在水污染控制中水生植物的生態(tài)效應(yīng)

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水處理技術(shù):目前我國(guó)絕大部分的污水處理廠均采用傳統(tǒng)的二級(jí)活性污泥法處理工藝，而高額的工程投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用則制約了其推廣和應(yīng)用，尤其是對(duì)我國(guó)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，資金和短缺問(wèn)題普遍，許多中小城鎮(zhèn)仍沒(méi)有完善的污水處理系統(tǒng)。大量的研究結(jié)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(duì)點(diǎn)源進(jìn)行處理，也很難使水污染得到有效控制。通常植物在生長(zhǎng)過(guò)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(duì)土壤和水體中的污染物吸收和降解奠定了基礎(chǔ)。該技術(shù)與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)，對(duì)于解決中小城鎮(zhèn)的污水處理和生態(tài)環(huán)境的改善具有重要的實(shí)踐意義。

1、水生植物的生態(tài)效應(yīng)

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(guò)對(duì)土壤中細(xì)菌、真菌等微生物的調(diào)控來(lái)進(jìn)行環(huán)境的修復(fù)，植物在水污染控制中生態(tài)效應(yīng)主要表現(xiàn)在以下方面。

1.1物理作用

覆蓋于濕地中的水生植物，使風(fēng)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(zhì)再懸浮的風(fēng)險(xiǎn)，增加了水體與植物間的接觸時(shí)間，同時(shí)還可以增強(qiáng)底質(zhì)的穩(wěn)定和降低水體的濁度。此外，植物的存在削弱了光線到達(dá)水體的強(qiáng)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(tǒng)中比較常見。植物的存在對(duì)基質(zhì)具有一定的保護(hù)作用，在溫帶地區(qū)的冬季，當(dāng)枯死的植物殘?bào)w被雪覆蓋后，植物則對(duì)基質(zhì)起到很好的保護(hù)膜作用，可以防止基質(zhì)在冬季凍結(jié)，以維持冬季濕地系統(tǒng)仍具有一定的凈化能力。植物對(duì)基質(zhì)的水力傳導(dǎo)性能產(chǎn)生一定的影響，植物的根在生長(zhǎng)時(shí)對(duì)土壤具有干擾和疏松作用，當(dāng)根死亡或腐爛后，會(huì)留下一些管型的大孔隙，在一定程度上增加了基質(zhì)的水力傳導(dǎo)性。淹沒(méi)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(xì)菌、藻類和原生微生物等在植物組織上的生長(zhǎng)提供了一定空間，埋藏于土壤中的根和根區(qū)也為微生物的活動(dòng)提供了巨大的物理活動(dòng)表面，植物根系也是重金屬和某些有機(jī)物的沉積場(chǎng)所。因此，植物地上和地下的生物膜對(duì)于濕地中發(fā)生的所有微生物過(guò)程都具有重要作用。

1.2植物對(duì)污染物的吸收作用

植物的生長(zhǎng)和繁殖離不開營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，水體中的相當(dāng)部分的營(yíng)養(yǎng)物被植物轉(zhuǎn)化或保存在植物體內(nèi)。對(duì)于不同型的水生植物，普遍認(rèn)為漂浮植物吸收能力強(qiáng)于挺水植物，沉水植物最差。與木本植物相比草本植物對(duì)污水中的污染物則具有較高的去除率，如有蘆葦?shù)臐竦貙?duì)NH+4-N的去除率接近100%，而無(wú)蘆葦時(shí)，僅為40%～75%.定期和持續(xù)地從濕地系統(tǒng)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(yǎng)分被有效去除和防止對(duì)水體造成二次污染的唯一途徑。植物的對(duì)污水的凈化作用是植物吸收和微生物綜合作用的結(jié)果，植物的存在有利于硝化、反硝化細(xì)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(xì)菌的數(shù)量均高于沒(méi)有植物的濕地，水芹濕地的細(xì)菌數(shù)量多于鳳眼蓮濕地的細(xì)菌數(shù)量，但前者對(duì)氨氮的去除率卻低于后者，說(shuō)明人工濕地系統(tǒng)中對(duì) N的去除植物的吸收占主導(dǎo)地位。吳振斌等在進(jìn)行的上、下行流的復(fù)合人工濕地系統(tǒng)的研究中，分別種植不同植物的濕地對(duì)COD、BOD5、TN、TP的去除效果均好于沒(méi)有種植植物的對(duì)照濕地。濕地植物直接吸收和利用可利用態(tài)P，起到去P的作用，并且植物的生長(zhǎng)狀況直接影響到植物的去除效果，植物的良好長(zhǎng)勢(shì)是對(duì) P去除的保證。