水葫芦等水生植物对污水净化影响的研究

李红峰

摘 要 从对放养水生植物前、后污水水样中氨氮、磷和重金属铜离子含量测试，结果表明：① 在新城区苏岗河涌污水水样放养水葫芦等水生植物5 d后，水样中氨氮的平均含量降低了64.98%；磷的平均含量降低了44.57%；重金属铜的平均含量降低了52.78%；② 3种水生植物中，吸收氨氮、磷、重金属铜能力最强的是水葫芦（65.29%、56.52%、58.33%）；③ 3种水生植物吸收重金属铜能力比吸收磷要强。从实验得出：水葫芦、浮萍、金鱼藻等植物，有很好的净化污水能力，特别是对富营养化水质。只要科学管理和转化利用水葫芦等水生植物，对改善新城区河涌水质有重要的作用。

关键词 水葫芦 污水净化 生物学实验

中图分类号 Q-331

文献标识码 B

文件编号：1003-7586(2006)09-0053-02

1 问题的提出和设想

在我国华南各地水域里及长江流域，常常可以看到盖满水面的水葫芦。它是来自委内瑞拉的水生植物，学名叫做风眼莲。

由于水葫芦含有大量蛋白质、脂肪和纤维素，而且繁殖能力强，容易成活。20世纪5０年代，粮食极度短缺的中国从南美引进水葫芦，将水葫芦广泛放养于南方乡村河塘。

由于水葫芦蔓延的速度极快，它们覆盖了南方许多河流、湖泊。浓密的水葫芦降低了光线对水体的穿透能力，影响水底生物的生长，并增加水中二氧化碳的浓度，堵塞河道，在珠江三角洲水域，特别是河涌都存在水葫芦泛滥成灾的问题。

近几年来有科学家实验时意外发现，水葫芦等水生植物的根茎能吸收和分散水体中铅、镉、汞、铜、锶等重金属离子，工业废水中含有大量重金属离子，城市生活污水中含有大量氮和磷，工业废水和城市生活污水排放到河流中，增加水体重金属离子、氮磷化合物含量，使水体富营养化，造成水体污染，由此我们设想，利用水生植物吸收氮和磷、重金属离子的特性，探讨水葫芦、浮萍、金鱼藻等水生植物净化污水是否有帮助，效果如何？结合高中学生研究性学习，指导我校高一级学生参阅了有关资料，设计了实验和统计的方法，并付诸实践。

2 实施的内容和过程

2．1 活动准备

买3个60 cm× 85 cm × 50 cm塑料水箱用于放养水生植物。

到水塘采集水葫芦、浮萍和金鱼藻3种水生植物。

2．2 活动的实施

取样：4月14日到新城区苏岗村的河涌取生活污水，用于测定数据以及放养水生生物，进行实验对比。

为取得水样中所含氨氮、磷及各种金属离子的准确含量，将所取水样送顺德区环境监测站进行放养水生植物前定量测定，并记录数据。

在送检同时，将3种不同水生植物（水葫芦、浮萍和金鱼藻）分别放入1、2、3号水箱中（有等量河涌污水）进行放养，并做好放养期间的纪录工作。

放养水生植物一段时间（5 d）之后，分别从1、2、3号水箱取水样1 000 mL，送顺德区环境监测站进行放养水生植物后的定量测定，并记录数据。

将放养水生植物前的水样与放养水生植物后的水样中所含氨氮、磷及各种金属离子含量进行对比分析，探讨水生植物对污水净化的影响。

3 结果统计与分析

3．1 结果统计（表1）

3．2 结果分析

顺德地处珠江三角洲腹地，位于西、北江中下游的河网地区，河涌纵横交错，四通八达，水资源丰富，主要河道5条，内河涌1 394条。根据2001年市（区）环境保护监测站监测的水环境数据分析，顺德境内河道和内河涌的主要污染源为生活污水，并造成水体富营养化。

从对放养水生植物前、后污水水样中氨氮、磷和重金属铜离子含量测试，结果表明：

在新城区苏岗河涌污水水样放养水葫芦等水生植物5 d后，水样中氨氮的平均含量降低了64.98%；磷的平均含量降低了44.57%；重金属铜的平均含量降低了52.78%。

3种水生植物中，吸收氨氮、磷、重金属铜能力最强的是水葫芦（65.29%、56.52%、58.33%）；其次是浮萍（63.91%、44.57%、50.00%）；第三是金鱼藻（62.32%、32.00%、50.00%）。

3种水生植物吸收重金属铜能力比吸收磷要强。

从实验得出：水葫芦、浮萍、金鱼藻等植物，有很好的净化污水能力，特别是对富营养化水质，对改善新城区河涌水质有重要的作用。科学家们总结了许多研究成果后认为，水葫芦等在生长过程中需要大量的氮、磷等营养物质，并对重金属离子、农药等有极强的富集能力。水葫芦的吸污能力在所有的水草中是最强的。在适宜条件下，1 hm2水葫芦能将800人排放的氮、磷元素当天吸收掉，水葫芦还能从污水中除去镉、铅、汞、铜、银、钴、锶等重金属元素。

4 建议

尽管水葫芦等水生植物在温暖、向阳及富含有机质的水域（特别是在富营养化水体）中生长旺盛，泛滥成灾，影响航运，阻碍排灌。但适量的水葫芦等水生植物生长对水质的净化是有利的，关键是科学管理和转化利用。水体富营养化的主要成因是生活污水排放过多。对其治理，必须除去生活污水中的氮、磷等营养元素。在污水处理厂净化污水除氮、磷等营养元素时，主要用硝化法即用活性污泥进行处理，速度较快，但有大量的污泥沉淀，难以处理。据此学生提出以下建议。

利用水生植物对水中氮、磷等营养元素和污染物的吸收及分解作用，通过选择不同的水生植物及其组合来适应不同的受污染水体，通过控制水生植物的数量来调控净化能力的大小，以修复受污染水体和保持水质。

将按照易种植、生长快、去污能力强等标准，筛选若干种水生植物，在污水处理厂和河涌将种植的水生植物群落局限在特定范围内，防止其随波逐流任意扩散。

由于葫芦等水生植物在富营养化的水体中生长旺盛，为防止其二次污染水体，要及时打捞，利用水葫芦等水生植物中含有大量氮、磷、钾的特点，制作有机、无机复合肥；将水葫芦的枯叶干枝掩埋，作为多种植物的绿肥等综合利用。

5 收获与体会

通过这次的实践活动，使学生更加清楚认识到河涌在生态环境方面所起的重要作用。净化污水，去除富营养化，改善了新城区水域的生态环境，提高了新城区水环境的生态效益。

在这次研究活动中，使学生初步掌握了进行科学探究问题的一些基本方法；促进了学生对理论知识的掌握，提高了信息资料搜集和利用的能力、分析和解决问题的能力以及合作交流的能力。

研究活动的开展，对学生在情感、态度和价值观取向方面起到了教育引导作用，并使他们初步形成了主动参与社会决策的意识。

通过这次活动，使学生认识到新城区区提出“青、碧、蓝”工程，是一项高瞻远瞩、造福当代、福荫后代的重要决定，它既维护了生态环境，又在环境方面支持社会经济的可持续发展，对顺德建成花园式河港城市将发挥重要的作用。