水生植物在水污染治理中的凈化機理及應用

陳霞

常德職業技術學院 湖南 常德 415000

隨著社會的不斷進步和發展，當前各級政府、企業和居民已經將環境保護和污染治理逐漸重視起來，政府不斷的加大對環境保護管理的力度，加大對受到污染的環境的治理資金投入力度[1]。因此，近年來我國在生態環境的治理上取得了一定進步。而水污染治理是環境保護工作中的重點內容，隨著水污染狀況的加重，許多污染嚴重的水環境其自清潔能力已經嚴重下降，甚至部分河道的生態系統早已不復存在，已經給我們日常的生產和生活造成了嚴重的影響，造成我國的水資源短缺，還使河道周邊的農業受到了影響[2]。由于水污染中會包含生活污水、工業廢水等，因此其成分較為復雜，并且水的流動性較強，如果沒有進行嚴格的管理和徹底的治理，都會導致其在流動和使用的時候會出現二次污染的情況。而水生植物，其自身就具有凈化的機理，其可以吸收水中的污染物，并釋放氧氣等作用，可以有效的治理并改善水污染的狀況。

1 水生植物在水污染治理中的凈化機理

1.1 微生物作用

這種微生物作用主要是這些水生植物在生長的過程中，一方面其會分泌一些物質，為其周圍的微生物提供養分，根據調查可以發現在水生植物根系微生物的數量要遠遠高于其他區域，而這些微生物在進行活動的過程中就可以分解水體中的有機污染物，并且還可以對水體底層的土壤的進行修復[3]。另一方面，水生植物在生長的過程中會進行光合作用，這些氧氣會隨著這些水生植物進入到水體中，這這時水生植物的附近就會形成一個好氧空間，而這就給水體中的好氧微生物提供了生存和繁衍的空間[4]。像是一些硝化細菌在這個區域內進行生存時，可以將水體中的將氨氧轉化成亞硝酸以及硝酸，從而降低水體中的污染物含量，還可以有效的改善黑臭河道。

1.2 富集作用

當下的水污染中包含著大量的有機物以及重金屬物質，而水生植物在水體中有著激情的生命力，并且還具有一定的耐污染能力。一些水生植物在這些污染的水體中生長時，具有的富集的作用，也就是其可以將水體中的污染物像一些重金屬有害物質以及有機物等富集到自己的體內，從而降低水體中污染物的含量（如表1：鳳眼蓮對重金屬富集比較）。并且這些植物在吸收這些污染物質后，還可以這些污染物轉化為安全、低毒的結合態的機制。

表1 鳳眼蓮對重金屬富集比較

1.3 吸收作用

受到污染的水體中含有大量的有機物，而這些有機物像是氮、磷等物質是這些水生植物生長過程中必不可少的物質，水生植物在受到污染的水體中可以通過根系、莖、葉等器官將這些有機物質吸收到體內，并且還可以將其轉化為影響物質以供自己的生長[5]。但是，在使用這些水生植物凈化水污染的過程中，也要意識到大量的氮磷鉀等有機物會導致這些水生植物快速的繁殖，這是就會導致水體內缺少氧氣，會再次造成水體污染，因此要對這些水生植物的生長進行控制，可以采用人工收割的方式，這種方式還可以將植物中重金屬以及有機物去除，可以進一步實現對水體的凈化作用。

1.4 抑制藻類的生長作用

水體中藻類的大量繁殖會導致水體出現缺氧，水中的動物以及好氧微生物就會出現死亡的情況，這時水體的自凈能力就會下降，這些死亡的動植物就會導致水體發臭等污染狀況。而水生植物則可以有效的抑制水體中的藻類。首先，水生植物和水藻共同生活在水中，因此兩者生長過程中需要大量的營養物質以及光熱等條件，并且生存空間之間也會形成競爭[6]。而相比于水藻顯然水生植物的根系更為發達，在水體中其對營養物質的吸收能力也會較強，這時藻類由于缺乏必備的營養物質，其生存和生長也就會受到抑制。并且水生植物會搶占大量的水體空間，這就導致的水藻在生長的過程中無法得到充足的光照。也就有效的降低了水華現象的出現。其次，一些水生植物在生長的過程中還會產生一些化感物質，而這些化感物質會影響水體中藻類的正常呼吸作用和光合作用以及水藻的內部結構等，這些都會影響到藻類的生長和繁殖。像是蘆葦在生長過程中分泌出的化感物質，會影響小球藻的細胞結構，可以實現對小球藻生長的抑制作用。這也胡思凈化機制的一種，其可以避免水體受到污染。

1.5 物理作用

首先，這些水生植物的根系可以固定水體以及人工濕地中的土壤，確保底層的土壤不會出現的流失。其次，這些水生植物還可以有效的降低水體的流動速度，避免流動速度過快或者風浪影響到水體的生態循環系統。最后這些濕地的水生植物在冬季枯萎后還可以覆蓋在地面上，不僅可起到保暖的目的，在其腐爛后還可以為其中的動植物提供養料[7]。另外，在對水污染治理的過程中，利用一些觀賞性的植物像是睡蓮、蘆葦等還可以形成水體景觀，達到美化環境的目的。

2 水生植物在水污染治理中的應用

2.1 水生植物在工業廢水中的應用

自改革開放以來，我國的工業化進程就在不斷的加快，當下我們生活的方方面面都無法離開工業生產，但是在生產的過程中會產生大量的工業廢水，而由于生產的產品存在不同嗎，因此其廢水中的污染物也不盡相同，其中包含有機物、重金屬物質甚至還存在一些有毒有害的物質。由于水生植物對這些污染物質有極強的凈化作用，因此因此當下在工業廢水污染中水生植物這種生物治理的方式應用的較為廣泛[8]。比如，水蔥、黃菖蒲等可以吸收工業廢水中的銅離子；香蒲、黃花鳶尾可以吸收工業廢水中的鋅離子、水竹芋可以吸收工業廢水中的鉛離子。另外，這些水生植物還可以吸收水體中的有機物及氮磷。在運用這些水生植物的過程中，需要根據工業廢水中各種污染物質的含量去確定具體使用的水生植物，從而確保工業廢水可以得到有效的凈化。

2.2 水生植物在生活以及養殖污水中的應用

生活污水中包含著大量的有機物和氨氮以及磷等物質，而養殖污水中主要是存在一些高濃度的有機化合物、尿酸、寄生蟲卵以及一些藥物殘留等，這些物質如果排入到水體中，會導致水體富養化，并且物質會導致人的生命健康受到影響。將這些水生植物應用的到生活以及養殖污水中，不僅可以高效的處理這些污染物質，還可以降低水污染處理的成本，并且操作起來紀委簡單。例如，在一些城市污水凈化的二級處理中，常常應用這些水生植物，可以有效的提升水質。像是菖蒲可以有效的凈化生活污水中的磷；水葫蘆、金魚藻則可以處理養殖廢水中的一些藥物殘留如恩諾沙星等。

2.3 水生植物在人工濕地水污染治理中的應用

我國為了改善環境，進行了濕地的改造，不僅可以對污水進行處理，并且還可以為城市形成一個景觀環境。而在長期發展的過程中，這些濕地也不可避免的出現了沼澤污水問題，人們根據濕地的實際情況選擇合適的水生植物人工種植在濕地中，這些水生植物和濕地中的微生物可以有效的對水體進行凈化。另外一些其他的污水進入到人工濕地后，水生植物以及其中的微生物會將其中的有機物截留在土壤吸收到自身中，促進自身的成長實現污水的凈化。

2.4 植被重生以及生態景觀恢復

在建國初期，我國并沒有將水污染重視起來，各種污水都被排放到了河道以及湖泊中，導致出現了大量水體富營養化的情況，這種情況的出現造成水體的生物多樣性受到了嚴重的破壞，導致水體污染加重。想要有效的處理這種問題，就需要的進行植被重生。也就是可以在這些富營養化的水體中種植一些沉水植物，這些沉水植物在生長的過程中可以對水下環境進行凈化，為植被以及生物提供生存的空間和環境，并且可以改善水質條件。另外，還可以修補生態景觀，當一些生態景觀的水體環境受到影響一些景觀效果就會出現問題。而水生植物在污染水體中的應用，可以降低景觀水體中的污染物，并且這些種植的水體植物還可以起到美化環境的作用。

3 水生植物應用以及后期綜合利用中的新技術

3.1 人工水草生態凈化基技術

隨著科學技術的不斷發展，研制出了人工水草，這種水草并不是真正的水生植物，而是一種的人造的聚合物，將這種人工水草放在受到污染的水體中，可以將其中的微生物成倍的吸收到這種水草中，并為這些微生物提供生存的空間和環境，微生物在其中進行活動的過程中，可以有效的分解水體中的有機污染物，從而實現水體凈化的要求。這種人工水草在水污染治理中進行應用的時候主要有以下優勢：第一，編制的人工水草表面積較大，因此的那個一些生物附著在上面后可以的對水體中的污染物進行吸收以及分解。第二，這種人工水草是符合結構，因此其表面以及內部會形成好氧區、厭氧區、兼氧區，也就是可以同時進行硝化反應以及反硝化反應，從而去除水體中的氮磷等物質。第三，并且其可以為水體中的動植物提供棲息的場所，進而提升水體的活力，水體的自凈能力也可以得到提升。這種人工水草可以有效的改善水質，并促進水體中生態系統的循環。

3.2 生態浮島技術

當下我國在進行水污染治理的過程中經常會用到生態浮島技術，這種技術在應用的過程中，主要是需要建設一種人工浮體，并在人工浮體上利用工具鉆出一些小洞，然后將一些水生植物種植到這些小孔中，還需要用一些材料將這些人工浮體連接在一起。這種方式實際上運用了無土栽培技術，在實際應用的時候這些人工浮體還可以進行移動，在進行水生植物選擇的時候，盡量要選用一些適合當地生態環境的植被，并且要具有一定的觀賞效果，在吸收污染物的情況下，還可以豐富河道以及湖泊的景觀。并且這種水生植物凈化水污染的方式，不論是種植還是收割都較為方便。

這種生態浮島技術在進行應用的時候，還可以種植一些陸地上的植物以及花卉，將人工浮體移動到富營養化的水體中，首先這些植物的根系在水體中會吸收或者吸附其中的污染物質，從而對水質實現凈化的目的。其次，人工浮體在水面上也抑制了藻類的大量繁殖，避免了水體出現水華的現象。最后，這些植被在水體中可以形成景觀風景，改善黑臭河道。但是這種生態浮島技術在進行應用的時候，前期的投入成本會較高，并且浮體上植物的訓責也十分重要，需要專業人員進行綜合性的設計和布置。

3.3 水生植物后期綜合利用的新技術

根據調查可以發現，當下在進行水污染治理的過程中水生植物是最長應用的一種治理方式，但是當河道處理完成后這些水生植物大多并不會進行專業的處理，搗制這些水生植物在生長的過程中對水體造成了二次污染，例如，水生植物的一些枯枝爛葉長期堆積在水體中，就會影響到河道內部其他生物生存空間，并且還會產生大量的厭氧微生物，從而導致水體再次受到污染。還有一些單位會將這些水生植物進行清理，但是清理后也是堆積在陸地上，這些植物在腐敗的過程中會散發出一些刺激性的氣味，就會外界的環境受到影響。因此就需要對這些凈化后的水生植物進行再次的處理和利用，讓其產生更多的經濟效益。例如，可以將這些凈化后的水生植物進行腐熟和二次發酵，然后經過一系列的工序將其轉化為肥料，這個過程中主要是運用機器對植物進行處理，或者添加一些輔料，不僅不會產生其他的廢水，還可以售賣或者售賣這些通過新技術處理生成的肥料。實現水生植物的后期綜合利用。

4 結束語

隨著社會的不斷發展和進步，各種污水出現在人們的生活中國，已經給水體帶來了破壞，甚至對人們的生命健康造成了威脅，水污染已經成了當下急需解決的重點問題。在進行水污染治理的過程中，水生植物是最常用都到的，其具有極強的凈化作用，并且成本較低，效果也較為明顯，這些水生植可以有效的吸收或者吸附水體中的污染物，并為生物提供生存的空間。當下人們還需對水生植物進行研究和運用，將其凈化污染的作用充分的發揮出來，為我國生態環境保護貢獻出力量。

課題名稱:湖南省教育廳科學研究一般項目。編號：21C0954

課題名稱：水生態修復技術在常德湖泊生態治理中的應用研究