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1、第11卷第3期安全与环境工程Vol.11No.32004年9月SafetyandEnvironmentalEngineeringSep.2004利用植物控制水体富营养化的研究与实践宋海亮,吕锡武(东南大学环境工程系,南京210096)摘要:综述富营养化水体的植物净化与修复技术研究现状,重点论述了植物去除氮、磷和抑制藻类繁殖两大生态功能及其工程利用的形式,并简要分析了不同利用形式的优缺点和适用场合;展望了利用植物控制水体富营养化的研究前景。关键词:富营养化;植物;净化;修复中图分类号:X524;X171.4文献标识码:B文章编号:167121556(2004)
2、0320035205X我国湖泊、水库富营养化现象严重,特别是东部首先,植物吸收氮、磷的特性与植物自身有关。一些主要湖泊(如五大淡水湖)甚至已达到中-富营不同的植物种类以及植物体不同的器官其吸收能力[6]养化程度,而且湖泊水质污染和富营养化的程度和都不相同,且随生长期而变化。其次,多种外界范围仍呈加重趋势,尤其是作为水源地的湖泊、水库因素影响植物对氮、磷的吸收,包括环境条件(pH、水质下降,严重威胁着自来水厂供水安全。富营养光照、水温等)、水体中氮、磷浓度及其存在形态等。+化湖泊蓝藻大规模爆发已成为我国最严重的水环境当水中NH4-N浓度低于0.35mg/L时,
3、菹草[1]-问题。(Potamogetoncrispus)茎叶优先吸收NO3-N;而++水体富营养化治理和生态修复的目的包括降低NH4-N浓度大于0.35mg/L时,则优先吸收NH4外源和内源营养盐负荷两方面。其中,利用以植物-N;温度能改变菹草对NH+-N、NO--N的吸43[2-4]为主体和各种微景观结构控制外源污染一直+-收速率,但不改变对NH4-N、NO3-N的选择性是国内外该领域的前沿和热点问题。恢复高等水生[7]吸收顺序。菹草、苦草(Vallisneriaspiralis)、狐植被则既是治理内源污染的重要手段,也是恢复良尾藻(Myriophyll
4、umspicatum)、金鱼藻(Cerato2[5]性水生生态系统的目标之一。可见,植物在富营phyllumdemersum.)、篦齿眼子菜(P.pectinatus)、养化水体的净化与修复方面具有非常重要的作用。微齿眼子菜(P.maackianusA.Bennett)、轮藻本文就植物在水体富营养化控制领域的生态功能和(Charasp.)、伊乐藻(Elodeacanadinsis)等八种沉工程实践进行了分析。水植物对磷的去除速率与水体TP浓度呈显著正相关;随着停留时间的延长,水体中剩余TP浓度呈负1植物的生态功能研究指数形式衰减[8]。对比萱草(Hemero
5、callisfulva)、石菖蒲(Acorustatarinowii)、鸭跖草(Commelina1.1去除氮、磷communnis)、水蕹菜(又名空心菜,Ipomoeaaquati21.1.1吸收作用ca)和灯芯草(Juncusefusus)等五种植物在遮荫氮、磷是藻类等浮游生物生长的最主要限制因(60%全光照)和全光照条件下的净化能力发现[9]:子,水体中氮、磷的含量直接决定了藻类的繁殖速水蕹菜在两种条件下净化能力均很好;灯芯草在全率。同样植物也可以直接吸收氮、磷,同化为自身的光照条件下对富含氮的污水有较好的净化作用,而结构组成物质,但是与藻类相比,氮、
6、磷在植物体内鸭跖草在遮荫条件下对富营养化水有很好的净化效的储存更加稳定,较容易通过人工收获将其固定的果。萱草和石菖蒲的净化效果虽然不受光照条件影氮、磷带出水体。响,但净化效果均较差。X收稿日期:2004204226基金项目:国家自然科学基金(50378014)和江苏省环保厅科技基金(苏环科2002221)联合资助。作者简介:宋海亮(1979—),男,东南大学在读博士研究生,研究方向为水污染控制与水环境生态工程技术。36安全与环境工程第11卷[10]葛滢等人比较了植物在不同浓度富营养化直接或间接的作用,而以往的研究对植物的关注较水中的净化能力。在受试的十四个物
7、种中,对于重少。要提高处理效率,还需要着手对处理系统中植度富营养化水(TN55.01mg/L、TP10.86mg/L),物自身的功能发挥及植物与微生物的关系深入研水蕹菜的净化效果最好,凤眼莲(又名水葫芦Eich2究。至于上述何种作用对氮、磷去除的贡献占主要horniacrassipes)和鸭跖草其次。对于轻度富营养化地位,则因污染水体的特点和植物净化系统的结构水(TN0.9～4.57mg/L、TP0.2～0.6mg/L),鸭跖而异。草和喜旱莲子草(又名水花生,Alternanthera1.2克藻效应研究philoxeroides)最好,凤眼莲和水蕹菜其次。在
8、自然水域中,常见水生植物生长之处,水体清不足的是上述
