植物修复技术及其在污水处理中的应用

张潋

摘 要：近年来，随着工业发展和人们生活水平的不断提高，工业污水和生活污水日益增多，对水环境造成不同程度的污染，相应的各种新型污水治理技术被开发应用。植物修复技术作为一种污水处理新技术，以其投资少、效果好的特点得以广泛应用，文章主要从植物修复技术的概念及主要类型入手，并对其在污水处理中的应用进行有效分析，仅供参考。

关键词：植物修复技术；污水处理；应用

1 植物修复技术的概述

1.1 植物修复技术的概念

简单来说，植物修复技术即是相关技术人员在对某些植物特性进行了解的基础上，通过这些植物特性对水体中存在的污染物进行合理吸收和分解，从而达到治理污水的效果。和物理法、化学法相比，植物修复技术具有操作简单、投资少和不易造成二次污染的特点，主要适用于处理大面积低浓度的污染物。

1.2 植物修复技术的主要类型

植物修复一般包括萃取、固定、过滤、挥发等过程中，针对不同类型的植物和污染物有不同的修复类型。（1）植物萃取：通过超积累植物可将污染土壤中的金属去除干净，并将其集中于植物方便收割的部位；（2）植物固定。利用植物降低或避免环境中金属发生移动，有利于减少污染物的生物有效性；（3）根际过滤。利用植物根系具有的吸附作用，来吸收水体中的污染物，并将其去除干净；（4）植物蒸发。利用植物某些金属或类金属的化学成分来进行挥发的过程。

2 植物修复技术在污水处理中的应用

2.1 植物提取

植物提取主要是通过植物根系来吸收污染物，并在植物体内实现根部到地上部分的有效转移，主要用于污水中无机物和重金属等污染物的修复，该技术的主要应用优势在于经济投入成本低。该技术主要利用一些对重金属具有较强富集能力的特殊植物，由于这类特殊植物中具有高生物学产量、高经济价值等优势，可有效去除污水中的污染物，而植物提取可在原位进行修复，但只能处理含有中低浓度重金属及其它污染物的污水。相关试验表明，浮萍在低浓度Pb、Zn污染的环境中，在保持自身正常生长的同时且具有较高的去污效果，在15d的周期内，Pb、Zn的去除率分别为80%、55%。

2.2 植物挥发

植物挥发主要是利用植物特有的生理活动，通过植物吸收来促使重金属转变为可挥发的形态，使其从土壤和植物表面挥发出，以此来达到净化大气污染的目的。该技术主要适用于挥发性较强的污染物，且要求植物挥发被转化后的物质毒性要小于转化前的污染物质，有利于减少环境污染，在这种情况下，该技术的应用范围受到一定限制，且将污染物转移到大气或异地土壤中会对人们健康和生物生长产生负面影响。

2.3 植物转化

植物转化主要是通过植物体内的新陈代谢作用将吸收的污染物进行分析，该技术主要适用于重金属、苯系物等疏水性适中的污染物中，而对于疏水性较强的污染物，由于其会紧密结合在根系表面和土壤中，无法实现运移，因此，对于该类污染物，可使其和植物挥发技术相结合，从而达到治理污染的目的。相关试验表明，利用浮萍进行植物修复，在7d时间内核污染水中的铀物质已呈现大量减少的趋势。植物除了自身可吸收和净化放射物，还具有固定放射物的作用，避免放射物进入地下水或食物链，从而降低放射物的污染范围。

2.4 人工湿地

人工湿地主要是将石、砂、土壤和煤渣等一种或几种介质按照一定比例构成基质，并在基质中有针对性的植入植物，通过植物降解吸收、基质吸附固定和微生物等共同作用下，进行污水治理的复合生态系统，随着人工湿地技术的不断发展和完善，该技术被广泛应用于污水治理中。人工湿地技术处理污水的投入资本较小，但其出水水质较好，通常人工湿地类型、湿地基质、湿地植物、气候条件和污水的污染程度不同，污染物的去除率也会存在一定差异。一般情况下，气候对湿地处理效果的影响较大，在冬季气候寒冷、气温较低的地区，种植美人蕉、菖蒲等植物的湿地由于植物无法正常生长而难以发挥其正常功能，且在冬季气温较低的环境下，地表水会结冰，抑制水体流动，在植物逐渐衰败的过程中，可通过人工方法将其从湿地中移出来，避免枯萎的植物残留在湿地中，造成二次污染或导致基质发生堵塞。

2.5 人工浮床

该技术主要是以浮床作为基本载体，将高等水生植物或改良的陆生植物种植到污染水体中，通过植物根部的吸收及吸附作用，消除水体中的磷、有机物质或重金属，从而达到良好的净化水质效果。人工浮床在污水治理中的有效应用，可获得显著的环境效益和经济效益，此外浮床还可以作为一种观赏景观，对污染水体起到一定的净化作用。但在夏季气温较高时，由于植物在夜间的呼吸作用，植物覆盖面积较大的池塘会出现一定的缺氧现象，因此应适当提高浮床的覆盖率，并根据实际情况对其作出调整。

2.6 植物塘

植物塘是一种相对复杂的污水生态处理系统，该系统中主要以水生植物为主，微生物、浮游动物和底栖生物通过相互依存，可在废水处理中起到良好的净化效果。通过植物塘来净化工业或生活污水，有利于降低能耗，提高水体中污染物的降解效率，和物理方法、化学方法相比，在污水治理过程中不会产生有毒有害的副产物，经过植物塘的处理，污水中的绝大部分有机物都可转化为植物或微生物的生物量，并通过收获植物将其彻底从水体中去除干净。

3 植物修复技术的展望

植物修复技术在污水治理中和植被修复中具有重要作用，具有广阔的应用前景，未来的植物修复技术可重点对以下方面进行研究：（1）加大对植物修复机理的研究力度，特别是对植物根系微生物共存体系的研究；（2）寻找生物量大、适应性强和具有累积效应的植物，使其能在水淹和干旱这两种环境中存活；（3）积极引进新技术和新工艺对植物修复过程进行优化，将园艺学、土壤学和植物生理学等结合起来；（4）加强多种修复技术联合应用研究，植物修復应和物理修复、化学修复、微生物修复等其它修复技术结合起来；（5）寻找合适的植物处理技术，用木本植物代替草本植物或使用经济性作物，在治理污水的同时，还能取得良好的经济效益，或者是利用植物体制造肥料、饲料，并将其用于产生能源，避免植物随季节变化而发生凋谢或死亡，成为新的污染源；（6）实现生态效益和经济效益的共同发展。一方面，针对以营养物质为主要污染物的水体，可建立兼顾经济效益为主的污水治理体系，实心营养元素生物转化和生物的经济化；另一方面，针对以有害物质为主的污染水体，应建立生态效益为主的治理体系，将水体中的污染物质清除干净，对富集生物进行无害化处理；（7）避免生物入侵。我国由于引进外来生物物种进行水体及土壤方面的污染治理，导致一系列生物入侵问题出现。因此，在对物种进行选择时，应首先选择本土物种，对所引进的外来物种进行全面研究和分析，并将其在应用中对本土生物所造成的影响进行有效控制。同时，应慎重使用现代生物技术培育的转基因植物，若控制不到位的话，转基因植物在进入自然或人工水体后，极有可能会成为入侵物种，从而对生态系统造成严重破坏；⑧地域适应性。植物生长会受到温度、光照、营养元素等影响，因此，在建立污水植物修复体系时，应对植物修复体系中植物的气候适应性、营养元素的耐受性等因素进行综合考虑。

4 结语

综上所述，植物作为大自然的重要组成部分，对保护环境具有重要作用，可有效去除环境中的污染物。植物修复技术对于水环境污染具有重要作用，是一种绿色修复技术，利用自身特有的功能可帮助人类清除污水中的有毒有害物质、净化水质，从而为人类生存提供优质的生活水源。

参考文献

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[2] 贵永欢.植物修复技术在地表水污染控制中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015（27）：56-56.