水生植物修复生活污水的应用研究

李海林 章志青 项丹丹

摘    要：农村生活污水量大面广，治理条件复杂，基础薄弱，一直被认为农村生态环境治理的难点之一。水生植物大多数具有较强的耐污能力，可以富集受污染水体中的金属离子、有机物等。人工湿地就是通过利用水生植物代谢活动，来降低水体中有机和无机污染物的浓度，达到修复污水的目的。本文采用文献研究的方法，研究了人工湿地的种类、水生植物修复污水的机理等。

关键词：水生植物;修复;污水

水生植物大多数具有较强的耐污能力，可以富集受污染水体中的金属离子、有机物等。人工湿地是通过水生植物代谢活动，来降低水体中有机和无机污染物的浓度等，达到缓解自然水体的自我净化压力，而达到修复污水的目的。人工湿地是一种人为的将基质、微生物和水生植物按一定方式配置而成的复合生态系统。利用人工湿地处理乡村农民的生活污水，避免了农户的生活污水流入乡村河道，继而流入河流、湖泊、水库等造成二次污染。与传统的物理、化学治理污染水相比，利用人工湿地修复受污染水体具有成本低、效益高、易操作等特点，已经被广泛应用到河流污染治理中，取得了良好效果。

一、人工湿地种类

（一）表面流湿地

表面流湿地，湿地一般是0.3-0.5米深的浅水池，水生植物扎根在池底。主要处理过程是在一个水体中进行的，水面是暴露在大气中，污水循环流经水生植物的茎和叶。净化主要依赖于生物膜（附着在植物茎叶上的微生物群落）。这种系统一般用来进行三级处理，也就是进一步改善经传统污水处理厂净化后的水的水质。

（二）潜流湿地

潜流湿地，净化过程是在陆地上进行的。在潜流湿地中，人工湿地的水面不暴露在空气中，水处理是在深度为0.3米-0.9米的地表下进行的。污染水在浅层土壤下循环流动，与植物的根和根茎接触，通过附着在颗粒介质、植物的根和根茎上的生物膜负责去除污染物。由于污水不暴露再空气中，不直接和人接触，也不会滋生蚊子之类的昆虫。

二、水生植物修复污水的机理

（一）植物吸收

水生植物可直接吸收和利用氨态氮、磷，起到脱氮除磷的作用。水生植物的生长需要氮、磷等营养物质，以保证植物正常生長、繁殖的营养需要。水生植物吸收营养物质的方式既有通过根部摄取，也有通过浸没于水体中的茎叶吸收水体中的营养物质。通过水生植物的代谢作用，将环境中的大分子污染物，如氨氮、有机磷等分解为无污染的小分子无机物，进而被利用。可以将有效去除水体中的含氮、含磷等水体中的污染物，从而实现缓解和治理水体污染效果。此外，根系等器官将周围环境中的重金属等污染物从原有环境中提取，然后转移到植物的茎、 叶等器官内储存，通过吸收降解、脱毒后存储于植物体内。当收割植物后即可将附着于水生植物体内的营养物质或重金属等去除。

（二）微生物降解

水生植物根系的输氧作用促进了深层基质中微生物的生长和繁殖，有利于扩大净化污水的有效空间，在人工湿地污水净化中起着十分重要的作用。水生植物根系能够分解水体中的有机物来促进微生物的代谢，也可以吸收更多微生物在其根系上。研究表明：植物修复处理污水时，有机物的降解和转化主要是由微生物活动来完成的，人工湿地中微生物的活动是污（废）水中有机物降解的基础机制。水生植物的根系还可分泌促进嗜磷、氮细菌生长的物质，进一步促进氮、磷的释放和转化，从而间接提高修复效率。

（三）生态作用

水生植物利用吸附、挥发以及沉降的物理原理，去除水体中的污染物。水生植物密布于水中的发达根系，能形成一道密集的过滤层，当水流经过时，通过吸附、过滤、沉淀和截留等物理作用产生截污能力，不溶性胶体会被根系粘附或吸附，特别是将其中的有机碎屑沉降下来[8]。水生植物大多数具有较强的耐污能力，可以富集受污染水体中的金属离子、有机物等，将水体中的有毒有害物质富集于水生植物，从而达到降解水体污染物浓度的效果。

三、水生植物的选择

目前，在水体污染治理中应用较为广泛的是水生维管束植物。因为该类植物具有十分发达的机械组织，个体比较高大，具有十分发达的机械组织。水生维管束植物可分为漂浮、沉水、浮叶、挺水四大类型，不同类型的水生维管束植物具有其相应的生活习性和生长特点。

这四种不同生活型的水生植物在水体污染治理中既可以单独使用，也可以任意组合，一般是将沉水植物和挺水植物搭配使用，才能够更好地发挥水生植物在水体污染防治中的功能和作用。比如，挺水植物比沉水植物有更大的生物量和更为发达的根系，所以对污水的修复效果、对污染负荷变化的适应性以及耐污能力均优于沉水植物。而沉水植物通过光合作用能有效提高水体中的溶解氧，还能能将水体中的氮、磷等作为营养物质直接吸收。因此，利用水生植物净化污染水体时，要针对不同污染水体和污染程度选择适宜的植物，才能达到最佳的修复效果。

四、结语

水生植物色彩艳丽、线条优美、姿形洒脱，人们不仅可以观花赏叶，还能和水体形成统一的整体，是一道亮丽的风景。水生植物具有吸附、吸收、去氮除磷，美化环境等功能。利用水生植物修复污水，对环境污染小，有利于整体生态环境的改善。因此，利用水生植物修复污水将具有广阔的前景。由于试验条件的限制，人们对水生植物修复污水的研究缓存在一些局限性。水生植物通过在污水中的生长，吸收了污水中的无机营养盐，经人工收割，能有效去除水体中的N、P等营养盐，但对修复污水后水生植物的回收利用还缺乏系统的研究。

参考文献：

[1]赵益栋.地植物对于人工湿地生态环境修复作用，《工程技术（文摘版）》，2017（06）：43.

[2]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.

[3]陈红霞，付丽洋，刘训华.水生植物在水体污染治理中的应用研究[J].污染与防治.2018（11）：51，5.

本文是台州科技职业学院乡村振兴校级课题：水生植物修复乡村河道污水的应用研究 （课题编号TKXZ2019026 ）的研究成果。