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水生植物对污染物的清除及其应用

来源:中国花木网   作者:   日期:2009年11月16日

    随着经济的发展、工农业废水的排放,水体被大量污染。文章综述了水生植物对氮、磷,重金属及有毒有机物等各类污染物的清除作用及在污染治理中的应用实践。同时对水生植物在废水处理和湖泊治理方面提出了相应的展望和建议。     人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中,使水受到污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类,基本上以化学性污染为主。具体污染杂质有无机污染物质、无机有毒物质、有机有毒物质、植物营养物质等。而对于这些污染物的清除中,水生植物起着非常重要的作用。     水生植物指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。水生植物大致可区分为四类:挺水植物、沉水植物、浮叶植物与漂浮植物。而大型水生植物是除小型藻类以外所有水生植物类群。水生植物是水生态系统的重要组成部分和主要的初级生产者,对生态系统物质和能量的循环和传递起调控作用。它还可固定水中的悬浮物,并可起到潜在的去毒作用。水生植物在环境化学物质的积累、代谢、归趋中的作用也是不可忽视的。用水生植物来监测水生污染、对污染物进行生态毒理学评价及其进入生物链以后的生物积累、修饰和转运,对植物生态的保护和人畜健康方面有非常重要的意义。     水生植物指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。水生植物大致可区分为四类:挺水植物、沉水植物、浮叶植物与漂浮植物。而大型水生植物是除小型藻类以外所有水生植物类群。水生植物是水生态系统的重要组成部分和主要的初级生产者,对生态系统物质和能量的循环和传递起调控作用。它还可固定水中的悬浮物,并可起到潜在的去毒作用。水生植物在环境化学物质的积累、代谢、归趋中的作用也是不可忽视的。用水生植物来监测水生污染、对污染物进行生态毒理学评价及其进入生物链以后的生物积累、修饰和转运,对植物生态的保护和人畜健康方面有非常重要的意义[1]。     1水生植物对污染物的清除     1.1水生植物对氮磷的清除     湖泊富营养化已成为一个世界性的环境问题。利用水生大型植物富集氮磷是治理、调节和抑制湖泊富营养化的有效途径之一。湖泊水环境包括水体和底质两部分,水体中的氮磷可由生物残体沉降、底泥吸附、沉积等迁移到底质中。对过去的营养状况的追踪表明,水生植物可调节温度适中的浅水湖中水体的营养浓度[2]。而大型沉水植物则通过根部吸收底质中的氮磷,从而具有比浮水植物更强的富集氮磷的能力。沉水植物有着巨大的生物量,与环境进行着大量的物质和能量的交换,形成了十分庞大的环境容量和强有力的自净能力。在沉水植物分布区内,COD、BOD,总磷、铵氮的含量都普遍远低于其外无沉水植物的分布区[3]。而漂浮植物的致密生长使湖水复氧受阻,水中溶解氧大大降低,水体的自净能力并未提高,且造成二次污染,影响航运。挺水植物则必须在湿地、浅滩,湖岸等处生长,即合适深度的繁衍场所,具有很大的局限性。     不同的沉水植物对水体中的总氮总磷均有显著的去除作用。在关于常见沉水植物对滇池草海水体(含底泥)总氮去除速率的研究中发现:物种去除能力的大小顺序依次为伊乐藻>苦草>狐尾藻>篦齿眼子菜>金鱼藻>菹草>轮藻。随着时间的延长,水体中总氮浓度呈负指数形式衰退,且在实验的总氮浓度范围内(2.628~16.667mg/L)每种沉水植物的去除速率随总氮浓度的增加而增加[4]。此外,黑藻(Hydrillaverticillata(L.f.)Royle)对磷的需求较低,并可利用重碳酸盐作为光合作用的碳源[5]。     磷吸收是主动过程[6]。在亚热带湿地中,磷主要是在植物内流动,而氮主要是通过沉积作用和反硝化作用进行流动。对于夏季浮游植物(主要是外来蓝藻),磷是限制因子。据推测:磷循环强烈依赖于大型植物的调节;底泥中磷的衰竭影响植物香蒲(Typhadomingensis)的减少,而随后磷的有效性的增加又使其重现[7]。在对东湖的围隔实验中,结果显示了沉水植物在磷营养滞留物中的关键地位[8]。沉水植物均能从叶、根状茎(主要是叶)来去除水中的标记碳,从而促进了流水生境中碳的吸收、迁移和释放[9]。淡水沉水植物系统对营养物的去除有很好的作用:对氮主要是通过反硝化作用,对磷则是生物吸收和随后的植株收获[10]。 

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(编辑:叶微微)
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