水生维管束植物在水污染中的应用

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1、唐晓燕等：水生维管束植物在水污染中的应用115水生维管束植物在水污染中的应用唐晓燕，张永春，胡孟春国家环境保护总局南京环境科学研究所，江苏南京210042摘要：随着水污染的加剧，高效低耗的水污染处理技术逐渐受到人们的重视，水生维管束植物以其特有的组织和生态功能及易于人工操纵等原因而在净化水体污染、防治富营养化方面发挥了重要的作用。文章对水生维管束植物在水质净化中的作用、影响因素、水生植物的综合利用及其在水污染监测中的作用等方面进行了系统分析，提出多种植物组合比单种植物能更好地实现对水体的净化，通过温度、水深的调控措施可以加强水生维管束植物对水质的净化效果，温度、水深、水

2、质状况以及水生植物的经济价值等是水生植物选择的重要因素。指出了当前水生维管束植物研究中存在的一些问题，认为在人为操纵下，对于水生植物的长效管理是其在水污染应用中的一个重要内容。关键词：水生维管束植物；水污染控制中图分类号：X173文献标识码：A文章编号：1672-2175（2005）01-0113-04唐晓燕等：水生维管束植物在水污染中的应用115水生维管束植物在水生生态系统中处于初级生产者的地位，通过自身的生长代谢可以大量吸收氮、磷等水体中的营养物质、吸附悬浮颗粒物、抑制低等藻类生长、富集重金属等。其特点是易于人工操纵，可通过人工收获的方式将其固定的氮、磷等物质带出水

3、体，并加以综合利用，另外水生植物还可被用于水体污染的监测，水生维管束植物在水体中的多种生态功能使其在水污染防治中具有很大的应用价值[1]。1水生维管束植物的水质净化作用1.1水生维管束植物的净化机理高等水生维管束植物根、茎的吸附、分解、吸收及其共生细菌构成的多级生态系统分泌物，使水体中的悬浮颗粒与胶体凝聚后沉降，同时对浮游藻类产生抑制作用，可快速提高透明度；高等水生植物在生长过程中，需要吸收大量的N、P等营养元素，水生植物经收割利用后，被吸收的营养物质也就从水中转出，使水体中营养盐含量减少；高等水生植物的存在，促使富含营养盐或可转化为营养盐的悬浮有机碎屑沉降，离开水体，

4、也会使水体中营养盐含量减少[2]；水生植物通过根茎的吸收等还可富集不同类型的重金属[3]，植物与其生长环境中的多种生物联合作用使污染物得以降解[4]。1.2水生维管束植物的净化效果不同的水生植物对水质的净化效果不同，辛晓云[5]等人利用不同水生植物对氧化塘的NH3-N，COD和总磷及重金属的去除能力进行了测定，得出草芦（PhalarisarundinaceaL.）对NH3-N去除率最高，凤眼莲（Eichhorniacrassipes）去除COD最高达63.82%，菹草（Potamogetoncrispus）去除总磷高达96.0%，凤眼莲根富集能力很强，其中对Cu富集倍数

5、为886，Cd富集倍数为175，Cr6+富集倍数为2046，其中浮萍（Lemnaminor）对Pb吸附最强，吸富倍数为858。同一水生生物对不同污染物的净化率不同，而不同植物相互配合，可提高植物对水体氮磷的综合净化率，多种植物组合比单种植物能更好地实现对水体的净化[6]；芦苇在去除SS、COD和BOD等方面具有较大的作用，但对氮、磷的去除较弱，需要其它水生植物的联合作用[7,8]，如芦苇和茭白混种就是一种较好的植物栽培方式，芦苇输氧能力强，而茭白对氮、磷有很强的去除能力[9]。镶嵌植物群落组合（由浮水、浮叶、沉水植物为优势种的斑块水群丛构成）使得藻类生物量下降57.7%

6、，藻类数量下降2~3个数量级，TN下降60.0%，同时具有合理的物种多样性，更容易保持长期的稳定性[10]。1.3水生植物在湿地中的应用1.3.1人工湿地的类型根据污水在湿地中水面位置的不同，可以分为两类：水面位于湿地基质层以上的自由水面人工湿地（FWS）和水面位于基质层以下的潜流型人工湿地（SSF）[11]，其中挺水植物系统是应用最多的一种湿地系统，浮水植物系统应用不多，沉水植物系统应用得较少且主要应用于塘和湿地系统中的最后净化单元。1.3.2水生植物在湿地系统中的作用在70年代德国学者Kichuth提出根区法（TheRoot-ZoneMethod）唐晓燕等：水生维管

7、束植物在水污染中的应用115理论之后，人工湿地污水处理系统在世界各地逐渐受到重视，根区法理论强调高等植物在湿地污水处理中的作用，首先是它们能够为其根围的异养微生物供应氧气，为根区以外的厌氧微生物进行反硝化提供生存环境[12]；另一方面水生植物的根的生长有利于提高床基质层的水力传导性能[13]。栽种以挺水植物为主的水生植物是构建湿地区别于其它水处理系统的一个重要特征，在人工湿地中，水生植物占据着举足轻重的地位[14]，根据perfler等人的研究，种植植物和不种植物的系统对污水处理有明显的差异，但是对于种植不同植物的系统的差异并不明显[15