【技术综述】水生植物对污染水体修复的研究进展

  人类文明进程的加快导致了大量的工业、农业和生活废弃物排入水或土壤中，使水质和土壤受到严重污染。随着对生态学与人类关系研究的深入，慢慢的变多的研究者开始关注利用生态学原理修复受污染的水环境和土壤。水生植物作为自然界ECO中生产者的一员，其特性决定了具有净化与修复水体污染的功能。

  大部分水生植物长期生活在一种缺氧、弱光的环境中，形态解剖结构上就形成了一种特殊性，即具有很发达的根、茎、叶通气组织，通过植株枝条和根系的气体传输和释放作用，将O2输送至根区，在还原性的底泥中形成了氧化态的微环境，从而加强了根区微生物的生长和繁殖，增强了其降解作用。故水生植物的气体交换与输导作用对以水生植物为主体的生态工程处理系统的正常和高效运行具备极其重大意义。

  水生植物能吸收和富集一些有毒有害于人体健康的物质。可溶性有机物通过植物根系生物膜的吸附、吸收和生物代谢降解过程被去除。窦磊等研究表明，Pb、Zn进入香蒲(Cattail)体内，主要积聚在皮层细胞的细胞壁上，只有少量进入原生质。

  大型水生植物在水中形成的茂密植被具有抑制风浪和减缓水流的功能，可促进水中悬浮物的下降，以及减少底泥中颗粒物的再悬浮。屠清瑛等在北京什刹海进行的生态恢复试验证明，改善光照和溶氧条件，人为扶持沉水植物的空间生态位，使其成为优势种群，能大大降低生物性和非生物性悬浮物浓度，提高水体透明度，增加了水生生态修复的有效性。

  在植物生长过程中，根系会向生长介质中分泌出大量的有机物，这类分泌物中包含有大量的有机酸、氨基酸和活性酶等;根系表皮细胞死亡后在微生物的作用下分解为腐殖质。这些分泌物和腐殖质中有一系列功能团，如羟基、羧基、酚羟基、烯醇羟基以及芳环结构等，它们对含各种基团的化合物均具有极强的吸附能力。当水流经过时，不溶性胶体会被根系粘附或吸附，再通过生物化学作用，将水中的污染物降解。吴振斌等通过人工湿地根区磷酸酶和脲酶活性的测定发现,其脲酶活性与总氮去除率有较明显的相关关系，证明了植物磷酸酶对磷的去除起到很大作用。

  抑制作用也称为植物的化感作用，Rice将化感作用定义为一种植物通过向环境中释放化学物质影响其他生物生长的现象。许多研究都表明化感作用都会存在于水体中。俞子文等证实了水花生(Alternanthera Philoxeroides)、水浮莲(Eichhirnia crasslpes)、满江红(Azolla Imbricata)、紫萍(Spirodela Polyrhiza)和西洋菜(Nasturitium Officinale)与雷氏衣藻(Chlamydomonas Reinhardi)有相生相克关系，从水花生、水浮莲的种植水中得到的分泌物粗提物，也表现出对雷氏衣藻的克制效应。

  不同水生植物对污水净化能力不同，但对氮、磷、钾的去除途径主要有植物吸收、沉淀、吸附作用和微生物固定等。吴湘等研究了挺水植物芦苇(Phragmites Australis)、沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum Demersum L)和浮叶植物浮叶四角菱(Trapaceae)对池塘养殖废水的净化效果，发现它们对水体中氮素的去除率：芦苇>

  浮叶四角菱>

  金鱼藻;磷素的去除率：芦苇>

  金鱼藻>

  浮叶四角菱，可见挺水植物芦苇对氮磷具备比较好的去除能力。

  蔡培英等进行了7种水生植物去除城市生活垃圾污水氮、磷效果的研究，根据结果得出7种水生植物对生活垃圾污水中TP的去除率均达60%以上。黄辉等对利用以浮萍为基础的稳定氧化塘的N、P含量进行了连续3年的监测，监测指标包括N、P、BOD、COD、Fe3+和TSS等，在这些指标中，每一项都降低了60%以上。

  任文君等研究了4种沉水植物在白洋淀富营养化环境下的生长状况，以及对水体氮、磷及有机物的净化效果，试验21天后，蓖齿眼子菜(Potamogeton Pectinatus L)、马来眼子菜(Potamogeton Malaianus)、金鱼藻和黑藻所在的生长体系对水体中总磷的去除率分别为83.59%、84.35%、87.84%和89.88%;对水体中氨氮的去除率都在75%左右;对总氮的去除率分别为79.40%、83.82%、88.51%和87.73%，综合看来金鱼藻和黑藻净化效果较好。

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