水生植物净化水质的机理
发布时间：2020-04-18 04:30 点击量：
我国利用水生植物净化水质的研究始于20世纪70年代中期,包括静态条件下单一物种及多种 植物配植对污染物浓度较高污水的净化作用及动态方法研究水生植物对污水处理效果。近 30 年来, 对东湖、巢湖、滇池、太湖、洪湖、保立湖、鸭儿湖等浅水湖泊的富营养化控制和湿地生态系统 恢复的大量研究证明,水生植物可以吸收、富集水中的营养物质及其他元素,增加水体中的氧气含 量,或抑制有害藻类繁殖的能力,遏制底泥营养盐向水中的再释放,利于水体的生物平衡等。水生高 等植物能有效地净化富营养化,提高水体的自净能力,也是人工湿地系统发挥净化作用必不可少的 因素之一。
1 植物自身的性状和抗性能力 水生植物由于长期生活在一种缺氧、弱光的环境中,形态解剖结构上形成特殊性。根、茎、叶 形成完整的通气组织,保证器官和组织对 O2 的需要;叶片呈肉质,如香蒲表皮有厚角质层,栅栏组 织发达,污染点处的根、茎、叶表皮细胞排列紧密等结构能抵抗因污染受害而引起的同化功能下降、 水分过分蒸腾,增强了香蒲植物的耐污性和抵抗力。
2 植物的吸收、富集作用 水生植物根系发达,利于吸收水中物质。如凤眼莲生长过程需要大量的 N、P 营养物,它吸收后 生长迅速,对于净化富营养化水体效果明显,有效吸收水体中的重金属 CU。香蒲植物吸收废水中的 重金属时,吸收能力大小依次是根>地下茎>叶,并且按照一定的比例从生境中吸取各种元素,形成 新的动态平衡,防止对某元素吸收过多而引起毒害。植物吸收污染物后,尤其是重金属离子、农药 和其他人工合成有机物等,便富集、固定在体内或土壤中,减少水体中污染物量。研究表明,Pb、Zn 进入香蒲体内,主要积聚在皮层细胞中的细胞壁上,只有少量进入原生质,可见细胞壁对重金属有 较高的亲和力。
3 净化塘的沉降、吸附和过滤作用 净化塘里水生植物生长旺盛,根系发达,与水体接触面积大,形成密集的过滤层。如香蒲,它的 地下茎和根形成纵横交错的地下茎网,水流缓慢时重金属和悬浮颗粒被阻隔而沉降,防止其随水流 失,同时又在其表面进行离子交换、整合、吸附、沉淀等,不溶性胶体被根系吸附,凝集的菌胶团把 悬浮性的有机物和新陈代谢产物沉降下来。 诺蓝水生 18288941598
4 生化作用 植物净化污水的过程中生化作用也起到很大作用。光合作用产生的 O2 和大气中的 O2 直接输 送到植株各处,并向水中扩散,一方面根系通过释放O2,氧化分解根系周围的沉降物;另一方面使水 体底部和基质土壤形成许多厌氧和好氧小区,为微生物活动创造条件,进而形成“根际区”。这样, 植物代谢产物和残体及溶解的有机碳给湿地中的菌落提供食物源;同时,大量微生物在基质表面形 成灰色生物膜,增加了微生物的数量和分解代谢的面积,使植物根部的污染物(富集或沉降下来的) 被微生物分解利用或经生物代谢降解过程而去除。富营养化水体中,也可依靠水生植物根茎上的微 生物使反硝化菌、氨化菌等加速 NH+4—N 向 NO-2—N 和 NO-3—N 的转化过程,便于水生植物吸收与 利用,减少底泥向水体中的营养盐释放。
5 对浮游藻类的竞争抑制作用 富营养化严重的水体中,藻类疯长,水质恶化。栽种水生植物后,同浮游藻类竞争营养物质及所 需的光热条件,同时分泌出抑藻物质,破坏藻类正常的生理代谢功能,迫使藻类死亡,以防止其带来 的毒素。这样可提高水体透明度,改善水中的 DO 含量,促进沉水植物与共生菌的生长,进一步净化 水质。
