植物修復技術及其在污水處理中的應用

張瀲

摘 要：近年來，隨著工業發展和人們生活水平的不斷提高，工業污水和生活污水日益增多，對水環境造成不同程度的污染，相應的各種新型污水治理技術被開發應用。植物修復技術作為一種污水處理新技術，以其投資少、效果好的特點得以廣泛應用，文章主要從植物修復技術的概念及主要類型入手，并對其在污水處理中的應用進行有效分析，僅供參考。

關鍵詞：植物修復技術；污水處理；應用

1 植物修復技術的概述

1.1 植物修復技術的概念

簡單來說，植物修復技術即是相關技術人員在對某些植物特性進行了解的基礎上，通過這些植物特性對水體中存在的污染物進行合理吸收和分解，從而達到治理污水的效果。和物理法、化學法相比，植物修復技術具有操作簡單、投資少和不易造成二次污染的特點，主要適用于處理大面積低濃度的污染物。

1.2 植物修復技術的主要類型

植物修復一般包括萃取、固定、過濾、揮發等過程中，針對不同類型的植物和污染物有不同的修復類型。（1）植物萃取：通過超積累植物可將污染土壤中的金屬去除干凈，并將其集中于植物方便收割的部位；（2）植物固定。利用植物降低或避免環境中金屬發生移動，有利于減少污染物的生物有效性；（3）根際過濾。利用植物根系具有的吸附作用，來吸收水體中的污染物，并將其去除干凈；（4）植物蒸發。利用植物某些金屬或類金屬的化學成分來進行揮發的過程。

2 植物修復技術在污水處理中的應用

2.1 植物提取

植物提取主要是通過植物根系來吸收污染物，并在植物體內實現根部到地上部分的有效轉移，主要用于污水中無機物和重金屬等污染物的修復，該技術的主要應用優勢在于經濟投入成本低。該技術主要利用一些對重金屬具有較強富集能力的特殊植物，由于這類特殊植物中具有高生物學產量、高經濟價值等優勢，可有效去除污水中的污染物，而植物提取可在原位進行修復，但只能處理含有中低濃度重金屬及其它污染物的污水。相關試驗表明，浮萍在低濃度Pb、Zn污染的環境中，在保持自身正常生長的同時且具有較高的去污效果，在15d的周期內，Pb、Zn的去除率分別為80%、55%。

2.2 植物揮發

植物揮發主要是利用植物特有的生理活動，通過植物吸收來促使重金屬轉變為可揮發的形態，使其從土壤和植物表面揮發出，以此來達到凈化大氣污染的目的。該技術主要適用于揮發性較強的污染物，且要求植物揮發被轉化后的物質毒性要小于轉化前的污染物質，有利于減少環境污染，在這種情況下，該技術的應用范圍受到一定限制，且將污染物轉移到大氣或異地土壤中會對人們健康和生物生長產生負面影響。

2.3 植物轉化

植物轉化主要是通過植物體內的新陳代謝作用將吸收的污染物進行分析，該技術主要適用于重金屬、苯系物等疏水性適中的污染物中，而對于疏水性較強的污染物，由于其會緊密結合在根系表面和土壤中，無法實現運移，因此，對于該類污染物，可使其和植物揮發技術相結合，從而達到治理污染的目的。相關試驗表明，利用浮萍進行植物修復，在7d時間內核污染水中的鈾物質已呈現大量減少的趨勢。植物除了自身可吸收和凈化放射物，還具有固定放射物的作用，避免放射物進入地下水或食物鏈，從而降低放射物的污染范圍。

2.4 人工濕地

人工濕地主要是將石、砂、土壤和煤渣等一種或幾種介質按照一定比例構成基質，并在基質中有針對性的植入植物，通過植物降解吸收、基質吸附固定和微生物等共同作用下，進行污水治理的復合生態系統，隨著人工濕地技術的不斷發展和完善，該技術被廣泛應用于污水治理中。人工濕地技術處理污水的投入資本較小，但其出水水質較好，通常人工濕地類型、濕地基質、濕地植物、氣候條件和污水的污染程度不同，污染物的去除率也會存在一定差異。一般情況下，氣候對濕地處理效果的影響較大，在冬季氣候寒冷、氣溫較低的地區，種植美人蕉、菖蒲等植物的濕地由于植物無法正常生長而難以發揮其正常功能，且在冬季氣溫較低的環境下，地表水會結冰，抑制水體流動，在植物逐漸衰敗的過程中，可通過人工方法將其從濕地中移出來，避免枯萎的植物殘留在濕地中，造成二次污染或導致基質發生堵塞。

2.5 人工浮床

該技術主要是以浮床作為基本載體，將高等水生植物或改良的陸生植物種植到污染水體中，通過植物根部的吸收及吸附作用，消除水體中的磷、有機物質或重金屬，從而達到良好的凈化水質效果。人工浮床在污水治理中的有效應用，可獲得顯著的環境效益和經濟效益，此外浮床還可以作為一種觀賞景觀，對污染水體起到一定的凈化作用。但在夏季氣溫較高時，由于植物在夜間的呼吸作用，植物覆蓋面積較大的池塘會出現一定的缺氧現象，因此應適當提高浮床的覆蓋率，并根據實際情況對其作出調整。

2.6 植物塘

植物塘是一種相對復雜的污水生態處理系統，該系統中主要以水生植物為主，微生物、浮游動物和底棲生物通過相互依存，可在廢水處理中起到良好的凈化效果。通過植物塘來凈化工業或生活污水，有利于降低能耗，提高水體中污染物的降解效率，和物理方法、化學方法相比，在污水治理過程中不會產生有毒有害的副產物，經過植物塘的處理，污水中的絕大部分有機物都可轉化為植物或微生物的生物量，并通過收獲植物將其徹底從水體中去除干凈。

3 植物修復技術的展望

植物修復技術在污水治理中和植被修復中具有重要作用，具有廣闊的應用前景，未來的植物修復技術可重點對以下方面進行研究：（1）加大對植物修復機理的研究力度，特別是對植物根系微生物共存體系的研究；（2）尋找生物量大、適應性強和具有累積效應的植物，使其能在水淹和干旱這兩種環境中存活；（3）積極引進新技術和新工藝對植物修復過程進行優化，將園藝學、土壤學和植物生理學等結合起來；（4）加強多種修復技術聯合應用研究，植物修復應和物理修復、化學修復、微生物修復等其它修復技術結合起來；（5）尋找合適的植物處理技術，用木本植物代替草本植物或使用經濟性作物，在治理污水的同時，還能取得良好的經濟效益，或者是利用植物體制造肥料、飼料，并將其用于產生能源，避免植物隨季節變化而發生凋謝或死亡，成為新的污染源；（6）實現生態效益和經濟效益的共同發展。一方面，針對以營養物質為主要污染物的水體，可建立兼顧經濟效益為主的污水治理體系，實心營養元素生物轉化和生物的經濟化；另一方面，針對以有害物質為主的污染水體，應建立生態效益為主的治理體系，將水體中的污染物質清除干凈，對富集生物進行無害化處理；（7）避免生物入侵。我國由于引進外來生物物種進行水體及土壤方面的污染治理，導致一系列生物入侵問題出現。因此，在對物種進行選擇時，應首先選擇本土物種，對所引進的外來物種進行全面研究和分析，并將其在應用中對本土生物所造成的影響進行有效控制。同時，應慎重使用現代生物技術培育的轉基因植物，若控制不到位的話，轉基因植物在進入自然或人工水體后，極有可能會成為入侵物種，從而對生態系統造成嚴重破壞；⑧地域適應性。植物生長會受到溫度、光照、營養元素等影響，因此，在建立污水植物修復體系時，應對植物修復體系中植物的氣候適應性、營養元素的耐受性等因素進行綜合考慮。

4 結語

綜上所述，植物作為大自然的重要組成部分，對保護環境具有重要作用，可有效去除環境中的污染物。植物修復技術對于水環境污染具有重要作用，是一種綠色修復技術，利用自身特有的功能可幫助人類清除污水中的有毒有害物質、凈化水質，從而為人類生存提供優質的生活水源。

參考文獻

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