浅谈水生植物对污染水体水质的修复研究

2016-03-08江西财经大学艺术学院温桂兰

河北农机 2016年4期

关键词：电导率氨氮水体

江西财经大学艺术学院　温桂兰

浅谈水生植物对污染水体水质的修复研究

江西财经大学艺术学院温桂兰

水体的污染不仅影响动植物的生长，也危害人类的身心健康。本文通过水生植物对水质影响因素的研究进行综述，为处理污染的水体环境以及水生植物的筛选提供了一定的理论依据。

水生植物；污染水质；修复

改革开放推动城市经济的发展，工业废水、生活污水、矿山开采等所产生的废弃污染物通过各式各样的途径流入江河湖泊，城镇化、工业化、污染化必将激化水的供给和需求矛盾。水体的污染不仅影响动植物的生长，也危害人类的身心健康。同时也制约着我国经济的发展，与可持续发展战略的思想相悖，因此需重视水体有毒重金属等污染物所带来的环境问题。

1我国水体污染现状

根据环保部数据，2010年全国废水排放总量为617.3亿吨；2012年全国废水排放总量为684.3亿吨，而2010年我国工业废水排放达标率已达到95.3%［1］。我国一半以上的湖泊水体富营养化甚至重富营养化，滇池、太湖、巢湖等大部分湖泊富营养化严重。有结果指出，在湖泊底泥中重金属出现频次的统计中，Cu、Pb出现的频次最高，其次是Cd＞Cr＞Zn＞Hg＞Ni。王文军［2］等人发现山东省济宁市采煤塌陷区水体受到Pb的污染，煤和煤矸石通过淋溶能够污染环境。杨清伟［3］通过野外采样和室内测定，分析了三峡大坝蓄水区河水中Pb含量达国家地表水环境质量II级标准的2～3倍。

2水生植物对重金属污染水体的修复

处理水体重金属污染有传统的物理化学方法，但其方法要求技术严格、价格昂贵且易造成第二次污染，实施过程中有诸多限制。而植物修复相对来说更加可靠、安全和环保。重金属属于难降解的有毒物质，进入水体极其不易被祛除，水生植物通过根、茎、叶吸收和富集重金属从而达到净化水体的作用。任珺［4］等人研究发现芦苇、菖蒲和水葱地下部分对Cd的吸收均高于地上部分。赵文进发现在Cu尾矿渗出液处理下，慈姑、香蒲、黄菖蒲和梭鱼草地上部Cu含量均高于对照［5］。韩玉林发现喜盐鸢尾地上部Pb含量可达到1534μg·g-1，达到超富集植物的标准［6］。

3栽培水生植物对水体水质的影响

3.1对污染水体溶解氧的影响

水体的溶解氧DO（Dissolved Oxygen）高低反映了生物生长状况，也是水体污染状态的重要指标之一。氧气的消耗量主要取决于有机物的含量，因此DO含量越高代表水体耗氧低其水质越好，也决定了植物在水体环境的生长发育。丰富多样的水生植物群落结构能够使水体保持较高的DO含量［7］，洱海管理局曾在1997～1998年间先后两次移栽海菜花，使其形成海菜花群落增加洱海DO含量。据研究，水芹对污水中DO的增长效果最好，最高增长率为262.22%［8］。

3.2对污染水体pH值的影响

有研究发现固相物质对Pb或Cd的吸附总量是随pH的升高而增加的趋势［9］。通常植物根系在pH＜4.0的介质中就会受到损伤，表现为根数减少、短小等症状，受损严重则会令植株枯萎死亡［10］。陈国梁［11］发现在pH9的弱碱性环境下，苦草对砷的富集量最大。可见，水体pH是对水生植物生长和水质的重要影响因素之一。

3.3对污染水体氧化还原电位的影响

氧化还原电位ORP（Oxidation-Reduction Potential）是多种氧化物质和还原物质发生氧化还原反应的综合结果，可作为评价水质优劣程度的一个标准。据研究，湿地植物根区具有更高ORP，根区的氧化能力比较强，有植物的湿地中ORP会比无植物湿地高［12］。对芦苇根系表面的ORP（260.6±54.3m V）远远高于水体的ORP（-220.3±21.5mV），苦草的生长显著提高了沉积物的氧化还原电位，降低了沉积物的pH值［13］。因此，植物的生理活动及根系在基质中的分布对湿地水体氧化还原状况具有重要影响，了解湿地植物生长及系统中ORP情况具有重要意义。

3.4对污染水体生物需氧量的影响

有机污染物排入江河湖泊后，水中的微生物以这些有机物为食物消耗水中的氧气将它们分解成无机物，微生物消耗的氧气的多少，我们称之为生物需氧量BOD（Biochemical Oxygen Demand）。目前国内外普遍规定于20±1℃培养5天，分别测定样品培养前后的溶解氧，二者之差即为BOD5值，以氧的毫克/升（mg/L）表示。张翠玲［14］表示当河水BOD5值高过10 mg/L，水会散发出恶臭并出现死鱼现象。有研究表明对BOD5的去除，石菖蒲大于黑藻、睡莲、水芋、千屈菜、泽泻等水生观赏植物［15］。

3.5对污染水体电导率的影响

电导率（Electric Conductivity）是用数字来表示水溶液传导电流的能力，用于监测水中溶解性矿物质浓度的变化，是估算水体被污染的指标之一。李秋华［16］等人在广东大中小型水库中发现营养盐质量浓度较高的水库N、P营养盐离子越多，其电导率也越高。一般来说，植物电导率越大代表着细胞透性越大，其耐胁迫能力越弱。大型水生植物的物种数与电导率显著正相关（p＜0.05）而优势种小眼子菜的生物量与电导率显著负相关［17］。

3.6对污染水体氨氮的影响

废水中常常含有较高含量的氨氮，如生活污水、养殖废水、垃圾渗滤液等。相对与其他营养盐来说，氮对植物的生理影响较为显著，尤其氨氮是植物可吸收利用的氮形态之一，它即是可被沉水植物吸收、利用的无机氮素，其浓度过高也会成为抑制沉水植物重要因素。倪乐意通过室内模拟的方法研究了无机氮对金鱼藻生理的影响，发现水培条件下1mg·L-1

氨氮促进金鱼藻生长，5 mg· L-1氨氮开始抑制生长［18］。但植物也对高氨氮表现出耐受性，如芦苇栽植在160mgL-1氨氮溶液中未产生胁迫，可正常生长［19］。

4结语

社会的进步随之带来环境问题的的制约，在水体污染中除生活污水等的治理外，较难治理的类型为重金属的污染以及水体的富营养化。水生植物通过根、茎、叶吸收和富集重金属从而达到净化水体的作用。对于水体的氨氮与磷酸盐的吸收，多数人以浮游植物作为研究重点，但对于水质的净化最好以湿地方式进行处理，而湿地的形成涉及生物的多样性。对此，以水生植物对重金属的耐胁迫性为基点、水生植物的多样性进行研究，具有双重效益。

［1］2014年中国工业废水治理行业发展现状及产业投资规模测算.中国产业信息网，http：//www.chyxx.com/industry/201411/291267.html.2014，11（4）.

［2］王文军，张璟，张春芝等.济宁市采煤塌陷区水体重金属含量及煤、煤矸石淋溶试验研究［J］.中国卫生检验杂志，2013，23（5）：1142～1144.

［3］杨清伟，丁蔚，王图锦等.小江回水区水体重金属污染状况调查与评价［J］.重庆第二师范学院学报，2015，28（1）：164～176.

［4］任珺，陶玲，杨倩等.芦苇菖蒲和水葱对水体中Cd富集能力的研究［J］.农业环境科学学报，2010，29（9）：1757～1762.

［5］赵文进.几种水生植物对铜尾矿渗出液的耐性机理及修复潜力研究［M］.江西财经大学，2014.

［6］韩玉林.Pb与盐胁迫对喜盐鸢尾生长及生理抗性的影响［J］.西北植物学报，2008，28（8）：1649～1653.

［7］赵海超，王圣瑞，赵明等.洱海水体溶解氧及其与环境因子的关系［J］.环境科学，2011，32（7）：1953～1959.

［8］赵妍，戚继忠，王旭和.植物对生活污水中化学需氧量与溶解氧处理效果研究［J］北方园艺，2013，（09）：70～73.

［9］杨帆.自然水体生物膜上主要组分的生长规律及吸附特性［D］.吉林大学，2005.

［10］杨旻.pH对沉水植物去除水体不同形态氮的影响［M］.南京信息工程大学，2014.

［11］陈国梁.沉水植物对砷的富集特征及机理研究［M］.浙江大学，2014.

［12］向交，徐丽萍，李和平等.氧化还原电位的研究及应用［J］.地球与环境，2014，42（3）：430～436.