水生植物在水污染控制中的生態效應

時間：2008-11-28 來源： 作者：王樂

目前我國絕大部分的城市污水處理廠均采用傳統的二級活性污泥法處理工藝，而高額的工程投資和運轉費用則制約了其推廣和應用，尤其是對我國欠發達地區，資金和能源短缺問題普遍，許多中小城鎮仍沒有完善的污水處理系統。大量的研究結果表明，即使是在資金有保障的前提下，僅靠建立污水處理廠對點源進行處理，也很難使水污染得到有效控制。通常植物在生長過程中，能忍耐土壤中高濃度的污染物，植物的這種抗毒性作用，為植物對土壤和水體中的污染物吸收和降解奠定了基礎。該技術與我國的經濟發展水平相適應，對于解決中小城鎮的污水處理和生態環境的改善具有重要的實踐意義。

一、水生植物的生態效應

水生植物除了直接吸收、固定、分解污染物外，通常只是間接地參與污染物的分解，通過對土壤中細菌、真菌等微生物的調控來進行環境的修復，植物在水污染控制中生態效應主要表現在以下方面。

1.物理作用

覆蓋于濕地中的水生植物，使風速在近土壤或水體表面降低，有利于水體中懸浮物的沉積，降低了沉積物質再懸浮的風險，增加了水體與植物間的接觸時間，同時還可以增強底質的穩定和降低水體的濁度。此外，植物的存在削弱了光線到達水體的強度，阻礙了植物覆蓋下的水體中藻類的大量繁殖，尤其是在浮萍類植物的濕地系統中比較常見。植物的存在對基質具有一定的保護作用，在溫帶地區的冬季，當枯死的植物殘體被雪覆蓋后，植物則對基質起到很好的保護膜作用，可以防止基質在冬季凍結，以維持冬季濕地系統仍具有一定的凈化能力。植物對基質的水力傳導性能產生一定的影響，植物的根在生長時對土壤具有干擾和疏松作用，當根死亡或腐爛后，會留下一些管型的大孔隙，在一定程度上增加了基質的水力傳導性。淹沒于水中的水生植物的莖和葉形成的生物膜，為大量的光合細菌、藻類和原生微生物等在植物組織上的生長提供了一定空間，埋藏于土壤中的根和根區也為微生物的活動提供了巨大的物理活動表面，植物根系也是重金屬和某些有機物的沉積場所。因此，植物地上和地下的生物膜對于濕地中發生的所有微生物過程都具有重要作用。

2.植物對污染物的吸收作用

植物的生長和繁殖離不開營養物質，水體中的相當部分的營養物被植物轉化或保存在植物體內。對于不同生活型的水生植物，普遍認為漂浮植物吸收能力強于挺水植物，沉水植物最差。與木本植物相比草本植物對污水中的污染物則具有較高的去除率，如有蘆葦的濕地對NH4+中N-的去除率接近100%，而無蘆葦時，僅為40%～75%.定期和持續地從濕地系統中收獲成熟的植物，并能妥善處理收獲的植物，是保證污水中的養分被有效去除和防止對水體造成二次污染的唯一途徑。植物的對污水的凈化作用是植物吸收和微生物綜合作用的結果，植物的存在有利于硝化、反硝化細菌的生存。張鴻等研究表明，在種植水芹、鳳眼蓮的濕地中，硝化和反硝化細菌的數量均高于沒有植物的濕地，水芹濕地的細菌數量多于鳳眼蓮濕地的細菌數量，但前者對氨氮的去除率卻低于后者，說明人工濕地系統中對N的去除植物的吸收占主導地位。吳振斌等在進行的上、下行流的復合人工濕地系統的研究中，分別種植不同植物的濕地對COD、BOD5、TN、TP的去除效果均好于沒有種植植物的對照濕地。濕地植物直接吸收和利用可利用態P，起到去P的作用，并且植物的生長狀況直接影響到植物的去除效果，植物的良好長勢是對P去除的保證。

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