毛法林
摘要:大型水生植物對水污染治理有著積極意義,其能夠通過物理特性對水中化合物進行吸附、過濾和沉淀,也能夠通過其化學特性對水中的態(tài)氮和磷等進行吸收和利用。同時,微生物在水體凈化過程中也有重要作用。當前,相關研究人員逐漸認識到大型水生植物對污染水體的凈化作用,并采取相關措施對其進行綜合應用,有利于營造純凈的水源環(huán)境。
關鍵詞:大型水生植物;污染水體;凈化作用
中圖分類號:X52文獻標識碼:A文章編號:1674-3024(2016)13-257-02
引言
相關人員一般應用生化二級處理方法、換水法和化學法對水體污染進行處理,但是其不具備經濟層面的優(yōu)勢,并且容易導致二次污染,適用范圍很窄。上世紀七十年代,研究人員逐漸認識到水生植物對水體污染的凈化作用,并對其進行嘗試和應用。植物的抗毒性比較強,對土壤中高濃度污染物具有適應性,因此其能夠對水體和土壤中的污染物進行吸收和降解,達到凈化水體的作用。大型水生植物的生長環(huán)境比較復雜,其一般處于水一泥、水一氣、水一陸界面,能夠有效調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)循環(huán),具有凈化作用和經濟效益的雙重優(yōu)勢,有利于湖泊生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
1.大型水生植物對污染水體的凈化作用
1.1促進懸浮物的沉降
物理作用。大型水生植物以其茂密的植被和旺盛的生命力對水流和風浪進行抑制,進而使水中懸浮物下降,有效避免底泥中顆粒物的再次懸浮。研究人員通過相關試驗表明,采用人工方式對沉水植物的空間生態(tài)位進行扶持,提高其種群優(yōu)勢,能夠對懸浮物濃度進行有效降低,改善水體環(huán)境,提高水體透明度和可見度,達到良好的水體凈化效果。
化學作用。大型水生植物的特性使其根部能夠釋放氧氣,形成根部氧化區(qū),有效遏制了底泥上浮,使水生植被的水體可見度比較好。植物生長過程中會分泌和釋放大量的有機物,其內部含有豐富的氨基酸和有機酸。加之其根系表皮細胞受到微生物的影響,對富里酸和胡敏素等腐殖質進行分解。腐殖質和分泌物內部含有羥基、酚羥基和芳環(huán)結構等,達到良好的化合物吸附效果。根系會對不溶性膠體進行粘附和吸附,對水流中的懸浮物和有機碎屑進行沉降。
1.2吸收和分解污染物
氮磷吸收。氮磷是植物體中不可或缺的重要組成部分。大型水生植物的生長速度和氮磷含量都會對其自身的吸收效果產生影響。不同植物種類和同一植物中的不同器官,其吸收能力也存在一定的差異性。相關人員通過研究植物根系分泌物和脫氮及COD去除之間的關系,得出結論:相同的凈化周期內,美人蕉與茭白相比,前者對污水TN的去除效果更好。相較于茭白根系,美人蕉根系在有機碳分泌上更具優(yōu)勢。其使氮具有良好的反硝化去除效果。污水中富含氮和磷,水生植物對其具有很好的去除效果。馬來眼子菜和苦草具有良好的去氮和去磷效果,二者的去除率分別能夠達到86.6%和90.8%。相關人員要對大型水生植物進行明確的了解,對其相關特性進行研究。
重金屬吸收。水生植物能夠對其生長過程中所需要的N0、Cu、Zn、Ni等金屬進行吸收,也能夠對生長非必需的Pb、Cd、Cr等進行吸收。相關研究人員通過不同植物對Cd、Pb、Zn的吸收情況進行研究,得出結論:藻類植物、草本植物和母本植物都能夠對重金屬進行很好的富集。藻類植物能夠通過對重金屬進行吸附,達到良好的水體凈化效果。例如,褐藻對Au的吸收量能夠達到400mg·g-1綠藻對不同種類重金屬離子的去除率能夠達到80%-90%。而草本植物鳳眼蓮對鋅的吸收率也能達到80%,并且其在植物體內部具有較長的保存時間。中國的植被資源比較豐富,不同地區(qū)要結合自身的植被特點和優(yōu)勢,對水生植物進行科學合理的選擇,對污染水體起到良好的凈化作用。同時,不同的水生植物對重金屬的耐性也有所不同,其耐性與重金屬吸收率成正相關。
有機物吸收和降解。當前,農藥和工業(yè)化學物對我國水資源的污染比較嚴重,使我國存在嚴重的資源危機。當這些污染物通過水體進入植物體內后,會借助不同的代謝機制,進行富集、轉化和完全降解。水生植物對有機物處理種類比較多樣化,其除了對有機物進行直接吸收和分解之外,也能夠借助根系對有機酸等物質進行分泌,進而對水生植物根系的微生物活性進行刺激,從而對有機物進行講解。相關研究表明,與美人蕉相比,茭白對污水COD具有良好的處理效果。相關人員要對水生植物的特性進行科學合理的分析,結合水體污染源對水生物的種植種類進行選擇和搭配。
1.3抑制藻類生長
資源競爭抑制。大型水生植物和浮游藻類生長都離不開光照和無機營養(yǎng),在同一生存環(huán)境下,這兩類植物通過競爭獲取自身的營養(yǎng)。以藻類光能競爭為例,挺水植物、漂浮植物和浮葉植物居于絕對優(yōu)勢,沉水植物相對較弱。鳳眼蓮能夠抑制藻類的生長,進而對水質進行凈化。首先,浮游植物具有良好的營養(yǎng)物質吸收能力和光能應用能力。大型水生植物對光照進行遮擋,嚴重阻礙了水體中藻類對光照的吸收以及其自身的繁殖。其次,大型水生植物具有生命周期和營養(yǎng)儲存及吸收方面的優(yōu)勢,其對氮和磷的儲存也比較穩(wěn)定。比如,在西湖種植聚草和茜草等水生植物,能夠達到良好的水質凈化效果,提高水體透明度。同時,其浮游植物數(shù)量也大量減少,為游客提供了良好的水體環(huán)境。
釋放抑藻化感物質。部分水生植物能夠產生酚和生物堿等化感物質,對藻類生長進行抑制。如果化感物質濃度比較高,會增加藻細胞體積和細胞內部油滴,對細胞結構和顏色產生影響,進而抑制其生長。以石菖蒲為例,其對藻類生長具有很好的抑制效果。石菖蒲通過根系對水體分泌化合物質,對藻類生長環(huán)境進行破壞。同時,借助培植石菖蒲的水對藻類進行培養(yǎng),能夠削弱其光合速率和細胞還原TTC能力。藻類是影響水體環(huán)境的重要因素。相關研究人員要注重對其特性進行研究,進而對水生植物進行科學合理的搭配,抑制藻類生長,將水體污染降到最低。
2.結語
水生植物是河流、湖泊等水資源中的重要組成部分。相關人員要認識到水生植物對水體凈化的重要作用,結合水體環(huán)境和其污染情況,對水生植物進行科學合理的選擇和搭配,以達到良好的經濟效益和景觀美化效果。當前,相關研究部門僅限于對單一水生物凈化能力進行研究,不重視對多種水生植物群落對水體的凈化能力進行研究。研究人員要認識到多種水生植物搭配對水體凈化的重要作用,加大研究力度,通過對大型水生植物進行科學合理的應用和搭配,有效降低水體污染,起到良好的凈化效果。