大型水生植物在水污染治理中的應(yīng)用研究進(jìn)展

陶紅蕾 汪怡 董君

山東省青島生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 山東青島 266003

大型水生植物遍布各個(gè)江河湖泊中，在水體中是一種高等的植物類(lèi)群，在其生活的水塘以及濕地中，大多數(shù)被用來(lái)凈化污水，因此這種植物的生態(tài)功能較為顯著，水污染防治過(guò)程中的應(yīng)用價(jià)值較大。伴隨水污染問(wèn)題加劇，人民越來(lái)越多的傾向使用高效低耗的水污染處理技術(shù)，水生植物的使用逐漸進(jìn)入人們的視線(xiàn)，這類(lèi)植物具有較好的耐污以及治污能力，大多數(shù)將大型水生植物作為核心的污水處理工程逐漸開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，這一技術(shù)的使用投資較低，能耗低，無(wú)二次污染產(chǎn)生，在環(huán)境領(lǐng)域成為研究重點(diǎn)，對(duì)我國(guó)環(huán)境治理具有積極意義。

1 關(guān)于大型水生植物生態(tài)功能分析

在大自然發(fā)展中，存在一種比較神奇的現(xiàn)象，同一種物種其生活方式以及習(xí)性相同，一般情況下并不會(huì)生存在同一個(gè)區(qū)域中，在同時(shí)出現(xiàn)一個(gè)區(qū)域之后，兩個(gè)物種會(huì)產(chǎn)生激烈的爭(zhēng)奪，大自然會(huì)利用空間將雙方隔離，這種情況也叫做生態(tài)位[1]。此類(lèi)概念最先提出是在1970年，之后針對(duì)大型水生生物的研究逐漸增多，相關(guān)研究人員通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證生態(tài)位，將兩種水生植物放在相同的環(huán)境中，最開(kāi)始兩種水生植物的數(shù)量同樣上升，之后將兩種水生植物放在同一環(huán)境下，環(huán)境內(nèi)的食物進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，?6天之后只有一種水生植物存活，通過(guò)觀察可以發(fā)現(xiàn)兩種水生植物并沒(méi)有攻擊現(xiàn)象，得以存活的水生植物其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)較為明顯，另一種水生植物被徹底驅(qū)趕吸附，因此在自然界中，不同物種能夠共生，但在同一群體生活中，物種需要爭(zhēng)奪?，F(xiàn)階段，社會(huì)生產(chǎn)與大自然接觸不斷擴(kuò)大，水資源受到污染和破壞，人們逐漸意識(shí)到水資源使用的重要性，因此相關(guān)研究人員不斷加深水污染治理的研究，通過(guò)水生植物的使用保護(hù)水環(huán)境。大型水生植物隸屬于生態(tài)學(xué)，與此同時(shí)，其也屬于分類(lèi)群植物，在長(zhǎng)時(shí)間適應(yīng)水環(huán)境之后，逐漸形成的趨同性適應(yīng)類(lèi)型，主要分為水生維管束植物以及高等藻類(lèi)[2]。

2 關(guān)于水生植物清除污染物分析

2.1 關(guān)于水生植物清除氮磷分析

使用大型水生植物凈化水質(zhì)具有明顯效果，其耗能較低，生產(chǎn)成本不高，針對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，效果更加顯著?，F(xiàn)階段湖泊的主要問(wèn)題是富營(yíng)養(yǎng)化，在水體中含有大量的氮磷鉀元素，水流周期較長(zhǎng)，難以將過(guò)多的氮磷鉀循環(huán)出去，長(zhǎng)期以往積聚在水體中，造成藻類(lèi)植物的大量生長(zhǎng)，水體中的有機(jī)物積蓄數(shù)量較多。一些大型水生植物，尤其是沉水植物，具有較好的凈化作用，功能較為強(qiáng)大，其具有的生物量能夠支持植物以及水體實(shí)現(xiàn)能量以及物質(zhì)的交換，從而實(shí)現(xiàn)凈化水源[3]。

2.2 關(guān)于水生植物清除重金屬分析

人類(lèi)在生產(chǎn)活動(dòng)中，不斷向環(huán)境排放污水，即便大部分都能達(dá)標(biāo)排放，但是排放到水環(huán)境中的重金屬總量仍在不斷累積，目前，水體中鉛汞銅鈷等一些重金屬的含量逐漸增加。而大型水生植物具備重金屬吸收功能，在水體中，重金屬含量與大型水生植物數(shù)量呈現(xiàn)同比增長(zhǎng)關(guān)系，水體中重金屬含量越多，大型水生植物吸收也會(huì)更多，其具有較好的吸附性，如果植物生長(zhǎng)的環(huán)境容量較大，能夠吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也較多，可以促進(jìn)大型水生植物的生長(zhǎng)，因此也就能夠更多的凈化水體中的重金屬污染。

2.3 關(guān)于水生植物清除有毒有機(jī)污染物分析

水環(huán)境中重金屬含量比較大，其次是有機(jī)物的存在，這種污染主要是食品工業(yè)以及造紙業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中，污水排放造成的，有機(jī)物在進(jìn)入水體之后需要分解，這一過(guò)程中就是生物氧化分解，需要進(jìn)行大量的耗氧。在水體含氧量不足的情況下，會(huì)造成水體發(fā)臭，水生植物死亡。大型水生植物的存在能夠增加水體含氧量，加快水體中有機(jī)物的分解，增多附著在植物根部的微生物，微生物與有機(jī)物結(jié)合之后，具有沉淀作用，實(shí)現(xiàn)分解[4]。

3 關(guān)于植物種類(lèi)選擇與搭配分析

在使用植物進(jìn)行污水處理的系統(tǒng)中，功能使用對(duì)種類(lèi)選擇具有決定性作用，在消除對(duì)象是生化需氧量或者是氮時(shí)，植物的選擇需要具備龐大根系以及相應(yīng)傳氧能力，為微生物附著提供支持；植物的吸收需要去除重金屬時(shí)，選擇富集能力較好的種類(lèi)，其生長(zhǎng)速度需要較快；消除的污染物目標(biāo)較多情況下，需要使用發(fā)揮多種生態(tài)功能的種類(lèi)，不同生態(tài)功能搭配使用。針對(duì)不同的地區(qū)氣候，植物相應(yīng)的抗逆性以及病蟲(chóng)害的抵抗能力等，需要在實(shí)際選擇過(guò)程中謹(jǐn)慎分析。經(jīng)過(guò)相應(yīng)實(shí)踐證明，相關(guān)研究人員已經(jīng)篩查了一部分能夠使用的水生植物，具有高效性，這些植物種類(lèi)一些已經(jīng)用于實(shí)際廢水治理工程中。但現(xiàn)階段需要重視植物根部微生物功能的發(fā)揮，依靠植物自身的吸收能力實(shí)現(xiàn)廢水有效處理，相關(guān)應(yīng)用數(shù)量較少，出現(xiàn)這一情況的主要原因是植物吸收污染之后的生長(zhǎng)規(guī)律以及生物量的資源化利用并沒(méi)有過(guò)多深入研究，實(shí)際應(yīng)用也并不常見(jiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，污水處理系統(tǒng)主要使用活性污泥，這種處理方式二級(jí)處理或者是深度處理投資成本較高，使用過(guò)程中需要耗費(fèi)大量的電能，具有較高運(yùn)行費(fèi)用，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的國(guó)家或者是地區(qū)難以接受。大型水生植物處理系統(tǒng)，依靠太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)，污水深度處理過(guò)程中，可以回收資源，不會(huì)產(chǎn)生有害副產(chǎn)物。伴隨研究不斷深入，其應(yīng)用范圍會(huì)不斷擴(kuò)大。