浅析植物修复技术在污水处理工艺中的应用

杨岳东 许明靓 杨宁平

摘 要 随着工业的发展，对于生态的破坏程度也变得越来越严重，人们已经开始注重如何保护生态环境，而如何有效处理污水就已经得到了越来越多的关注和重视。绿色生态修复技术属于一种新型的污水处理技术手段，投资比较少，整体的运行维护比较方便，得到了广泛运用。基于此，主要分析了植物修复技术在污水处理工艺中应用，希望能够为相关的研究和运用提供借鉴。

关键词 污水处理;植物修复技术;应用

中图分类号：X703 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.32.071

植物修复技术主要指采用绿色植物以及根部的相关微生物的代谢活动共同发挥作用来清除相关污染物，这种处理方式可以吸收、降解、积累以及转化相关污染物。相对于传统的物流、化学处理方法这种操作更加简单，投资少且不容易产生二次污染。植物修复可以用来处理各种复合型污染物，在污水处理方面得到了非常广泛的应用。

1 植物修复技术的相关发展概述

植物很容易受到外围环境的干扰和影响，如果仅依靠植物清理污水往往不能取得理想的效果，存在一定的波动性。因此，在处理相关问题时一般会在修复系统中采用一些新技术或者添加一些物质做出部分改造，从而往往可以有效提高修复效果。

1.1 引入化学以及物理方式

1）前处理技术。在处理一些浓度较低的污水时一般会采用植物修复技术，而一些高浓度的污水往往会对植物本身造成伤害，从而便降低了植物的处理效果，甚至会导致植物死亡。此外，在寒冷的冬天，很多植物都会减慢生长，因此处理效果必然会受到影响。因此，在处理一些高难度的污水之前，要在植物修复系统前引入一些前处理技术，从而可以有效保障系统的正常处理能力，提高系统的处理效率[1]。目前，常用的前处理系统有很多，比如在去除固体颗粒时会采用物理沉降或者过滤的方式，在降解有机污染物时通常会采用厌氧反应器等;有时候还会在污水中投入一些共溶剂、表面活性剂、乳化剂等来增加污水中有机物的亲水性。2）采用低分子有机物以及整合剂。污水中的金属元素可以和整合剂进行有效结合，从而就可以让一些不溶于水的金属溶解在水中，增加了金属的生物运转性、可利用性，同时还能提高植物对于金属的吸收和转运能力。采用低分子有机物也是为了能够有效整合金属的生物可利用性，由于其只能增加重金属的溶解性，因此无法和人工螯合剂起到同样的效果。为了保障相同的处理效果，需要加大低分子有机物的投入量。低分子有机物可以明显提高植物根部的降解速度，提高植物吸收的效率[2]。

1.2 应用一些微生物

微生物具有相对较强的增殖能力以及代谢能力，在植物修复技术中特别是处理一些有机污染物的时候微生物发挥了重要的作用。已有很多专家和学者开始关注微生物研究，充分发挥其作用来增强植物修复技术的处理效果。在处理一些重金属污水时，采用微生物可以增强金属的生物可用性，或者是加强植物的生长作用，从而可以增加植物累积金属量。相关研究显示，荠菜和微生物在温室中具有较强的累积金属能力，可以促进植物根部生长，虽然对于植物体内金属累积量的影响不是非常明显，但是能够通过促进植物生长来增加植物的生物量。

1.3 应用基因工程

应用基因工程主要通过构建转基因的植物来处理污水，属于植物修复技术中比较热门的一个手段。该方法主要在植物体内注入外源基因，让其在植物体内进行表达，从而可以有效增加植物体内金属鳌合蛋白的比例，加强植物对重金属的耐受性，让金属元素在根部进行沉降，降低生物的可利用性。

2 在污水处理中应用的植物修复技术概述

在污水处理中，植物修复技术已经被广泛运用，如植物缓冲带、植物塘、植被恢复、人工浮床以及人工湿地等技术，下面将简单介绍几种主要的技术。

2.1 植物缓冲带技术

植物缓冲带具有丰富的生态功能和物种多样性，属于一种水陆交错的生态过渡带，能够有效过滤和拦截物质流，是目前控制点源污染方面效果非常好的一种手段[3]。相关研究发现，不同植物种类、不同宽度的植物缓冲带在不同季节对于草甘膦、丁苯吗啉以及丙环唑的处理效果存在较大差异，而植物缓冲带的宽度大效果也更好。在氮、磷的保持率方面，草本植物和木本植物缓冲带没有明显的差别，但是相对来说木本植物缓冲带对于颗粒的消除效果比较好，而不同季节以及径流的变化对颗粒的去除率也没有太多的影响。很多时候为了美观环境、促进旅游业发展，很多湖泊、河流的堤岸都被人为破坏，原本的土壤层被水泥护堤取代了，植物缓冲带也被取消，从而降低了自然水体的自净能力。

2.2 植物塘技术

植物塘属于相对比较复杂的污水生态处理系统，主要利用微生物、水生植物、底栖生物以及浮游生物的相互作用，在植物塘中应用的植物种类比较多，主要有凤眼莲、藻类、红萍以及绿萍等。目前，植物塘技术并不是单一只依靠植物起作用，而是将挺水植物、沉水植物等共同引入该系统中，让他们共同作用来净化污水。利用植物塘来净化污水不但可以有效降低能耗、提高污水的降解效率，而且还不会产生一些有害、有毒的副产物，相对于物理化学工艺来说效果更加明显。经过植物塘处理的污水，大量的有机物都会转换为微生物、植物的生物量，然后通过收获植物最终能被彻底消除[4]。

3 植物修复技术在污水处理中应用的趋势

对于在污水处理中运用植物修复技术的研究仍然处于初期发展阶段，而且很多研究成果都是在研发试验条件下得到的，因此还需要不断加强研究，从而才能让植物修复技术更加完善。

3.1 植物和微生物的筛选

在污水处理中采用植物修复技术对植物自身也有较高的要求，需要其具有较强的适应性、耐污能力等特性，能够在污染环境中更好地生长。另外，植物还应该具有一定的抗旱、抗涝能力，从而可以有效提高存活率。对于一些含有金属的污水时，植物自身也应该具有较强的吸收、吸附和累积金属的能力。因此，研究人员应该加强寻找新的生物，同时加强研究新植物培养技术，降低整体的挑选成本，也可以利用转基因技术提高植物的修复能力。微生物在处理污水过程中起到了举足轻重的作用，越来越多的人开始关注并从植物修复系统中分离出一些更加高效的特异性降解菌，然后进行广泛应用。

3.2 植物的处理运用

草本植物的生物量非常大，生长速度也比较快，这是污水处理过程中常用的植物种类。但是草本植物受季节的影响较大，很多植物死亡、凋零產生的植物体会变成一种新的污染源。目前，主要采用人工方式清除凋亡的植物体，在再利用方面并没有很好的方法。而在处理完重金属的污水过程中产生的植物体并不能随意摆放，从这些植物体中提取重金属也需要消耗巨大的人力、物力和财力等，这些都是植物修复技术需要快速解决的地方。因此，为了取得更好的污水治理效果，需要寻找更加合理的技术，同时可以将植物体制作成饲料、肥料或者用于产生能源，为植物修复提供新的发展方向。

4 结语

绿色生态修复技术在污水处理过程中起到了非常重要的作用，其应用的前景非常广阔。作为新兴的污水处理技术，植物修复技术更加简单，运行维护的费用更加低廉，因此必须加强相关研究。

参考文献：

[1] 张潋.植物修复技术及其在污水处理中的应用[J].建材发展导向，2017，15（2）：68-69.

[2] 才硕.湿地植物修复技术在污染水体治理中的应用浅析[J].南方农业，2016，10（18）：214-215.

[3] 丁国村，王超.浅谈湿地植物对于人工湿地生态环境修复作用[J].科技风，2017（11）：134.

[4] 刘海.湿地植物基活性炭制备和改性及其对重金属离子的吸附机理研究[D].济南：山东大学，2017.