水生植物对受污水体净化作用的研究进展_叶旭红

2011年海洋湖沼通报TransactionsofOceanologyandLimnology№3水生植物对受污水体净化作用的研究进展①叶旭红1,申秀英2(1.杭州市环境监测中心,浙江杭州310007;2.浙江科技学院,浙江杭州310023)摘要:利用水生植物净化水体技术对恢复水体环境具有投资和运行成本低、维护和管理简便、改善景观和生物多样性、回收资源与能源、收获经济作物等优点。本文在阐述水生植物净化水体污染物机理的基础上,综述了近年来国内外出现的主要水生植物净化水体技术:人工湿地、浮岛技术、水生植被的修复和重建等关键词:水生植物;人工湿地;浮岛技术中图分类号:x171.4文献标识码:A文章编号:1003-6482(2011)03-0111-06引言我国是个水资源严重缺乏的国家,而水污染进一步加剧了水资源的短缺,导致众多水生态系统逐渐退化,严重威胁城乡居民的饮水安全和身体健康。传统的物理、化学净化法存在成本高、周期长、易产生二次污染和破坏生境等缺陷。因而强化自然界自身的自净能力恢复污染水体水质,采取人和自然和谐相处的技术路线显得十分迫切。水生植物是水体生态系统三相结构(水相、沉积物相、生物相)中生物相的重要组分,是水体生态系统物质循环的重要环节。作为沉积物、水体、大气之间物质交换的重要途径[1]。利用水生植物净化污染水体因具有成本低、效率高、改善景观及生物多样性、恢复生态环境、收获经济植物等优点,近年来发展十分迅速。1水生植物对污水净化的机理及主要影响因素水体污染物主要有金属、农药、有机物、非金属如氮、磷、砷及放射性元素如锶、镭等。水生生物对这些污染物的净化方式包括降解、吸附、吸收和富集4种。一些有机污染物如酚等进入植物体后,可被降解为其它无毒化合物甚至成为二氧化碳和水;有些不易降解的污染物如重金属及农药,或被植物体表吸附、或被吸收并富集于体内。将富集了大量污染物的植物体从水体中移出后即达到净化效果。水生植物群落的存在为微生物和微型生物提供了附着基质和栖息场所,这些生物能大大加速截留在根系周围的悬浮物和有机胶体的分解矿化。水生植物根系还能分泌促进嗜磷、氮细菌生长的物质,从而间接提高净化效率。水生植物和浮游藻类在营养物质和光能的利用上是竞争者,前者个体大,吸收和储存营养盐的能力强,浮水植物发达的根系与水体接触面积大,形成一道密集过滤层,水流经过时,根系通过黏附、吸附将不溶性胶体沉降下来,与此同时附着于根系的细菌将之代谢。挺水植物可通过对水流的阻尼或减少扰动,使悬浮物质沉降。在易受风浪涡流及底层鱼类扰动影响的浅水湖泊底层,沉水植物有利于形成一道屏障,使底泥中营养物质溶出速度明显受到抑制[2]。①基金项目:杭州市科技局课题(20091133B14)资助第一作者简介:叶旭红(1969-),男,浙江建德人,高级工程师,主要从事环境监测和环境科学研究.E-mail:xxlhz2008@163.com收稿日期:2010-08-03DOI:10.13984/j.cnki.cn37-1141.2011.03.011112海洋湖沼通报2011年不同的植物对污染物的富集、降解能力不同[3-5]。芦苇(Phragmitescommunis)是国际上公认的首选植物,100g芦苇一天可将8mg的酚分解为二氧化碳。植物根是富集重金属的主要部位。水葫芦(Eichhorniacrassipe)、黑藻(Hydrillaverticillata)、浮萍(LemnaminorL.)对重金属的富集能力依次为:水葫芦>黑藻>浮萍;抗性强的植物(水葫芦、黑藻)对铜的富集量大,对锌的富集量最小,而抗性差的浮萍对锌的富集量最大,对镉的富集量最小。植物的皮、壳对重金属具有净化效果。棉玲壳、棉杆皮对Cu、Cd、Zn有明显的吸附作用;谷壳黄原酸酯对重金属Hg、Ca、Pb、Cr、Co、Cu有较好的吸附效果;杨立红等[6]以具有观赏价值的紫萼(Hostaventricosa)、鸭舌草(Mono-choriavaginalis)、泽泻(Alismaorientale)、红蓼(Polygonumoriental)、水蓼(Polygonumhydropipe)为试材,研究其对富营养化水体N、P的去除能力。结果发现:5种植物在水体中生长5d时总氮去除率80%以上,10d时总磷去除率70%以上,比较而言紫萼、泽泻、红蓼净化效果较好;雷泽湘等[7]研究了大型水生植物对太湖梁湾富营养化水体的净化效果,发现沉水植物马来眼子菜(Potamogetonmalaia-nusMiq.)、苦草(VallisnerianatansL.)、轮叶黑藻、浮叶植物荇菜(Nymphoidesindica(Linn.)O.Kuntze)、菱角(Trapaquadrispi-nosaRoxb.)对TN、TP、NO-3———N、