城市水體凈化中水生植物的選擇及應用探析

摘要：在實際生活中，利用水生植物來進行水體凈化已經(jīng)得到了廣泛應用?？茖W研究證明，部分水生植物具有極佳的治污能力，不但能夠去除污水中的氮、磷等營養(yǎng)物，還能吸附污水中的金屬離子、有機物等。本文對這些治污水生植物的類型進行了說明，并詳細探討了水生治污植物的作用、應用。

關(guān)鍵詞：城市水污染；水生植物；水體凈化

隨著我國城鎮(zhèn)化得進一步推進，城市污染日益嚴重，大量生活污水、工業(yè)廢水排入城市的地下排水系統(tǒng)并最終進入城市的排污系統(tǒng)，城市排污系統(tǒng)面臨越來越大的壓力。為了減輕城市排污系統(tǒng)負擔，提升城市污染的自凈能力，結(jié)合水生植物的生性特點，利用水生植物來進行水污染治理成為城市管理者思考的一個方向。

1 水生治污植物的主要類型

通過水生植物來進行城市水污染治理的研究已經(jīng)取得了一定的成果。1953年德國馬普學會的賽得通過研究發(fā)現(xiàn)，蘆葦能夠有效吸除污水中的化學物質(zhì)。幾十年來，通過國內(nèi)外研究學者的不懈努力，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量的具有水體凈化能力的水生植物品種，其中主要的是水生維管束植物，其他的還包括水生蘚類植物、高等藻類植物。

1.1 水生維管束類植物廣泛生長在世界各地的江河湖泊，包括挺水植物、浮葉植物、沉水植物、漂浮植物，是富氧水體的最佳凈化水生植物，它們一般具有發(fā)達的水下根系、單體高大等特征。其中常見的挺水植物有蘆葦、水芹、菖蒲、蓮等；浮葉植物有菱、蓮等；沉水植物有聚草、苦草；漂浮植物有蕪萍、水浮蓮等。研究實踐表明，水生維管束植物通過自身的新陳代謝能夠大量吸收污水中的氮、磷等物質(zhì)，附吸懸浮物、重金屬顆粒等，并能夠通過自身的生長優(yōu)勢，抑制水生低等藻類的生長，從而起到凈化水體的目的。水生維管束植物培育簡單，易于成活，人工操作極為簡單，是城市治污植物的首選。

1.2. 高等藻類植物能夠通過自身的調(diào)節(jié)系統(tǒng)以便適應生存環(huán)境的變化。藻類植物在生長過程中可以吸收大量的氮、磷并為水體補充氧氣，減少周邊水體因缺氧導致的惡臭氣味。藻類植物去除水體污染效果明顯，應用范圍及其廣泛，栽培和養(yǎng)育的成本低廉，具有較好的經(jīng)濟效益。

1.3 在我國，蘚類植物品類超過了2800中，其中水生蘚類植物約有四分之一。水生蘚類植物對水體污染極其敏感，在城市水污染治理應用中主要用它來對水體污染的效果進行監(jiān)測。

水生植物研究在我國起步時間較短，研究的方向主要是水生植物品類記錄與歸納、水生植物的景觀研究，水生植物濕地生態(tài)研究，對于水生植物在城市治污領(lǐng)域的研究成果還比較有限。

2 水生植物在水體污染治理中的作用

雖然水生植物治污的研究歷史不過短短的50多年，卻已經(jīng)取得了豐碩的成果，除了在水生治污植物的品類研究、栽培方面，還在治污機理方面取得了重要進展。水生植物的治污能力主要體現(xiàn)在凈化水體上。

2.1 對氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的去除

水生植物主要通過自身生長需要來吸收水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。研究證明，不同的水生植物品類對氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力并不相同。例如菹草去除總磷的能力最高，去除效率高達96%。而草蘆對的去除率最高，不同的水生植物品類相互配合，可以提升整個水體區(qū)域的污染凈化率，例如蘆葦在污水中輸氧能力較強，但去除氮磷的能力不強，可以搭配栽培茭白，因為茭白對氮磷的去除能力比較強。同時，不同的污染環(huán)境也會對水生植物去除水體中營養(yǎng)物質(zhì)的能力形成制約。例如水葫蘆在萘污染嚴重的水體中適應性較強，凈化效率最高，而水花生、浮萍、紫萍的在同樣條件下治污能力稍差，細葉滿江紅最差。

2.2 對污水中重金屬物質(zhì)的去除

水生植物對重金屬去除的方式各有不同。高等藻類植物通過兩個階段來去除重金屬，一是吸附。在這個階段，重金屬和藻類植物藻細胞表面的負電荷發(fā)生反應，重金屬被吸附；二是轉(zhuǎn)移。重金屬以聚合物的形式存儲在藻類植物的某一部位。水生維管束植物主要依靠植物根莖的富集能力去除水體中不同類型的重金屬物質(zhì)。至于品類選擇方面，在礦區(qū)廢水污染嚴重的區(qū)域，可以采用寬葉香蒲進行凈化，效果顯著。重金屬污染嚴重的工業(yè)污水，可以栽植白骨藻進行凈化，實驗證明，凈化率要超過88%。對于含油嚴重的污水，一般栽種紅樹林進行凈化，其凈化能力會隨著油污濃度增加而增加；而對于懸浮粒較多的工業(yè)污水，例如紙廠污水，采用水葫蘆、水花生、風車草凈化率可以達到80%以上。

3 影響水生植物治污、凈化能力的主要因素

水生植物在城市污水治理中發(fā)揮著一定的作用，國內(nèi)對水生植物在城市排污系統(tǒng)的利用研究還比較少見。在利用水生植物凈化水體時，需要考慮影響水生植物植物能力的幾個重要因素：

3.1 溫度

污水溫度會直接影響到水生植物的治污能力。在氣溫較低的冬季，部分水生植物會枯死，植物殘體會對水體形成二次污染；研究證明，不同溫度條件下，水生植物對營養(yǎng)鹽的吸收能力也不同，在30°時，水杉的氮、磷去除能力明顯優(yōu)于20°時。所以，污水處理部門可以在低溫季節(jié)可以采取一些保溫措施例如覆膜、保溫帶來保持水生植物的治污能力。

3.2 水深

水生植物對生存環(huán)境的水深存在一定的敏感性，不適合的水位會對水生植物的植物能力形成制約，甚至會導致水生植物的死亡。實踐證明，如果采用栽植水生挺水植物來進行污水治理應用，污水深度為0.3-0.6米最適合，燈芯草最適合的深度是0.05m-0.25m。

3.3 水污染程度

水生植物在不同污染程度的水體中治污能力各有區(qū)別，例如在重度富營養(yǎng)化污水中，選擇蒸騰強度高的水生植物凈化效果比較好。水生植物品類對不同水體污染程度的治污能力各異。有研究實驗證明，燈芯草、萱草、菖蒲等對污水環(huán)境的營養(yǎng)化程度不是很敏感，重度和輕度營養(yǎng)化污水環(huán)境凈化能力區(qū)別不大。而蘆葦在輕度富營養(yǎng)水中凈化能力較強。

4 結(jié)束語

利用水生植物的污水凈化能力，在城市污水處理過程中科學、合理進行水生治污植物的培育、栽種以及搭配，達到城市污水自身高效凈化的目的。水生治污植物品類繁多，生活習性各不相同，植物能力各有高低，在污水治理的過程中要“揚長避短”，盡量減少對水生植物能力的負面影響因素，綜合考慮水生植物群體的治污效果。

參考文獻

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