水生植物在水环境治理工程中的应用分析

赵玉来

(凤阳县益民供水有限责任公司，安徽 凤阳 233100)

0 引 言

近年来，随着社会经济的快速发展和人类活动影响的加大，水环境污染问题日趋严重，它不但影响着我国经济与社会的可持续发展，而且同时威胁人民的身体健康，水环境治理已成为了一项重要的社会民生问题。本文通过对水生植物的特性分析研究，充分利用其生长过程中的抗污性和抗毒性特点，通过水生植物的生态效应来进行水环境治理，从而达到提升水质的效果。

1 相关概念

1.1 水生植物

所谓的水生植物，就是指能够在水中或者水分相对饱和的土壤中生存的草本植物。中国的土地幅员辽阔，水生植物资源极其丰富、品种繁多。一般来说，水生植物繁殖速度快，栽培粗放，管理容易，功能性强[1]。按水生植物的外部形态特征，可分为挺水、浮叶、漂浮和沉水植物四种类型。人们充分利用水生植物的自然净化机能，以消除富营养化水体中的 TN 和 TP[2]、提高水域中的溶解氧、有效抑制藻类生长、提高透明度，最终达到修复水生态系统和有效治理水环境的目的。

1.2 水生植物的功能

水生植物的主要功能，就是其在生长繁殖过程中的抗污性和抗毒性，能忍耐水域中的高浓度污染，为后续对水域中的污染物吸附与降解提供必要的基础，再经过有效的利用，实现了减少水域污染物，提高水域中氧气成分，改善水质等水环境治理的目的。

2 水生植物在水环境治理中的作用机制

传统的水体环境污染物处理包含了物理法、化学法，其中物理法就是对水域中的污染物加以稀释，但这种办法只能治标，而无法治本。尽管能够减少营养盐的含量，但对藻体、微生物等含量的影响却并不大；相较来说，化学法成效显著，但易导致二次污染，且生产成本也相应较高。水生植物净化法作为生物治理法的一种类型，也就是利用水生植物来净化水域，可以达到生物学良性循环，效率高、易于管理、成本低，不产生二次污染[3]。不同水生植物对水环境的净化能力有所不同，水生植物治理水环境的作用主要表现在如下几方面：

2.1 与微生物的协同作用

在植株根部附近、较近及较远区域分别产生好氧、缺氧与厌氧的环境，为不同微生物的吸收与新陈代谢也创造了优越的自然环境。很多大型挺水植物在水中部分能附生大量的藻类，这也为微生物创造了较大的接触表面积。科学研究已经证实，有植物的水体中，细菌数量明显超过了无植物系统，而植株的根部分泌物还能够促使部分嗜磷、氮细菌的繁殖，从而促使氮、磷的排出与转化，进而间接地促进水质提升。

2.2 为微生物降解水体中的污染物质创造更有利条件

水生植物利用气道将空气中的氧送入植物根区，继而扩散并自根区表面溢出，在植物根区周围产生好氧环境，较远处区域产生缺氧环境，更远处的区域则产生厌氧环境，从而促进了微生物的硝化与反硝化作用，它能高效降解水环境中的氮磷等污染因子。此外，当水生植物生长繁殖时，产生有机酸、糖、氨基酸等有机物质，也可以被微生物所同化利用。

2.3 对水体污染物的吸收作用

2.4 对藻类生长的抑制作用

在水体环境中种植合适的水生植物，能够有效控制藻类植物的生长，从而避免了因藻类植物过度繁殖而导致的水环境污染状况发生。在水生植物与藻类共存的水体环境中，由于水生植物的生产面积远比藻类大，在其繁殖过程中可以有效减弱水体中的光照强度，从而达到抑制藻类的繁殖能力作用[5]。水生植物繁殖过程中，还可以生成对藻类生长有抑制作用的化感物。据最近研究，化感作用已普遍出现在水生态系统中，对藻类的生长以及繁殖产生了积极的抑制作用。

2.5 对水流速度的减缓作用

栽植适宜密度的水生植物，可结合其整体的力量而有效降低水流速率，使得在水面上大量的悬浮固体能够有效防止“随波逐流”，以便有效沉淀，同时由于水流动速率的减缓，又可以有效减少风浪所对水底世界产生的破坏影响[6]。

3 水生植物在水环境治理中的应用

水生植物为水生生态系统的最重要成分与重要的初始生产者之一，对于自然界物质与能量的循环与输送的重要调控功能[7]。利用水生植物治理水环境污染，能起到提升水质和改善水生态的作用。

3.1 水生植物的选择

天气、土壤、水文、水质等原因对均对水生植物的生长繁殖起到直接影响，水生植物对不同的环境适应能力也具有很大不同，对净化水体和其他的生态功能也具有差异。在水环境治理中，需根据水环境实际和治理目标要求进行针对性的选择，其原则如下：

(1) 适应性原则。 被选择的生物必须适应对湖泊流域气候水文要求，具有良好的生物适应能力。

(2) 本土性原则。 以本土性原则优先考虑本土的原始物种，并尽量避免引进外来物种，以降低可能出现的风险隐患因素。

(3) 强净化能力原则。 优先选择对于有机物质、氮、磷等营养物具有更强除去能力的原则。

(4) 操作性原则。 所选种类繁殖、生长能力较强，栽培技术简单并具备管理、采收等便利，且具有相当经济使用价值等条件优点[8]。

(5) 搭配原则。 不同的水生植物品种会给水环境带来不同的治理效果，在不同季节选择不同的水生植物品种，以保证工程持续稳定发挥工程应有的环境效益。

(6) 生态平衡原则。为持续稳定发挥水生植物在水环境治理中的重要功能，遵循物尽其能和物尽其用的原则，并针对水环境治理现状，科学合理地搭配水生植物种类比例。搭配时，要按照水环境要求、水生植物、生长季节等因素确定比例搭配，以充分发挥各个种类对光照、养分和空间的生长需求。

3.2 水生植物施工

3.2.1 水位

不同品种的水生植物栽植对水位的要求有差别，水位的高低直接影响成活率。不同种类的水生植物栽培对水深的要求不同，挺水植物、浮叶水生植物和沉水植物的栽培水深要求分别是：0 cm～40 cm、0 cm～100 cm、30 cm～00 cm。漂浮植物生长于水面，对水深无要求。若水生植物栽植于起落较大的水环境中时，应优先选用植株高大、耐淹和耐旱的品种。当水环境不适应某种水生植物生存水深条件时，可以通过工程措施营造:如水位较浅时，可通过拦水坝、溢流坝等抬高拦蓄措施来实现;当水位较深时，可通过设置放水涵闸，降低水位等。

3.2.2 底质

底质变化对水草的主要影响包括:一是附着固定水生植物，二是给水生植物输送营养。施工中一定要考虑水生植物在底质上长期稳定的固着问题，必要时，要采取行之有效的辅助措施进行附着固定。

3.2.3 风浪及水流速度

一般来说，水生植物在风浪过大和水流速度过快的水环境里难以生存。对于确需在该环境下利用水生植物治理时，政府应选择针对性消浪避风措施，如选择种植芦苇等挺水植物来降低海浪的干扰，使悬浮物数量下降。

3.2.4 工程配合

水环境治理工程往往是综合性工程，水生植物治理工程只是其中的一项，水生植物治理工程施工要注意与其他工程的配合和衔接问题，避免返工和误工问题。一般来说，水生植物的施工一般在其他工程措施完工后进行。

3.3 水生植物的管护

3.3.1 运维管护

工程完工后，水生植物的治理作用不会立即显现，为确保水生植物工程建的起来，用起来，发挥工程应有效益，要根据工程的具体情况，落实运维人员和管护经费，明确维护管理内容，有组织、有计划地开展工程运维管护工作。

3.3.2 收割打捞

为最大限度减少水生植物吸收氮、磷等营养物质后对水环境造成的二次污染，通常在水生植物趋于枯萎时收割打捞，或根据水生植物生命周期及其生长态势，适时收割打捞。

3.3.3 补种及更换

根据水生植物生长状况，对颓废和死亡的水生植物及时清除和补栽。对不适宜水环境的水生植物品种，应及时予以补种更换。

3.3.4 控制外界环境变化

在维护管理过程中，应避免不宜水生植物生长的外部环境发生变化。在条件允许时，要求将其环境条件向比较利于水生植物生长的方向改善。特别是水质、水位和水体流量等一些方面的环境因素。

3.3.5 病虫害防治

注重施工质量，及时清除杂草和漂浮物，保持水面清洁，管护过程中尽量少用或不用化学药品，避免二次污染。

4 水生植物实际应用中的问题

利用水生植物治理水环境这种技术尚不完善，目前还需关注和解决以下几个方面的问题:

(1) 植物品种选择方面。 在利用水生植物对水环境进行生物净化时，不能只根据水环境治理的单一需要来选择水生植物，从而对品种本身的外来问题、利用程度和实施后对所处水环境中其他植物的影响问题。

(2) 品种单一方面。 每一种水生植物发挥的工程效益都有所区别，其在一年四季中的所起作用处于动态的不稳定变化中。所以，当运用水生植物处理水环境污染时，还应探索各种类水生植物共同作用体系，以充分发挥各类水生植物在时限与空间上的差异性，以达到资源优势相辅相成。

(3) 治理效果不理想方面。 水生植物对于污染物的净化效果偏低，怎样利用可调控水生植物的某些基因，增强对水生植物的净化功效[9]。相信随着科学技术的不断进步和发展，水生植物治理水环境效果将越来越高，治理前景也将日益广阔。

5 结束语

水环境治理是功在当代、利在千秋的宏大工作事业。要清醒地认识水环境治理的紧迫性与艰巨性，应本着对人民群众利益、对下一代高度负责的心态，以切实决心要把水环境治理好，给民众提供更优越的生产生活环境。利用水生植物进行水环境的治理，具有能耗低、投资费用少、易于维护管理、运营费用低、效益明显等优点，水生植物在水环境治理中的作用将愈加深远。