水生植物水体修复机理及其影响因素

汪锋

摘要：水生态环境的保护是当今社会重要的话题，水生态环境的破坏不仅仅会给水中的生物带来影响，而且还会影响到人们的健康。因此，水生态的修复就成为了一个非常重要的事情，在许多的修复方法中水生植物就成为了一个重要的角色，水生植物在修复水体时不仅仅有改善水质和吸附、转移污染物，而且还有一定的观赏价值。本次的侧重点是对水生植物在修复水体的修复机理和在修复过程中影响其修复因素的一个探究，意在为了水生植物在修复水体中更好的成为一种方法。根据前人的研究，来说明水生植物在水体净化中的机理和影响因素。

关键词：水生植物；水生态修复；景观水体；净化；修复机理

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.25.092

0引言

地球上水资源总量约为14.1×108km3，绝大多数的水为海水，大约占97%；淡水仅仅有2.5%—3%，其中人类可以直接使用的水只有0.5%—0.8%。主要的淡水水源是河流、湖泊及水库。在我国伴随着国民的生活水平不断的提高，河流、湖泊开发的加剧，污水的排放量也在不断的增加；还有就是人们保护环境意识不强，环境治理力度不够强，河流和湖泊成为了人们排污的主要对象；并且由于过度砍伐森林、围湖造田、过度网捕以及湖滨带的破坏等，这些活动都会给水生态环境带来不好的影响，由于这些活动，因此出现了水体富营养化等的一些环境问题，水质恶化也越来越严重。这些问题还在加剧中，这些问题使我国的许多淡水生态系统严重受损，水生态问题已经成为一些地区社会经济发展的限制因素，并且严重的影响到了人们的身体健康，成为了我国水环境所面临的一个重大问题。

由于污染破坏了原来的水生态系统稳定性，以及质量的下降。所以修复处理也就极为必要和重要了。在水生态修复处理中，合理运用水生植物还是比较重要的，是值得深入研究。在水体景观的生态设计中我们不能仅仅是为了有观赏价值而去设计它，我们还应该考虑它生态意义，如水土的保护、污染物质的吸收等。

1水生植物

水生植物（aquaticplant）是生活在水中或者生活在饱和水土壤中的植物。广义上的水生植物是指沼生、沉水植物或者是漂浮植物。水生植物的根系非常的发达，并且具有发达的通气组织，叶子透明并且非常的柔软，有的叶子还是丝状的如金鱼藻。丝状的叶子最大程度增加了与水接触的面积，使植物最大程度得到水里的光照，保证光合作用能正常进行。典型的水生植物有水芙蓉、睡莲、沼芋、萍逢草等。

水生植物和陆生植物不一样，不像陆生植物有强韧的茎，根和茎都没有厚厚的表皮，由于水生植物的这种性质使的它很容易在水中吸收营养物质和水分。有的水生植物只起到了固定作用。水生植物具有一种很特殊的组织是一种通气的组织，由于这种组织水生植物就可以在水中得到大量的氧气。可以保证水中的微生物正常的呼吸。

现在国内外研究较多的是大型的水生植物，这些研究者将这种植物应用于污染治理和水生态的修复，它是生态学上的一类群。

2水生植物水体修复研究现状

20世纪70年代以来，国内外对利用水生植物来修复水体这一方面进行了大量的研究工作，研究了一些产量高、快速生长的植物对污染物吸收、积累、分解等作用，在改善水质、去除污染以及恢复水体的生态功能等方面取得了很多重要的成果。

到現在为止，国内外经过大量的研究找到了很多对水体修复和净化有明显的植物，并且把它们用到许多的实践之中，如河岸的护坡、缓冲带、人工浮床、人工湿地、稳定塘等，都对环境有很好的改善。

3水生植物水体修复机理

3.1吸收利用与富集作用

水生植物的生长是所需的营养物是利用吸收污水中的营养物质来供其生长。废水中的有机氮被生物转化和分解，而无机氮作为植物生长所需要的营养物质而被植物吸收，然后通过对植物的收割从而从废水和湿地系统中除去；如无机氮一样，无机磷也是植物所必须的营养物质，植物将无机磷转化为植物的ATP、RNA等成分，通过对植物的收割来去除。在土壤中生根的植物直接从土壤中吸收去除氮磷等物质，而浮水植物则是从水中吸收去除氮磷等物质。

污水中的重金属和一些污染物并不是植物生长所要的物质，如果水中或者土壤中达到一定的浓度后这将对植物有毒害作用。对于这类污染物质，一些植物也演变的具有脱毒功能。根据前人的研究，水生植物富集能力是：沉水植物>漂浮植物>挺水植物，在植物上不同的部位作用也是不一样的，各个器官的累积系数随污水中污染物质浓度的上升而下降。Ellis等的研究表明，宽叶香蒲（Typha latifolia）和黑三棱（Spargnium sp.）是摄取同化、吸附及富集由公路径流下来的油类、有机物、铅和锌的较适宜植物种类。

3.2微生物降解作用

和其他的系统一样，以水生植物为核心的污水净化系统中，微生物对各种污染物降解仍然有很大的作用。污水中可被微生物降解的有机物主要是通过微生物的代谢功能来去除的；氮的去除，有的被植物吸收，绝大部分的氮是通过微生物的硝化作用和反硝化作用来去除的。

去除氮最主要的方法就是硝化和反硝化，这两种方法占主要的地位，但是水生植物仍然是不能够缺少的一种物质。首先，水中微生物降解有机物需要氧气，而这些氧气大部分是来自水生植物。微生物在缺氧的条件下不能进行正常的有氧呼吸，这样就不能很好的去除污染物质。有的研究表明，水生植物的输氧速率远远的比空气向水体中扩散速度大。

3.3过滤沉淀颗粒作用

水生植物的根系非常的发达，由于水生植物的根系发达这使其与水接触的面积就大了，因此这样也就形成了很好的过滤层，这样也就可以滤掉水中一些污染物质，水中的一些不溶性物质也就会黏附在植物的根系上，菌胶团的聚集这样才有了更好的新陈代谢才会使那些悬浮性的有机物沉降下来，使周边的水变得清澈了。挺水植物的茎和叶以及浮水植物的根还具有缓解水的流速和减小水中的湍流，因此达到过滤的作用和沉淀颗粒的作用。

水生植物通过拦截和过滤这两种作用，吸收污染物和滞留了大量的有害金属。在河的两侧设置护坡与缓冲带，具有减少水土流失还具有美观作用，依靠植物的吸收、过滤和降解作用对污染物去除，使得水体得到净化。

4水生植物水体修复的影响因素

水生植物在净化水体的时候有许多的影响因素，其中主要的影响因素有：水体的污染程度、气候、水生植物的种类、种植的方式、透明度等。

4.1水生植物的种类

水生植物的不同它们的生长速度也是不同的，而且在生长时需要的营养物质和吸收物质的能力也是不同的，因此净化水体也是不同。可以种植一些其他具有观赏价值和经济价值的植物。水体修复时，选择水生植物也有许多的因素，主要的因素是：适合当地的环境、耐污能力强、根要发达、除污效果好。目前大家认为优势的水生植物有：宽叶香蒲、芦苇、凤眼莲、水草、狐尾藻以及苦草。

4.2水体得污染程度

水生植物的生长都有一个合适的营养浓度，一旦水体中的营养物的浓度超过这个合适的浓度，不但对水生植物没有好处而且还会使植物枯萎甚至死亡。夏汉平用百喜草、香根草、水花生以及水葫芦这四种植物对垃圾渗滤液进行净化，水葫芦在浓度高的污水中和浓度低的污水中都死亡；百喜草在浓度高的里不能够存活，在浓度低的污水中受到严重伤害；水花生在浓度高的渗滤液中伤害较重；香根草在这些植物中受伤害是最轻的一种植物。

4.3种植方式

利用植物生长特性的不同来进行不同的搭配种植，这样可能使植物的净化功能提高。在被污染的水体中恢复原有的水中植被是被限制的。不同的水生植物净化污染物的速率是不同的，不同植物的组合比一种植物能更好地净化水体，植物在生长期，不同植物不同的生长时期代谢功能也是不同的。因此，在修复水体时植物的不同搭配种植，也会影响水体的净化效果，合理的组合会使水体净化达到好的效果。

5展望

社会发展的迅速，使的人们的生活水平也好了，因此湖泊污染越来越严重，尤其是黑臭水体的产生，为我国水治理出了很大的难题。在水体的修复中水生植物也就成为了一个重要的角色。水生植物不仅可以吸收一些污染物质，还能够向水中供氧，为微生物呼吸提供了氧起到了重要的作用。因此水生植物在对水体修复已经成为了一种有潜力的“绿色”处理方法。因此，随着技术不断的完善和研究不断的进行，水生植物用于修复水体将会越来越多。今后对水生植物的研究应该从以下几个方面进行：（1）研究在不同条件下水生植物的最优选型和最优的群落配置；（2）低透明度污染水体中水生植物生存的研究；（3）在不同生活环境下水生植物的生存。

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