水生植物净化水体及应用.doc

《水生植物对污染物的清除及其应用》人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中,使水受到污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类,基本上以化学性污染为主。具体污染杂质有无机污染物质、无机有毒物质、有机有毒物质、植物营养物质等。而对于这些污染物的清除中,水生植物起着非常重要的作用。水生植物指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。水生植物大致可区分为四类:挺水植物、沉水植物、浮叶植物与漂浮植物。而大型水生植物是除小型藻类以外所有水生植物类群。水生植物是水生态系统的重要组成部分和主要的初级生产者,对生态系统物质和能量的循环和传递起调控作用。它还可固定水中的悬浮物,并可起到潜在的去毒作用。水生植物在环境化学物质的积累、代谢、归趋中的作用也是不可忽视的。用水生植物来监测水生污染、对污染物进行生态毒理学评价及其进入生物链以后的生物积累、修饰和转运,对植物生态的保护和人畜健康方面有非常重要的意义[1]。。利用水生大型植物富集氮磷是治理、调节和抑制湖泊富营养化的有效途径之一。湖泊水环境包括水体和底质两部分,水体中的氮磷可由生物残体沉降、底泥吸附、沉积等迁移到底质中。对过去的营养状况的追踪表明,水生植物可调节温度适中的浅水湖中水体的营养浓度[2]。而大型沉水植物则通过根部吸收底质中的氮磷,从而具有比浮水植物更强的富集氮磷的能力。沉水植物有着巨大的生物量,与环境进行着大量的物质和能量的交换,形成了十分庞大的环境容量和强有力的自净能力。在沉水植物分布区内,COD、BOD,总磷、铵氮的含量都普遍远低于其外无沉水植物的分布区[3]。而漂浮植物的致密生长使湖水复氧受阻,水中溶解氧大大降低,水体的自净能力并未提高,且造成二次污染,影响航运。挺水植物则必须在湿地、浅滩,湖岸等处生长,即合适深度的繁衍场所,具有很大的局限性。不同的沉水植物对水体中的总氮总磷均有显著的去除作用。在关于常见沉水植物对滇池草海水体(含底泥)总氮去除速率的研究中发现:物种去除能力的大小顺序依次为伊乐藻>苦草>狐尾藻>篦齿眼子菜>金鱼藻>菹草>轮藻。随着时间的延长,水体中总氮浓度呈负指数形式衰退,且在实验的总氮浓度范围内(~)每种沉水植物的去除速率随总氮浓度的增加而增加[4]。此外,黑藻(Hydrillaverticillata(.)Royle)对磷的需求较低,并可利用重碳酸盐作为光合作用的碳源[5]。磷吸收是主动过程[6]。在亚热带湿地中,磷主要是在植物内流动,而氮主要是通过沉积作用和反硝化作用进行流动。对于夏季浮游植物(主要是外来蓝藻),磷是限制因子。据推测:磷循环强烈依赖于大型植物的调节;底泥中磷的衰竭影响植物香蒲(Typhadomingensis)的减少,而随后磷的有效性的增加又使其重现[7]。在对东湖的围隔实验中,结果显示了沉水植物在磷营养滞留物中的关键地位[8]。沉水植物均能从叶、根状茎(主要是叶)来去除水中的标记碳,从而促进了流水生境中碳的吸收、迁移和释放[9]。淡水沉水植物系统对营养物的去除有很好的作用:对氮主要是通过反硝化作用,对磷则是生物吸收和随后的植株收获[10]。