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探究大型水生植物对污染水体的净化作用

发布时间:2019-01-28   |  所属分类:农业环境:论文发表  |  浏览:  |  加入收藏

  大型水生植物对水污染治理有着积极意义,其能够通过物理特性对水中化合物进行吸附、过滤和沉淀,也能够通过其化学特性对水中的态氮和磷等进行吸收和利用。同时,微生物在水体净化过程中也有重要作用。当前,相关研究人员逐渐认识到大型水生植物对污染水体的净化作用,并采取相关措施对其进行综合应用,有利于营造纯净的水源环境。

西北植物学报

  《西北植物学报》主要刊载:有关植物遗传育种学、分子生物学、植物基因工程、植物解剖学、植物分类学、植物生理生化、药用植物成分分析,以及植物群落生态学、生物多样性、植被演替、植物区系等基础理论研究方面具有创新性的原始论文、研究简报以及具有较高学术水平的综述论文和反映最新科技成果的快报。

  引言

  相关人员一般应用生化二级处理方法、换水法和化学法对水体污染进行处理,但是其不具备经济层面的优势,并且容易导致二次污染,适用范围很窄。上世纪七十年代,研究人员逐渐认识到水生植物对水体污染的净化作用,并对其进行尝试和应用。植物的抗毒性比较强,对土壤中高浓度污染物具有适应性,因此其能够对水体和土壤中的污染物进行吸收和降解,达到净化水体的作用。大型水生植物的生长环境比较复杂,其一般处于水一泥、水一气、水一陆界面,能够有效调节生态系统循环,具有净化作用和经济效益的双重优势,有利于湖泊生态系统的平衡。

  1.大型水生植物对污染水体的净化作用

  1.1促进悬浮物的沉降

  物理作用。大型水生植物以其茂密的植被和旺盛的生命力对水流和风浪进行抑制,进而使水中悬浮物下降,有效避免底泥中颗粒物的再次悬浮。研究人员通过相关试验表明,采用人工方式对沉水植物的空间生态位进行扶持,提高其种群优势,能够对悬浮物浓度进行有效降低,改善水体环境,提高水体透明度和可见度,达到良好的水体净化效果。

  化学作用。大型水生植物的特性使其根部能够释放氧气,形成根部氧化区,有效遏制了底泥上浮,使水生植被的水体可见度比较好。植物生长过程中会分泌和释放大量的有机物,其内部含有丰富的氨基酸和有机酸。加之其根系表皮细胞受到微生物的影响,对富里酸和胡敏素等腐殖质进行分解。腐殖质和分泌物内部含有羟基、酚羟基和芳环结构等,达到良好的化合物吸附效果。根系会对不溶性胶体进行粘附和吸附,对水流中的悬浮物和有机碎屑进行沉降。

  1.2吸收和分解污染物

  氮磷吸收。氮磷是植物体中不可或缺的重要组成部分。大型水生植物的生长速度和氮磷含量都会对其自身的吸收效果产生影响。不同植物种类和同一植物中的不同器官,其吸收能力也存在一定的差异性。相关人员通过研究植物根系分泌物和脱氮及COD去除之间的关系,得出结论:相同的净化周期内,美人蕉与茭白相比,前者对污水TN的去除效果更好。相较于茭白根系,美人蕉根系在有机碳分泌上更具优势。其使氮具有良好的反硝化去除效果。污水中富含氮和磷,水生植物对其具有很好的去除效果。马来眼子菜和苦草具有良好的去氮和去磷效果,二者的去除率分别能够达到86.6%和90.8%。相关人员要对大型水生植物进行明确的了解,对其相关特性进行研究。

  重金属吸收。水生植物能够对其生长过程中所需要的N0、Cu、Zn、Ni等金属进行吸收,也能够对生长非必需的Pb、Cd、Cr等进行吸收。相关研究人员通过不同植物对Cd、Pb、Zn的吸收情况进行研究,得出结论:藻类植物、草本植物和母本植物都能够对重金属进行很好的富集。藻类植物能够通过对重金属进行吸附,达到良好的水体净化效果。例如,褐藻对Au的吸收量能够达到400mg·g-1绿藻对不同种类重金属离子的去除率能够达到80%-90%。而草本植物凤眼莲对锌的吸收率也能达到80%,并且其在植物体内部具有较长的保存时间。中国的植被资源比较丰富,不同地区要结合自身的植被特点和优势,对水生植物进行科学合理的选择,对污染水体起到良好的净化作用。同时,不同的水生植物对重金属的耐性也有所不同,其耐性与重金属吸收率成正相关。

  有机物吸收和降解。当前,农药和工业化学物对我国水资源的污染比较严重,使我国存在严重的资源危机。当这些污染物通过水体进入植物体内后,会借助不同的代谢机制,进行富集、转化和完全降解。水生植物对有机物处理种类比较多样化,其除了对有机物进行直接吸收和分解之外,也能够借助根系对有机酸等物质进行分泌,进而对水生植物根系的微生物活性进行刺激,从而对有机物进行讲解。相关研究表明,与美人蕉相比,茭白对污水COD具有良好的处理效果。相关人员要对水生植物的特性进行科学合理的分析,结合水体污染源对水生物的种植种类进行选择和搭配。

  1.3抑制藻类生长

  资源竞争抑制。大型水生植物和浮游藻类生长都离不开光照和无机营养,在同一生存环境下,这两类植物通过竞争获取自身的营养。以藻类光能竞争为例,挺水植物、漂浮植物和浮叶植物居于绝对优势,沉水植物相对较弱。凤眼莲能够抑制藻类的生长,进而对水质进行净化。首先,浮游植物具有良好的营养物质吸收能力和光能应用能力。大型水生植物对光照进行遮挡,严重阻碍了水体中藻类对光照的吸收以及其自身的繁殖。其次,大型水生植物具有生命周期和营养储存及吸收方面的优势,其对氮和磷的储存也比较稳定。比如,在西湖种植聚草和茜草等水生植物,能够达到良好的水质净化效果,提高水体透明度。同时,其浮游植物数量也大量减少,为游客提供了良好的水体环境。

  释放抑藻化感物质。部分水生植物能够产生酚和生物碱等化感物质,对藻类生长进行抑制。如果化感物质浓度比较高,会增加藻细胞体积和细胞内部油滴,对细胞结构和颜色产生影响,进而抑制其生长。以石菖蒲为例,其对藻类生长具有很好的抑制效果。石菖蒲通过根系对水体分泌化合物质,对藻类生长环境进行破坏。同时,借助培植石菖蒲的水对藻类进行培养,能够削弱其光合速率和细胞还原TTC能力。藻类是影响水体环境的重要因素。相关研究人员要注重对其特性进行研究,进而对水生植物进行科学合理的搭配,抑制藻类生长,将水体污染降到最低。

  2.结语

  水生植物是河流、湖泊等水资源中的重要组成部分。相关人员要认识到水生植物对水体净化的重要作用,结合水体环境和其污染情况,对水生植物进行科学合理的选择和搭配,以达到良好的经济效益和景观美化效果。当前,相关研究部门仅限于对单一水生物净化能力进行研究,不重视对多种水生植物群落对水体的净化能力进行研究。研究人员要认识到多种水生植物搭配对水体净化的重要作用,加大研究力度,通过对大型水生植物进行科学合理的应用和搭配,有效降低水体污染,起到良好的净化效果。


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