大型水生植物在水污染治理中的應(yīng)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(shù)，直至上世紀70年代，水生植物開始逐漸受到相關(guān)人員關(guān)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(fù)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(jīng)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(jīng)成為水污染治理領(lǐng)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(xiàn)象極為神奇，就是如果同一物種在生活方式與習(xí)性等方面相同，通常就不會同時出現(xiàn)在一個區(qū)域之中，一旦同時出現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)多種生態(tài)位界說，曾有位俄羅斯人通過相關(guān)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(shù)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(nèi)食物也做出適當(dāng)控制，經(jīng)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(jīng)完全沒有任何蹤跡，但另一水生植物并未出現(xiàn)任何殘留。雖然通過觀察了解兩種水生植物并沒有出現(xiàn)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(qū)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(xiàn)象，但這種現(xiàn)象只體現(xiàn)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(dǎo)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(guān)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(xué)范疇類群，同時也屬于分類群植物通過長時間適應(yīng)水環(huán)境而形成的趨同性適應(yīng)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(yīng)用研究進展與現(xiàn)狀

　　2.1 大型水生植物運行方式

　　現(xiàn)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(xiàn)。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(gòu)造出的生態(tài)系統(tǒng)中生存，同時也是因這一生存實現(xiàn)降解污染物。因此，以大型水生植物構(gòu)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(fēng)力影響，同時可以實現(xiàn)控制水流速度，通過這一特點，可以有效實現(xiàn)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(zhì)。(2)部分重金屬與有機物。當(dāng)大型水生植物在吸收第一種污染物時，可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镒陨斫Y(jié)構(gòu)。而當(dāng)大型水生植物吸收第二種污染物時，可以將其儲存在體內(nèi)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(zhì)，因此，其對于這類物質(zhì)固定能力較高(如表1所示)。此外，而且一些水生植物具有產(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(zhì)。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(yù)判，并及時設(shè)計出科學(xué)、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(xiàn)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(jù)著重要位置，當(dāng)城市出現(xiàn)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(yīng)充分運用現(xiàn)代化技術(shù)手段與方式，并基于大型水生植物可以有效實現(xiàn)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(jīng)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(xué)作用

　　在以大型水生植物為主要污水處理系統(tǒng)基礎(chǔ)時，系統(tǒng)中存在部分污染物通過物理化學(xué)作用被去除現(xiàn)象，具體去除現(xiàn)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(chǔ)時，系統(tǒng)得以去除大部分污染物與植物息息相關(guān)，但因過往對于植物相關(guān)研究較少、關(guān)注較少，因此，為了可以有效實現(xiàn)提高效率，就應(yīng)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(guān)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(guān)系，例如：如果在治理水污染中BOD與N(反硝化)時，植物就應(yīng)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(dāng)在治理水污染中N、P、重金屬、部分有機物時，植物就應(yīng)選擇具備較高富集吸收能力且生長速度較快等種類。當(dāng)在治理水污染中去除污染物目標(biāo)較多時，植物就應(yīng)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(yīng)針對治理地區(qū)氣候環(huán)境適應(yīng)性、植物抗逆性、病蟲害抵抗性、職務(wù)管理難易度、植物后期處理等方面展開相應(yīng)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(jié)束語

　　綜上所述，目前，通過活性污泥為基礎(chǔ)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(xiàn)較高情況，這時就會導(dǎo)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(chǔ)的污水處理系統(tǒng)，通過太陽能十項驅(qū)動，并在針對污水進行深度處理時，可以充分實現(xiàn)回收資源與固定能源，并在處理后不會產(chǎn)生化學(xué)品與有害副產(chǎn)物。因此，隨著現(xiàn)代社會對于大型水生植物在水污染治理中應(yīng)用研究進展不斷深入，促使以大型水生植物為基礎(chǔ)技術(shù)、系統(tǒng)均在不斷完善，并在今后得到廣泛應(yīng)用。(來源：湖南省環(huán)境保護科學(xué)研究院)