浅谈水生植物在河流生态修复中的应用研究进展

浅谈水生植物在河流生态修复中的应用研究进展水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体，植物和根区微生物共生，产生协同效应，从而净化污水。这种净化方式具有成本低、能耗小、治理效果较好，对环境扰动小，有利于资源化，有较好的经济效益和美化环境价值等优点。本文简要阐述了水生植物净化污水的研究及应用现状、净化机理和效果，展望了该技术的发展前景。在多种水体修复的方法中，水生植物对于水污染治理可以发挥多种作用并有其特定的优势：水生植物可吸收氮、磷等水体中的营养物质，富集重金属或吸收降解某些有机污染物；促进微生物的生长代谢，来使水中大部分可生物降解有机物降解；抑制低等藻类的生长，控制富营养化的表现形式等。基于以上概述，本文将讨论水生植物在河流生态修复方面的作用。1.应用价值1.应用价值水生植物广泛分布在江河湖泊等各种水体中，水生植物可通过光合作用将光能转化为有机能，并向周围环境释放氧气，发挥多种生态功能，如:短期储存N、P、K等水体中的营养物质，净化水中的污染物，抑制低等藻类的生长和促进水中其他水生生物的代谢。与藻类相比，水生植物的特点是更易于人工操纵，即可通过人工收获将其固定的氮、磷带出水体，这些特点是利用大型水生植物进行污水处理的理论基础水生植物在水体中的生态功能使其在水污染防治中具有很大的应用价值。随者水污染的加剧，为了寻找高效低耗的水污染处理技术，20世纪70年代，水生植物开始受到人们的关注，许多这类物质的耐污及治理能力被研究发现，多种以大型水生治污为核心的污水处理和水体修复生态工程技术被开发.大量工程实践表明,这项技术具有低投资、低能耗、高效等优点，因此近年来已成为环境领域的研究热点之一2.水生植物修复系统的方式及研究进展根据所利用的植物生活型（lifeform）不同,水生植物污水处理系统有3种基本方式：漂浮植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统表1各种处理系统比较2.1挺水植物系统的应用研究在挺水植物系统中，李科德等通过人工模拟芦苇床系统处理污水进行了研究。研究结果表明，芦苇根具有较高的氧化还原趋势，为好氧微生物的活动创造了有利条件；污水中的有机物是通过芦苇床内各种微生物的各种协同作用而去除；NH3-N主要通过硝化作用和反硝化作用的连续反应而去除；另一方面是受营养、温度、pH值等因素的影响；SS的去除主要是通过沉淀、过滤、吸附、固化等理化作用而实现。2.2沉水植物系统的应用研究在沉水植物系统，乔建荣[7]等研究了常见的8种沉水植物对草海水体总磷的去除能力，试验用草海污水中总氮总磷的浓度比为TN：TP=7：1，可以认为总磷为草海水体的营养盐限制因子。可以看出实验结束时，水体总氮、总磷均有明显取出作用。在实验条件下（无外来营养盐输入），水体总磷浓度随时间变化呈负指数衰减。如表2表2沉水植物对水体TN、TP的去处效果2.3漂浮植物系统的应用研究辛晓云[9]等对水生植物凤眼莲、草芦、香蒲、菹草、浮萍等对氧化池的NH3-N，COD和总磷及重金属的去除能力进行了测定，结果证明：草芦去除NH3-N最高达93.6%，凤眼莲去除COD最高达63.82%，菹草去除总磷高达96.0%，凤眼莲根富集能力很强，其中对Cu富集倍数为886，Cd富集倍数为175，Cr6+富集倍数为2046，其中浮萍对Pb吸附最强，吸附倍数为858。凤眼莲的生长与水体中营养物的状况，特别是氮、磷、钾的含量密切相关[10]。浮萍在对氮污染水体的修复上显示了巨大潜力，在缺少氮的条件下紫浮萍几乎不生长，因此浮萍可以通过清除营养物来提高水质。总结与传统的微生物处理方式相比，水生植物对于河流生态修复的优势之处在于：低投资、低能耗、处理过程与自然生态有着更大的相融性等。缺点在于：处理时间长、占地面积大及气候影响严重。除单独使用外，这3种方式也经常被组合应用或与其他的处理工艺形成联合处理各类污水的处理。随着研究应用的深入，现在这些联合系统正在趋向于水生植物为结合点，把污水处理和其他功能统一起来，使其扬长避短。如四川的成都，为了处理受污染的河水在岸边建造的活水公园，其中的水生植物塘系统既营造了公园的主要景观，又可有效的进行污水处理；中国科学院水生植物所在传统生物塘基础上改进的综合生物塘系统。由此可见，因地制宜的综合利用，是以水生植物为主的污水处理方式发展的方向。