植物在水体富营养化治理工程中的应用与前景

北极星环保网讯:摘要：针对水体的富营养化在我国情况越来越恶劣的情况，分析了水体富营养化的成因，并对使用植物净化富营养化水体技术进行了阐述。结合目前利用植物净化受污染水环境技术的发展，指出了植物在富营养化水体净化方面表现出良好的效果、植物改善富营养化水体的实际工程应用及该技术的良好发展前景。

关键词：水体富营养化；植物净化；治理工程

1引言

近年來，我国经济发展迅猛，人民生活水平得到逐步改善，人们对环境问题也愈来愈重视。当前水体污染、水体富营养化问题也逐渐暴露在人们的视野，不达标工业废水，农业施肥及生活污水向水体中大量排放氮、磷，引起水体富营养化。大量的氮、磷等营养物质的积累，使生物在水体大量的繁殖，从而造成对水生生态系统的破坏。

中国湖泊很多，有2300多个大于1km2的湖泊，湖泊总面积约70988km2，相当于0.8%陆地的总面积，其中统计湖泊中有56%的湖泊处于富营养化状态[1]。针对我国愈来愈严峻的水质环境，环境保护部发布了“十三五”期间，全国需完善的水体质量的国控单元信息343个，涉及29个省（自治区、直辖市），197个地级及以上城市，956个县（区，市）。由此可见，我国对水环境的质量越来越重视。

2水生植物及其作用机理

2.1水生植物

当下水生植物的定义仍有很大的差异。笔者认为，水生植物是生长在水中，并能够在营养物和水环境的支持下，其所有部分可以繁殖；或在正常条件下，当其中的营养成分逐渐降低时，还可以诱导发生有性繁殖的植物。

2.2作用机理

富营养化水体利用植物净化的机理不同于其他净化污染水体的方法。该技术主要是用水生植物和根区微生物一起产生作用，从而达到净化污水的目的。植物也会对水体中的氮、磷和悬浮颗粒进行吸收、微生物转化、物理吸附和沉淀作用，同时对有机物进行吸收，对重金属进行富集。植物利用污水中的氮、磷，来维持自身生长，且能吸收某些重金属，在脱毒后于植物体内被降解。

2.2.1物理作用机理

水生植物的物理效应：其根、茎、叶等吸附有机质、氮、磷和多种微生物。例如，水生植物根系与水体有较多接触。这相当于产生一个致密的过滤网，使污水中的污染物质被吸附或滞留在根部，细菌同样会被根系吸附。污染物和细菌沉积物中磷含量增加，会使释放的磷在上层水含量降低，而达到湖水净化的效果。同时，大型水生植物可通过生长茂盛的水生植物的茎、叶以覆盖阳光并减少水中藻类的光合作用来抑制水体中藻类的生长。

2.2.2生物作用机理

通过生物作用来改善水质是水生植物改善受损水环境的主要途径。①水生植物根茎上的生物膜能起到有效净化水体的作用。②水生植物中根际微生物的氧化分解是生物修复的主要过程。根际微生物的生长情况和活性会直接影响生态恢复的效果。③大型水生植物的同化也可以达到净化水体的作用，不同植物种类对根际微生物丰度，种群和活性的影响也不同。一般认为，在生态恢复过程中，水生植物的同化量占总污染物总量的20%。他们大多数只能去除5%～13%，不同的水生植物净化污水的能力也不尽相同。

此外，在光合作用下，金属元素在植物自身离子交换过程螯合。这改变了植物根际附近的酸碱度，会影响到金属元素的活性。所以若植物能大量吸附矿物元素，则会增强植物净化水体的能力，这对水体净化具有重要作用。

2.2.3协同作用机理

协同效应是微生物和大型水生植物对污水中污染物降解的过程。有机营养物的降解是微生物在净化过程中的重要组成部分。水生植物根系会产生一些促进微生物繁殖生长的有机物。从而增加根际微生物数量，最终达到净化效果。同时，微生物可在根系生长繁殖。微生物活动也增加了水生植物的根长、根部面积等，彼此互补和相互促进。

3水生植物在受损水环境中的应用

3.1城市污水

许多研究发现，城市污水中的氮、磷和有机物可被植物吸附、吸收和同化而去除。杨丹青等[2]研究发现，水翁对总氮的吸附速率为：74.54mg（N）/（kg˙d），总磷：13.39mg（P）/（kg˙d）。同时，水生植物对城市污水中的金属污染物也有一定的去除作用。与城市污水处理厂相比，植物改善城市污水能节约成本、减小能耗、美化环境等。

3.2富营养化水体

富营养化将导致水质恶化，水中生物生长不规律，造成生态失衡。影响人们的生活，影响经济发展等。由此可见，水体富营养化问题有必要深入研究，继续探索。童昌华等[3]通过实验研究表明污水中的氮能有效地被水生植物去除，使污水总氮含量显著降低。

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