污染水體的植物修復(fù)技術(shù)

1、污染水體的植物修復(fù)植物修復(fù)的含義指利用植物和植物生長(zhǎng)及其共存的微生物作為技術(shù)手段來(lái)凈化環(huán)境中的有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物，主要依靠植物及其根際微生物菌群自然發(fā)生的進(jìn)程來(lái)達(dá)到控制、隔離、去除或降解污染物的目的。植物修復(fù)技術(shù)的類(lèi)型植物萃取，植物從土壤中吸收去除無(wú)機(jī)物，主要是重金屬和類(lèi)金屬。植物固定，植物根系微生物鈍化或固定土壤中的污染物，降低生物有效性和遷移性，阻止其向周邊擴(kuò)散。植物降解，植物通過(guò)酶活性在植物體內(nèi)直接降解有機(jī)污染物。植物促進(jìn)，植物的根系分泌物能促進(jìn)微生物的活性和生化反應(yīng)，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生物降解。根濾作用，利用植物去除大氣污染物，利用植物的同化或超同化功能凈化污染大氣。根濾作用概念及原理指植物去

2、除水體污染物的功能。利用水培植物的根系從污水中吸收、富集或沉淀金屬及有機(jī)污染物。 根濾是水體、淺水湖和濕地系統(tǒng)進(jìn)行植物修復(fù)的重要方式 實(shí)施該技術(shù)所選用的植物也以水生植物為主。水生植物的分類(lèi)水生維管束植物，具有發(fā)達(dá)的機(jī)械組織，植物個(gè)體高大高等藻類(lèi)通常具有四種生活型：挺水（蘆葦）、漂?。P眼蓮）、浮葉（睡蓮）、沉水（金魚(yú)藻）。水生植物的凈化機(jī)理水生植物的吸收作用微生物作用水生植物的沉降、吸附和過(guò)濾作用對(duì)藻類(lèi)的抑制作用吸收作用大型水生植物在其生長(zhǎng)過(guò)程中，具有過(guò)量吸收N、P 等營(yíng)養(yǎng)元素的能力。研究表明，水生植物的N 和P 含量都達(dá)到或超過(guò)生長(zhǎng)所需最低的N 和P 閾值，代表性浮葉植物和沉水植物的N、P

3、含量隨著湖泊營(yíng)養(yǎng)水平提高呈現(xiàn)規(guī)律性變化。與藻類(lèi)相比，氮、磷在水生植物體內(nèi)儲(chǔ)存更加穩(wěn)定，因?yàn)槠渖芷诟L(zhǎng)。當(dāng)水生植物被轉(zhuǎn)移出水生生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，被吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也隨之移出了水體，從而達(dá)到凈化的目的。微生物作用由于水生植物群落的存在，為微生物和微型動(dòng)物提供了附著的基質(zhì)、棲息的場(chǎng)所。研究表明，污水中的含氮有機(jī)物分解所產(chǎn)生的氨態(tài)氮，一部分是通過(guò)植物吸收和揮發(fā)作用而去除，大部分則是通過(guò)硝化作用和反硝化作用的連續(xù)反應(yīng)而去除的。同時(shí)，植物的根區(qū)提供了一個(gè)有氧環(huán)境，從而有利于微生物的降解，且根區(qū)外的厭氧環(huán)境則有利于厭氧微生物的代謝。沉降、吸附和過(guò)濾作用水生植物的存在，可以降低風(fēng)速，減小風(fēng)浪和阻擋水流，這為水體中

4、固體懸浮物的沉積創(chuàng)造了條件，降低了沉積物質(zhì)再懸浮的風(fēng)險(xiǎn)，增加了水體與植物表面區(qū)域的接觸時(shí)間，同時(shí)水生植物密集的根系還可以增強(qiáng)底質(zhì)的穩(wěn)定性，阻止侵蝕溝的形成，當(dāng)水流經(jīng)過(guò)時(shí)，不溶性膠體會(huì)被根系粘附或吸附，使水中的懸浮物沉降下來(lái)，漂浮植物的根可以減緩水流，從而達(dá)到過(guò)濾和沉淀泥沙、有機(jī)微粒的目的。對(duì)藻類(lèi)的抑制作用水生植物和浮游藻類(lèi)同屬于初級(jí)生產(chǎn)者，水生植物個(gè)體大，生命周期長(zhǎng)，直接干擾藻類(lèi)的生長(zhǎng)，因而具有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。一方面水生植物通過(guò)光和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)，抑制藻類(lèi)的生長(zhǎng)；另一方面通過(guò)化感作用抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)。某些水生植物根系能分泌出克藻物質(zhì)，達(dá)到抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的作用，如菇類(lèi)化合物、類(lèi)固醇等。水生植物的概念是

5、指生長(zhǎng)在水中或至少是生長(zhǎng)在水分充足而周期性缺氧的基質(zhì)上的任何大型植物，（包括水生植物和水生大型藻類(lèi)），尤其是在濕地和其他水生環(huán)境中生長(zhǎng)的植物水生植物的類(lèi)型挺水植物浮葉植物漂浮植物沉水植物挺水植物根生底質(zhì)中、莖直立的植物。吸收水體中的污染物的主要是根，也能從底泥中吸收營(yíng)養(yǎng)元素，降低底泥中營(yíng)養(yǎng)物含量，并且可通過(guò)水流阻尼作用，使懸浮物沉降，還有與其共生的生物群落共同凈化水質(zhì)的作用。挺水植物有很強(qiáng)的適應(yīng)性和抗逆性，生產(chǎn)快、產(chǎn)量高，并能帶來(lái)一定經(jīng)濟(jì)效益。代表（蘆葦、香蒲、水蔥、石菖蒲、千屈菜）2022-4-2615 香香 蒲蒲 又名蒲草、蒲菜，多年生宿根性濕地草本植物,植株高1.43m。肉穗狀花序園筒狀

6、頂生；雌雄花序緊相連，形成蠟燭狀，稱(chēng)蒲棒?；ㄆ?8月。香 蒲廣泛分布于全國(guó)各地。生于池塘、河灘、渠旁、潮濕多水處,常成叢、成片生長(zhǎng)。對(duì)土壤要求不嚴(yán),以含豐富有機(jī)質(zhì)的塘泥最好,畏寒忌旱。香蒲長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)健，管理容易，葉形瀟灑，花序奇特，是濕地植物中不可缺的裝飾材料。2022-4-2616茭茭 白白又名高筍、茭瓜2022-4-2617 蘆蘆 葦葦 又稱(chēng)蘆、葦子，可保護(hù)圩堤，擋浪防洪。耐污能力、凈化能力強(qiáng)，具有凈化水中的懸浮物、氯化物、有機(jī)氮、硫酸鹽的能力，能吸收汞和鉛，對(duì)水體中磷的去除率為65%,是國(guó)際上公認(rèn)的處理污水的首選植物。浮葉植物莖葉浮水、根固著或自由漂浮的植物，分為根生浮葉和自由漂浮植物。其吸

7、收污染物主要部分是根和莖，葉處于次要位置。大多數(shù)為喜溫植物，夏季生長(zhǎng)迅速，耐污性強(qiáng)，對(duì)水質(zhì)有很好的凈化作用，也有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但擴(kuò)展能力較強(qiáng)易泛濫。代表（睡蓮、荇菜）漂浮植物漂浮植物在光照競(jìng)爭(zhēng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，生長(zhǎng)力很高，能夠吸收水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的工程實(shí)踐及研究表明，該類(lèi)水生植物不僅具有較高的生長(zhǎng)率，能夠快速分解和吸收水中的N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而且植株漂浮于水面，易移出水體，既可作為牛、豬、鴨的營(yíng)養(yǎng)飼料，又可以漚肥、能帶來(lái)可觀的收益。2022-4-2620鳳眼蓮鳳眼蓮 又名水葫蘆、水浮蓮等。繁殖快，耐污性強(qiáng)，對(duì)水中的化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）有明顯的降解效果，對(duì)氮、磷

8、、鉀及重金屬離子均有一定的吸收作用，是一種凈化污水、美化環(huán)境的理想水生植物。還能從污水中吸收鎘、鉛、汞、鉈、銀、鈷、鍶等重金屬元素，能使水中的酚、氰等有毒物質(zhì)分解成無(wú)毒物質(zhì)。沉水植物沉水植物在水體修復(fù)中具有重要的作用，由于沉水植物的莖葉和表皮與根一樣具有吸收作用，因而具有較強(qiáng)的凈化能力。沉水植物占優(yōu)勢(shì)的水體水質(zhì)清澈、生物多樣性高，水生植物在不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)水平上存在維持水體清潔和自身優(yōu)勢(shì)狀態(tài)穩(wěn)定的機(jī)制。因此恢復(fù)以沉水植物為主的水生植物被認(rèn)為是合理的有效的凈化水質(zhì)的重要措施，代表植物（狐尾藻、金魚(yú)藻）2022-4-2622 金魚(yú)藻金魚(yú)藻 金魚(yú)藻分布全國(guó)，特別是在水中富含有機(jī)質(zhì)、水層較深、長(zhǎng)期浸水的稻

9、田中分布較多，危害較重。此外，靜水池塘、湖泊、溝渠中亦有分布。由于金魚(yú)藻吸氮能力極強(qiáng)，同時(shí)降低水溫，嚴(yán)重影響水稻分蘗及生長(zhǎng)發(fā)育。水生植物處理系統(tǒng)工藝植物凈化塘系統(tǒng)人工濕地技術(shù)水域浮床技術(shù)根際過(guò)濾技術(shù)植物凈化塘系統(tǒng)植物凈化塘系統(tǒng)是人工強(qiáng)化和改進(jìn)的穩(wěn)定塘技術(shù)，污染物的去除機(jī)制主要是植物的吸收和微生物的代謝。與普通的穩(wěn)定塘相比具有占地面積小、廢水停留時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)主要用于城鎮(zhèn)污水的二級(jí)或三級(jí)處理，某些工業(yè)廢水、暴雨徑流、受污染天然水的處理。水生維管束植物使用較多的為鳳眼蓮、浮萍、滿(mǎn)江紅等漂浮植物。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單但工藝優(yōu)化研究較少，應(yīng)受制約。人工濕地技術(shù)人工濕地技術(shù)利用人工建造和監(jiān)都控制的適合水

10、生植物生長(zhǎng)的工程化的沼澤地進(jìn)行廢水處理，其基本構(gòu)成要素有基質(zhì)、植物和微生物，它克服了天然濕地凈化效果不理想、負(fù)荷低、易淤積的缺點(diǎn)，不僅能有效凈化水體，還具有很強(qiáng)的生態(tài)功能。人工濕地常用的基質(zhì)有：粗砂、瓜子片、礫石、高爐渣、鋼渣、煤灰渣、草炭、耕層土、沸石、蛭石。水域浮床技術(shù)水域浮床技術(shù)是運(yùn)用無(wú)土栽培技術(shù)，以高分子材料為載體和基質(zhì)，采用現(xiàn)代農(nóng)藝和生態(tài)工程措施綜合集成的水面無(wú)土種植植物技術(shù)。采用該技術(shù)可將水生植物和原來(lái)只能在陸地種植的草本陸生植物種植到自然水域水面，并能取得與陸地種植相仿甚至更高的收獲量和景觀效果，具有可移動(dòng)式運(yùn)行、無(wú)動(dòng)力、無(wú)維護(hù)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。根際過(guò)濾技術(shù)根際過(guò)濾技術(shù)是利用超

11、富集植物根部從廢水中吸收、富集和沉淀污染物的一種植物修復(fù)技術(shù)，是近幾年發(fā)展的一種植物修復(fù)技術(shù)，主要用來(lái)處理放射性核素廢水、重金屬?gòu)U水以及富含營(yíng)養(yǎng)鹽的廢水。水生植物凈化能力的影響因素水生植物的選型及群落配置溫度光照污染物濃度水體的透明度存在的問(wèn)題水生植物在工程應(yīng)用中受各種環(huán)境因子影響大處理周期長(zhǎng)；水生植物凈化系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)、最優(yōu)化配置和后續(xù)處理還不完善；需要不斷尋找和選育適應(yīng)能力強(qiáng)，凈化效率高的物種；不斷開(kāi)發(fā)已應(yīng)用于水體修復(fù)的植物的新功能；不同水體中如何選擇植物種類(lèi)和搭配植物群落才能取得最好的效果。水生植物系統(tǒng)具有易遭受蟲(chóng)害，生長(zhǎng)過(guò)密引起蚊蟲(chóng)滋生，植物殘?bào)w打撈不及時(shí)造成二次污染。凈化效果的季節(jié)性問(wèn)題和持續(xù)性問(wèn)題尚未得到很好地解決。研究展望最近有人提出在富營(yíng)養(yǎng)化水面利用浮床技術(shù)栽培水稻或陸生經(jīng)濟(jì)植物的生態(tài)模式，既可凈化水體，又可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。水生植物對(duì)不同類(lèi)型污染物的凈化機(jī)理尚未完全弄清或存在不同觀點(diǎn)，因此將來(lái)還應(yīng)該著重加強(qiáng)一下方面的研究：不同生態(tài)環(huán)境下水生植物的生理生態(tài)研究；不同條件下水生植物的最優(yōu)群落配置的研究；低透明度污染水體和行洪河道水生植物自下而上的研究；不同水生植物對(duì)于不同污染因子的生存閾值問(wèn)題的研究。應(yīng)用前景利用水生植物吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并通過(guò)收獲植物帶走水中的