修復技術作為綠色環(huán)保的新技術之一，對促進經(jīng)濟的發(fā)展和水環(huán)境污染治理中具有遠大的社會意義。

1 植物修復技術效益及發(fā)展趨勢

1.1 概念

植物修復技術是以植物的超量積累某化學元素、超耐受性理論為基礎，在環(huán)境污染處理中通過植物或者微生物體系的應用，實現(xiàn)對污染的控制及處理的一種技術。在水環(huán)境污染控制中的應用，則是借助水生植物對水體中的某些有機或者無機污染物的超量積累及超耐受為基礎，通過水生植物及微生物的關系，實現(xiàn)對水環(huán)境污染物處理的一種新生物技術。

1.2 優(yōu)點

在環(huán)境科學研究中，植物修復技術的研究非常具有挑戰(zhàn)性，與物理修復技術及化學修復技術相比具有較多的優(yōu)勢，具體為以下幾點：其一，節(jié)省處理費用，植物修復技術主要在污染現(xiàn)場進行，減少了傳統(tǒng)修復技術中大量設備物資的搬運運輸，也減少了人類在處理中與污染物的直接接觸；其二，對環(huán)境的影響較小，二次污染發(fā)生率及污染物質轉移率較低，污染物處理及控制效果理想；其三，工程造價投入較多，相關工程耗能非常低；其四，在植物的持久性修復作用下，在對水體自凈能力的基礎上，能夠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效應。

1.3 類型

植物修復技術在現(xiàn)階段我國科學技術的推動下，作為一種新型生物技術得到廣泛的應用，并取得了一定的成效。在實際污染處理及控制中對于植物修復技術應用的類型有以下兩種：植物的分解及吸收，植物是生態(tài)環(huán)境中的重要參與部分，受其自身的生長環(huán)境影響，為了提高生存率，會結合自然生長環(huán)境的變化對自身的功能進行調節(jié)和發(fā)展進而形成獨特的功能，因此對于有害物質的抵抗及消除能力較高，借助植物食物鏈原理，在被污染的水中大量種植，能夠通過自身的吸收及降解作用，減輕污染程度。另外是植物的揮發(fā)，植物的光合作用下促使其利用光開展對生產(chǎn)需求的調整，在植物吸收有害物質后，借助光合作用，將污染物向空氣中排放，也可以將不具有揮發(fā)性質的污染物轉化為與空氣結合的氣體，起到對水環(huán)境的污染物的處理，并制造出對水生植物生長有利的物質成分。

1.4 發(fā)展趨勢

通過實踐告訴我們一個道理，“先污染后治理”的治理方式是極其錯誤的，先取得的經(jīng)濟效益再去除治理的成本，不僅要消耗大量的投資成本，甚至投入大量的環(huán)境治理成本也不能取得好的經(jīng)濟效益效果。提高資源利用率和轉化率是經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的重要組成部分。在能源消費和資源總消費不變的前提下，利用率和轉化率提高，則社會產(chǎn)品的總利用率也將提高。相反，社會產(chǎn)品總量不變，利用率或轉化率提高?？偰芎暮涂偰芎囊矊⑾陆?。因此，提高水環(huán)境污染的利用率和轉化率，對實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化有重要的作用。植物修復技術可以實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，是控制環(huán)境污染的有效途徑，是促進經(jīng)濟發(fā)展之路。

2 在控制水環(huán)境污染中的效益分析

2.1 城市污水處理中水生觀賞植物的效益應用

城市化的發(fā)展使得城市居民數(shù)量逐年升高，對該城市系統(tǒng)正常運轉帶來了較大的壓力，城市污水處理已成為城市發(fā)展中面臨的重要問題之一，經(jīng)相關實驗研究證實，城市污水水體營養(yǎng)富化，重金屬含量超標，在未經(jīng)有效的處理排放至河流、湖泊中加劇了污染的程度，重金屬中毒事件在社會中具有較高的發(fā)生率。在開展城市污水的處理工作中，主要面臨的問題為低濃度重金屬污染處理工作不理想，這是由于重金屬在水體中穩(wěn)定性較高、降解難度較大所致。國內(nèi)外學者關于濕地植物的研究多為蘆葦、燈心草及香蒲等少數(shù)植物?；诔鞘谢l(fā)展的需求，可以借助水生觀賞植物進行城市污水的綜合修復，不僅能夠獲取較理想的污水處理效果，也能夠帶來一定的經(jīng)濟效益。關于水生觀賞植物的應用可以采用玉帶草、澤瀉、黃花鳶尾、石菖蒲、菖蒲及千屈菜六種觀賞性植物，具體的應用方法為下：以上六種植物選苗時，苗株高度為10-15cm，均將根部去土洗凈后，放置與直徑20cm、高度23cm的黑色桶內(nèi)讓其進行適應性生長。桶內(nèi)放置的粗砂在應用前12小時使用鹽酸浸泡并用去離子水進行漂洗，反復5次后在鋪至桶內(nèi)，厚度為12cm。在苗株放置后期間使用去離子水澆灌，水位應高于粗砂8cm。

前文提到的六種植物在相關研究中證實，去氮、磷效果十分顯著，并在種植后能夠快速的適應城市污水，去除效果持續(xù)時間維持較久，這是由于植物的吸收作用及植物對硝化、反硝化原理的共同作用的結果。水生植物的根系能夠吸收大量的營養(yǎng)物質，并將污染物根系中棲息的微生物通過降解作用充分吸收，后者對前者具有推動作用。

2.2 地表水污染中植物修復的效益應用

第一，殘留農(nóng)藥的污染控制。水生植物有面積較大的富脂性表皮，在親脂性的有機氯農(nóng)藥中有較好的吸收作用。可以使用鳳眼蓮，水生植物鸚鵡毛、伊樂藻、浮萍、金魚藻等植物。其中鳳眼蓮對水體中甲基消解硫磷有促進作用，消除硫磷的作用理想。在有殘留農(nóng)藥的水體中通過種植鳳眼蓮，其修復吸收的部位集中在根莖葉組織，由此會積累較高濃度的農(nóng)藥殘留物，進一步降解作用十分有限，在處理鳳眼蓮植株時，應采取適當?shù)霓k法進行處理，避免二次污染的產(chǎn)生。水生植物鸚鵡毛、伊樂藻、浮萍、金魚藻等植物則能夠對殺蟲劑DDT有降解作用，對地表水中的異丙甲草胺濃度有理想的降低作用，解決了DDT引發(fā)的持久性污染問題。

第二，重金屬污染控制。重金屬與有機物的處理方式存在本質的區(qū)別，有機物可以通過降解逐漸消除，重金屬只能從一種形態(tài)轉換為另一種形態(tài)。在應用植物修復技術應用到重金屬污染處理中，相關植物的選擇多為具有能夠對重金屬有超累積或者超耐受作用的植物，或者以植物特定的部位對金屬污染物以離子方式從地表水中吸收，并經(jīng)過植物的處理，或者將金屬通過植物的作用固定在一定范圍的空間內(nèi)，減少其污染物質的擴散。植物修復的原理為：第一，對金屬離子在離子交換和選擇性吸收過程中產(chǎn)生的物理或者化學作用有效處理；第二，給根際微生物提供附著并形成菌落的場合，發(fā)揮微生物群落的作用；第三，根部能夠釋放相關的分泌物，對金屬離子有沉淀作用。

第三，化學爆炸物TNT污染控制。當前應用廣泛的炸藥中成分多為2、4、6三硝基甲苯，在爆炸反應后產(chǎn)生的蒸汽及粉塵具有毒性，其毒性為化合物的20-50倍，人體在吸入1-2g后極易致死。在我國關于TNT污染處理的方法多為使用活性炭及焚燒法，但是活性炭吸附作用有限，其TNT濃度不能降低至理想的水平范圍。而焚燒法不僅具有危險性，還會帶來二次污染，由此開展植物修復技術的應用很有必要，可以選用眼子菜、金魚藻及葛三種水生植物，在濕地周邊栽種楊樹，能夠實現(xiàn)對化學爆炸物TNT污染的降解及修復。

2.3 水環(huán)境生態(tài)修復中水生植物的效益應用

水生植物因其旺盛發(fā)達的根系，種植后與水體的接觸面積大，能夠構成多層密集的過濾層，例如：香蒲，地下根莖能夠形成縱橫交錯的莖網(wǎng)，在地表水流緩慢流過時，重金屬及懸浮性顆粒被阻隔下降。在水生植物根系與水體接觸下，能夠將不溶性的膠體在根系進吸附而沉降，而膠體又能將有機物及水體新成代謝產(chǎn)物有沉降作用，有利于周圍水體變清。在河道兩邊及湖泊緩沖帶、護坡等位置針對性的種植植物，通過植物的吸收、沉降、過濾、降解作用，將水體中的酚、鉿、氰、鋅有機物消除降解，對含有毒物質的雨水有凈化作用，進而降低了水體污染程度。

藻類植物極易造成水體與氧元素含量降低，對水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的平衡維持負面作用較強，借助具有克藻物質的水生植物能夠起到對藻類成長的抑制性作用。例如：石菖蒲水生植物對藻類的葉綠素a有破壞作用，進而影響到其光合作用。在水生植物的生態(tài)圈里還有部分動物棲息，例如以藻類為食的水蝸牛對水體有著凈化作用，提升水體中溶解氧的含量，維持水環(huán)境的生態(tài)平衡。

水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中，水生植物作為水體保持的關鍵生態(tài)因素，多種植物的組合利用改善水體效果顯著優(yōu)于單種植物的應用效果，這是由于不同的水生植物在凈化水體中的作用各不相同，同樣的在植物生產(chǎn)時期內(nèi)，對植物體的不同生長速度及代謝功能也有著較大的區(qū)別。植物群體的生長發(fā)育與植株微型生物的群落有直接的關聯(lián)，微型生物群落的變化又對水體的凈化有關系。因此搭配多種植物的使用，不僅能夠獲取不同生長期的優(yōu)勢，還能維持物種的多樣性，保持水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的持久性平衡。

3 結束語

總而言之，水環(huán)境污染問題的根源不是朝夕而就，治理和控制水環(huán)境污染問題的工作也應在長遠的發(fā)展中堅持不懈。在較長時間發(fā)展中形成的環(huán)境污染問題，已對日常生活及經(jīng)濟發(fā)展帶來極大的負面影響。植物作為生態(tài)環(huán)境之中的重要因素，在環(huán)境保護中的作用十分顯著，能夠對污染物有較好的清除作用。其中間產(chǎn)生的經(jīng)濟效益、功能效益和社會效益核心是治理水污染。因此在做好水環(huán)境污染控制工作，對城市經(jīng)濟發(fā)展有著特殊的意義。

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