大型水生植物在水污染治理中的應用

　　隨著目前我國水污染情況不斷加劇，促使水污染治理工作開展力度也在不斷提高，而為了可以尋找出高效、低耗水污染處理技術，直至上世紀70年代，水生植物開始逐漸受到相關人員關注，這類植物耐污與治污能力被長時間研究后，得知這類植物具備較高水污染治理與水體修復功能。大型水生植物屬于分布較廣且存活在各類水體中的高等植物群，目前已經將各類大型水生植物生長水塘、濕地等。因大型水生植物投資較低、能耗較低，促使其已經成為水污染治理領域中重點研究熱點之一。

　　一、大型水生植物及生態(tài)功能概述

　　在大自然中存有一種現象極為神奇，就是如果同一物種在生活方式與習性等方面相同，通常就不會同時出現在一個區(qū)域之中，一旦同時出現在一個區(qū)域中，兩者就會在此區(qū)域中展開激烈爭奪，最后大自然會通過空間將雙方徹底隔離，這種現象被成為生態(tài)位。最初是于1970年間被人提出，此后對于大型水生植物研究開始逐漸增多，而后開始出現多種生態(tài)位界說，曾有位俄羅斯人通過相關實踐證明生態(tài)位，其將兩種水生植物放置在濃度完全相同的環(huán)境下培養(yǎng)，最初這兩種水生植物數量都開始有所上漲，而后其將兩種水生植物放置在同一環(huán)境下，對于環(huán)境內食物也做出適當控制，經過十六天之后此環(huán)境中僅存有一種水生植物，另一種水生植物已經完全沒有任何蹤跡，但另一水生植物并未出現任何殘留。雖然通過觀察了解兩種水生植物并沒有出現攻擊狀況，但存活下來的水生植物在競爭方面優(yōu)勢較大，另一種水生植物被徹底驅趕出同一環(huán)境，或被沉降、吸附在一中水生植物中，這也表明在自然界之中，任何物種都存有共生體系現象，但這種現象只體現在群體之中，因為在群體之中所有物種都需要相互爭奪。同時，如今社會大眾與大自然之間接觸逐漸增多，導致水資源遭到一定破壞與污染，但隨之人們也開始意識到水資源重要性，于是相關人員越發(fā)注重對生態(tài)位研究，希望能夠通過大型水生植物為水環(huán)境起到防治與保住作用。此外，大型水生植物屬于生態(tài)學范疇類群，同時也屬于分類群植物通過長時間適應水環(huán)境而形成的趨同性適應類型，其具體主要包括兩大類型，分別為：水生維管束植物與高等藻類。其中水生維管束植物(aquaticvascularplant)具備較高且發(fā)達的機械組織，植物體型較為龐大。一般情況下水生維管束植物具備4種生活類型(Typeoflife)，分別為：挺水植物(emergentaquaticplant)、漂浮植物(floatingplant)、浮葉植物(floatingleavedplant,floatingleafplant)、沉水植物(submergedplant)。

　　二、大型水生植物在生態(tài)系統(tǒng)污水處理中應用研究進展與現狀

　　2.1 大型水生植物運行方式

　　現代運用大型水生植物不同生活類型針對污水展開處理時，其方式主要包括：挺水植物系統(tǒng)(emergentaquaticplantsystem)、漂浮植物系統(tǒng)(floatingplantsystem)、沉水植物系統(tǒng)(submergedplantsystem)等。在這類系統(tǒng)中，植物處于核心位置，同時其光合作用可以知己運用太陽能來實現。大型水生植物隨著生長可以為其他生物帶來棲息環(huán)境，促使不同生命形式在大型水生植物運行構造出的生態(tài)系統(tǒng)中生存，同時也是因這一生存實現降解污染物。因此，以大型水生植物構建的污水處理系統(tǒng)又被人們稱作為自然處理系統(tǒng)(NaturalTreatmentSystem)、人工生態(tài)處理系統(tǒng)(Artificialecologicaltreatmentsystem)等。相較于傳統(tǒng)微生物處理水污染系統(tǒng)而言，這一系統(tǒng)主要優(yōu)勢在于：資金投入角度、能耗較低、處理過程更加容易與自然生態(tài)系統(tǒng)相互融合。其缺點主要在于：處理時間較長、占地面積較大、在處理過程中受天氣影響較為嚴重。

　　2.2 對污染物處理作用

　　2.2.1 植物吸收作用

　　從物理角度而言，大型水生植物可以有效降低水流受風力影響，同時可以實現控制水流速度，通過這一特點，可以有效實現去除污染物，并降低污染物懸浮在水資源中的可能性。通過研究可以得知，被大型水生物直接吸收污染物主要包括：(1)氮、磷等植物營養(yǎng)物質。(2)部分重金屬與有機物。當大型水生植物在吸收第一種污染物時，可以將其轉變?yōu)橹参镒陨斫Y構。而當大型水生植物吸收第二種污染物時，可以將其儲存在體內或直接對其進行降解。因氮與磷屬于大型水生植物生長所需營養(yǎng)物質，因此，其對于這類物質固定能力較高(如表1所示)。此外，而且一些水生植物具有產量較高的特點，在水生植物生長茂盛的時期，可以通過對其進行收割的方式解決水中存在的營養(yǎng)物質過多的問題。一些水生植物還有能集中吸收生存環(huán)境中重金屬離子和有機物質的特性，那些能在嚴峻環(huán)境中生長的水生植物耐污能力也很強，能有效吸收集中水中的重金屬離子和有機物質。在實際的污染水源中，藻類植物也能在這種環(huán)境下生存，而藻類的存在會造成水體環(huán)境富營養(yǎng)化。而將水生植物種植于污染水源中，能在改善水污染問題的同時有效抑制藻類生長，阻止水體環(huán)境富營養(yǎng)化。

　　2.2.2 大型水生植物處理根本作用

　　在基于大型水生植物針對水污染展開治理時，一定要提前對工程施工的整個過程，可能對水污染所造成的污染展開預判，并及時設計出科學、合理治理措施，從而在真正意義上對水污染起到一定程度的保護作用。而水污染治理在大型水生植物施工中主要有以下幾方面的作用：

　　(1)在實際基于大型水生植物展開水污染治理時，可以在第一時間發(fā)覺生態(tài)位變化，會對水污染所造成污染狀況，并及時制定合理、有效的處理措施，從而在真正意義上實現降低生態(tài)位變化對于水污染所造成的實際污染，并以此為生態(tài)水污染起到一定程度保護作用。

　　(2)水污染治理在整個環(huán)境治理工作中占據著重要位置，當城市出現嚴重水污染問題時，基于大型水生植物可以及時提出合理意見或建議，并為最終提出決策中的公平性起到一定程度保障，從而有利于提高水污染保護效果。

　　(3)由于在水污染治理這項工作中應充分運用現代化技術手段與方式，并基于大型水生植物可以有效實現提高針對水污染保護工作規(guī)范性，從而對水污染污染狀況起到治理作用，并對生態(tài)水污染起到保護作用，而且在發(fā)揮大型水生植物在社會與經濟等方面的實際效益同時，確保水污染方面實際效益不會遭受任何影響。

　　2.2.3 大型水生植物物理化學作用

　　在以大型水生植物為主要污水處理系統(tǒng)基礎時，系統(tǒng)中存在部分污染物通過物理化學作用被去除現象，具體去除現象包括：揮發(fā)、吸附、沉降等。

　　通過上述研究可以得知，在以大型水生植物為主要污水處理系統(tǒng)基礎時，系統(tǒng)得以去除大部分污染物與植物息息相關，但因過往對于植物相關研究較少、關注較少，因此，為了可以有效實現提高效率，就應針對污水處理系統(tǒng)中植物發(fā)揮作用、自身功能、其與微生物之間關系等方面展開全面研究。

　　三、　大型水生植物種類選擇及搭配

　　大型水生植物在處理系統(tǒng)中發(fā)揮出作用與種類選擇之間有著密不可分的關系，例如：如果在治理水污染中BOD與N(反硝化)時，植物就應選擇可以為微生物提供附著界面且具備龐大根系、較高傳氧能力等種類。當在治理水污染中N、P、重金屬、部分有機物時，植物就應選擇具備較高富集吸收能力且生長速度較快等種類。當在治理水污染中去除污染物目標較多時，植物就應選擇可以充分發(fā)揮出多種生態(tài)功能、不同生態(tài)功能等種類，同時將其相互搭配，從而達到治理效果。此外，在選擇植物時，也應針對治理地區(qū)氣候環(huán)境適應性、植物抗逆性、病蟲害抵抗性、職務管理難易度、植物后期處理等方面展開相應考慮與篩選，從而選擇出更加適合水污染地區(qū)治理植物種類。

　　四、結束語

　　綜上所述，目前，通過活性污泥為基礎的污水處理系統(tǒng)，無論在二級處理或深度處理時，所消耗費用與能源均會出現較高情況，這時就會導致水污染治理工作因資金問題難以開展。而通過大型水生植物為基礎的污水處理系統(tǒng)，通過太陽能十項驅動，并在針對污水進行深度處理時，可以充分實現回收資源與固定能源，并在處理后不會產生化學品與有害副產物。因此，隨著現代社會對于大型水生植物在水污染治理中應用研究進展不斷深入，促使以大型水生植物為基礎技術、系統(tǒng)均在不斷完善，并在今后得到廣泛應用。(來源：湖南省環(huán)境保護科學研究院)