农业面源污染治理中水生植物的应用及其生态工程模式_刘伟

农业面源污染治理中水生植物的应用及其生态工程模式刘伟,陈庆锋,马君健,高新国,丁世刚(山东省分析测试中心,山东济南250014)摘要分析可用于农业面源污染治理的水生植物种类及其作用机制,探讨不同的水生植物生态工程模式的特点与效率,并在此基础上提出关于农业面源污染治理流程及下一步研究重点与方向。关键词农业面源污染治理;水生植物;生态工程模式中图分类号X503文献标识码A文章编号0517-6611(2009)35-17665-03ApplicationofHydrophyteinAgriculturalNon-pointSourcePollutionControlandItsEcologicalEngineeringModeLIUWeietal(ShandongAnalysisandTestCenter,Jinan,Shandong250014)AbstractThespeciesofhydrophyteforcontrollingtheagriculturalnon-pointsourcepollutionandtheirmechanismwereanalyzed.Thechar-acteristicsandefficiencyofdifferenthydrophyteecologicalengineeringmodewerediscussed.Onthisbasis,theflow,researchemphasesanddirectionsoftheagriculturalnon-pointsourcepollutioncontrolwereproposed.KeywordsAgriculturalnon-pointsourcepollutioncontrol;Hydrophyte;Ecologicalengineeringmode基金项目山东省科学院科技发展基金项目(科基合字(2007)第12号)。作者简介刘伟(1981-),男,山东寿光人,硕士,助理工程师,从事环境生物学方面研究。收稿日期2009-07-27近年来,随着我国工业点源污染逐步得到治理,农业面源污染逐渐成为最为严重的污染问题之一。它已经影响到生态环境、湖库及景观水体的功能、农产品的质量安全及农业的可持续发展。目前,农业面源污染问题已引起了政府和众多专家的重视,在相继出台的众多治理方法与技术中,水生植物正扮演着越来越重要的角色。笔者从可用于农业面源治理的水生植物分类及其作用机制出发,探讨不同的水生植物生态工程模式及组合方式的特点和效率,为进一步发挥水生植物在农业面源污染治理中的作用提供参考。1农业面源污染及相关治理技术农业面源污染,是指人们从事农业生产和生活活动时所产生的污染物,在降水或灌溉过程中,通过地表径流、农田排水和地下渗漏等进入水体,引起水质污染的过程。农业面源污染主要以营养型污染物污染水体环境,污水中含有大量的污染物质,含N、P量高,直接引起地表水富营养化、地下水硝酸盐污染及土壤环境退化。另外,污水中还含有残留农药有机物、部分重金属等。由于农村受经济状况等条件的限制,农业面源污染治理工程技术要求具有运行费用低、操作简单、易于操控等特点。就目前来看,国内外可用于农村面源污染治理的工程技术主要有人工湿地、净化塘等。在这些技术中,水生植物利用其光自养特性,充分利用太阳光能、降低成本,在农业面源污染治理方面发挥着重要的作用。2农业面源治理中水生植物作用机制及分类农业面源治理很大程度上就是水中污染物去除的问题。水生植物的污染物去除机理主要是附着、吸收、积累、降解等,即利用植物细胞吸附、吸收、同化污水中的氮、磷及重金属等有害物质,然后在细胞内积累或者降解它们。可以去除水中污染物的水生植物主要有高等水生植物、大型藻类和微型藻类等。常见水生治污植物种类如表1所示。2.1高等水生植物高等水生植物在水污染物去除中得到的应用较早。高等水生植物即水生维管束植物,它们一般具有较为发达的组织,个体较大。用于污水治理的高等水生植物进一步可分为4种生活类型:①挺水植物。根茎生长于泥中,植物体上部挺出水面,如芦苇(Gramineaesp.)、香蒲(Typhaceaesp.)等。②浮叶植物。根茎生于底泥,叶漂浮于水面,如睡莲(Nymphaeasp.)、荇菜(Nymphoidessp.)等。③浮生植物。植物体完全漂浮于水面,具有特殊的适应漂浮生活的组织和结构。如凤眼莲(Eichhorniacrassipes)、浮萍(Lemnasp.)等。④沉水植物。植物体完全沉于水面以下,扎根于底泥或漂浮于水中。如狐尾藻(Myriophyllumsp.)、金鱼藻(Ceratophyllumsp.)、苦草(Vallisneriasp.)等[1]。表1常见水生治污植物种类Table1Commonspecies