水生植物污水净化概述_以芦苇为例_周莉荫

江西林业科技2011年第3期水生植物污水净化概述——以芦苇为例周莉荫，任琼，严员英，李勇★（江西省林业科学院，江西南昌330032）摘要：利用水生植物净化污水是一项低成本高效益的生态工程技术。阐述水生植物净化水体的效果、机理，概述芦苇对污水中BOD5、COD、SS、TN、TP、Cr等的净化能力。关键词：水生植物；芦苇；污水净化分类号：S792.23文献标识码：A文章编号：1006－2505(2011)03－0046－03收稿日期：2010-12-3基金项目：江西省林业科学院重点项目“鄱阳湖芦苇湿地生态修复技术研究”（项目编号：2011512301）部分内容。作者简介：周莉荫，女，硕士，助理研究员，主要从事湿地恢复关键技术研究。E-mail:zly800907@126.com★通信作者：李勇。E-mail:liyong@163.com自1960年代起，国内外的学者们就相继采用植物进行污水治理的研究。应用水生植物净化污水的方式最早主要有氧化塘和人工湿地系统2种。1974年西德建成了世界上第一个用于废水处理的人工湿地，我国也于1980年代实施了以凤眼莲净化塘为主的污水处理与利用生态工程，达到治污与增产双重效益。不论是人工湿地、氧化塘，还是土地处理系统，水生植物因其对污水净化具有投资低、易管理、净化效果好、生态效益好等优点，引起了各国研究者越来越多的关注[1]。1水生植物净化水体的效果1.1去除悬浮泥沙曹昀等[2]对不同水生植物去除悬浮泥沙能力的研究表明高等植物可有效去除水体中的悬浮泥沙，改善透明度。芦苇属于浅水区的挺水植物，对高浓度悬浮泥沙有过滤作用，能减缓悬浮泥沙对深水区沉水植物的胁迫压力；沉水植物能进一步去除悬浮泥沙，抑制再悬浮作用，对水生生态系统的稳定有十分重要的作用。1.2去除水中的营养物质水生植物的存在有利于硝化、反硝化细菌的生存。万晓红等[3]发现芦苇湿地对污染河水中的无机氮有很高的去除效果，对水中铵态氮和硝态氮的去除效率较高。徐和胜等建立了人工芦苇湿地，处理农村生活污水中的磷素，发现湿地直接吸收和利用可利用态磷，达到很好的去磷作用[4]。吴振斌等[5]在进行复合人工湿地系统的研究中，发现种植不同植物的湿地对COD（化学需氧量）、BOD5（生化需氧量）、SS（悬浮物）、TN（总氮）、TP（总磷）的去除效果均好于没有种植植物的对照湿地。1.3处理难降解污染物水生植物在不危害自身生长发育的条件下，对水体中难降解有机物有较好的降解、同化能力。芦苇湿地生态系统可有效处理含蒽、蒽类等多环芳烃化合物废水[6]。马蹄莲表面流人工湿地对表面活性剂壬基酚和壬基酚乙氧基化物的去除效果很好[7]。1.4处理含重金属污水水生植物还常用来处理重金属污水。刘金栋等研究了芦苇对镉等几种重金属的吸收积累，结果表明芦苇对镉、铅、汞、砷、铬、铜和六六六都有一定的吸收、积累能力[8]。宽叶香蒲人工湿地系统可有效处理铅、锌矿采矿废水，经处理后，铅、锌、铜和镉等重金属被大量去除[9]。2水生植物净化水体的机理水生植物能吸收和富集水体中的有毒有害物质，这些有毒有害物质在植物体内的富集量最高可达到污染物在水中浓度的几千倍以上，对水体的净化作用非常显著。2.1水生植物自身的性状和抗性能力水生植物是指那些能够长期在水中正常生活的植物。水生植物由于长期生活在一种缺氧、弱光的环境中，自身形成了一套适应水生环境的特殊性状。它们的根、茎通气组织完善，叶片通常呈肉质，如芦苇地下发达的匍匐根状茎，增加芦苇对污染物的吸附能力。如金鱼藻的丝状叶子，可以大大增加与水的接触面积，使叶子能最大限度地得到水里很少能得到的光照和吸收水里溶解得很少的二氧化碳。莲藕是最典型的通气组织非常发达的水生植物之一，它的叶柄和藕中有很多孔46··DOI:10.16259/j.cnki.36-1342/s.2011.03.003眼，这就是通气道。孔眼与孔眼相连，彼此贯穿形成为一个输送气体的通道网。这样，即使长在不含氧气或氧气缺乏的污泥中，仍可以生存下来。通气组织还可以增加浮力，维持身体平衡，这对水生植物也非常有利。2.2水生植物的沉降、吸附和过滤作用有些水生植物的根，功能不在吸收水分和养分，主要是作为固定之用，这样必须有发达的根部，与水体接触面积大，形成密集的过滤层。如芦苇的植株高大，地下有发达的匍匐根状茎，水流缓慢时重金属和悬浮颗粒被阻隔而沉降，防止其随水流失，减少污染。同时沉降物又在根表面进行离子交换、鳌合、吸附、沉淀等，具有悬浮性的有机物和新陈代谢产物都能沉降下来，起到很好的净化水体作用。2.3水生植物的吸收、富集作用氮、磷是水生植物生长必不可少的营养物质。不少水生植物的生长速度快，能直接大量吸收利用水体中的氮、磷等营养物质，供其生长发育，从而达到净化水体的效果。对于不同生活型的水生植物，普遍认为漂浮植物