摘要：水生植物凈化水體的特點是以大型水生植物為主體，植物和根區(qū)微生物共生，產(chǎn)生協(xié)同效應，從而凈化污水。這種凈化方式具有成本低、能耗小、治理效果較好，對環(huán)境擾動小，有利于資源化，有較好的經(jīng)濟效益和美化環(huán)境價值等優(yōu)點。本文簡要闡述了水生植物凈化污水的研究及應用現(xiàn)狀、凈化機理和效果，展望了該技術的發(fā)展前景。
　　關鍵詞:水生植物;污水;凈化;研究與進展
　　在多種水體修復的方法中，水生植物對于水污染治理可以發(fā)揮多種作用并有其特定的優(yōu)勢：水生植物可吸收氮、磷等水體中的營養(yǎng)物質，富集重金屬或吸收降解某些有機污染物；促進微生物的生長代謝，來使水中大部分可生物降解有機物降解；抑制低等藻類的生長，控制富營養(yǎng)化的表現(xiàn)形式等�；�于以上概述，本文將討論水生植物在河流生態(tài)修復方面的作用。
　　1.應用價值
　　水生植物廣泛分布在江河湖泊等各種水體中，水生植物可通過光合作用將光能轉化為有機能，并向周圍環(huán)境釋放氧氣，發(fā)揮多種生態(tài)功能，如:短期儲存N、P、K等水體中的營養(yǎng)物質，凈化水中的污染物，抑制低等藻類的生長和促進水中其他水生生物的代謝。與藻類相比，水生植物的特點是更易于人工操縱，即可通過人工收獲將其固定的氮、磷帶出水體，這些特點是利用大型水生植物進行污水處理的理論基礎[1]。
　　水生植物在水體中的生態(tài)功能使其在水污染防治中具有很大的應用價值。隨者水污染的加劇，為了尋找高效低耗的水污染處理技術，20世紀70年代，水生植物開始受到人們的關注，許多這類物質的耐污及治理能力被研究發(fā)現(xiàn)，多種以大型水生治污為核心的污水處理和水體修復生態(tài)工程技術被開發(fā).大量工程實踐表明,這項技術具有低投資、低能耗、高效等優(yōu)點，因此近年來已成為環(huán)境領域的研究熱點之一[2]。
　　2.水生植物修復系統(tǒng)的方式及研究進展
　　根據(jù)所利用的植物生活型（lifeform）不同,水生植物污水處理系統(tǒng)有3種基本方式：漂浮植物系統(tǒng)、挺水植物系統(tǒng)和沉水植物系統(tǒng)。（見表1）
　　表1各種處理系統(tǒng)比較

　　2.1挺水植物系統(tǒng)的應用研究
　　在挺水植物系統(tǒng)中，李科德等通過人工模擬蘆葦床系統(tǒng)處理污水進行了研究。研究結果表明，蘆葦根具有較高的氧化還原趨勢，為好氧微生物的活動創(chuàng)造了有利條件；污水中的有機物是通過蘆葦床內各種微生物的各種協(xié)同作用而去除；NH3-N主要通過硝化作用和反硝化作用的連續(xù)反應而去除；另一方面是受營養(yǎng)、溫度、pH值等因素的影響；SS的去除主要是通過沉淀、過濾、吸附、固化等理化作用而實現(xiàn)。
　　曲向榮等通過廊道系統(tǒng)自凈和滲濾實驗進行了遼東葫蘆葦濕地對陸源營養(yǎng)物質凈化作用的初步研究[3]。結果表明，營養(yǎng)物質N、P和CODcr在廊道系統(tǒng)中的自凈率為41.7%～64.7%。不同深度的土壤蘆葦系統(tǒng)對陸源營養(yǎng)物質N、P和CODcr的凈化率為60.0%～75.92%。N、P營養(yǎng)物質經(jīng)濕地系統(tǒng)過濾后可滿足海水水質Ⅱ類標準。通過收獲地上部分生物量可使營養(yǎng)物質在陸地和濕地之間形成良性循環(huán)，不會造成污染物在濕地系統(tǒng)的過度積累。
　　溫志良等研究了香蒲植物在污水治理中的應用[4]。香蒲植物可以有效地凈化城市生活廢水及工業(yè)廢水中的磷、氮、CODcr、BOD5、總懸浮物等污染物質。陳新庚[5]等人用寬葉香蒲等7種高等水生植物處理酸性制漿廢水的實驗中得出的數(shù)據(jù)也證明了寬葉香蒲對廢水中的懸浮物、總氮（TN）、總磷（TP）等污染物均有較理想的凈化效果，其中對懸浮物的去除率達82.4%，在TN濃度為49.52mg/L的廢水中9d后TN去除率為70.10%，而在TP濃度為21.28mg/L廢水中9d后TP的去除率為73.55%，去除率隨著時間的延長而增大。
　　陳兆平等研究了風車草的生長特性和對生活污水的凈化效果[6]。風車草全年保持生長，即使在冬天仍然維持一定的生長速率。風車草在生活污水中培養(yǎng)10d后，污水中TN、TP、COD和BOD的去除率分別達到91%、92%、70%和73%，其中風車草對N、P的吸收量分別占凈化量的55%和53%。種植風車草的潛流型人工濕地對TN、TP、COD和BOD的去除率分別達到64%、47%和74%，與不同植物的人工濕地相比，TN、TP、COD和BOD的去除率分別提高了28%、19%、14%和13%。
　　2.2沉水植物系統(tǒng)的應用研究
　　在沉水植物系統(tǒng)，喬建榮[7]等研究了常見的8種沉水植物對草海水體總磷的去除能力，試驗用草海污水中總氮總磷的濃度比為TN：TP=7：1，可以認為總磷為草海水體的營養(yǎng)鹽限制因子。可以看出實驗結束時，水體總氮、總磷均有明顯取出作用。在實驗條件下（無外來營養(yǎng)鹽輸入），水體總磷濃度隨時間變化呈負指數(shù)衰減。如表2
　　表2沉水植物對水體TN、TP的去處效果

　　宋福等利用狐尾藻、菹草、苦草、伊樂藻、金魚藻、蓖齒眼子菜、輪藻等7種沉水植物對受污染的草海水體（含底泥）總氮去除速率進行了實驗研究[8]。結果表明：每種沉水植物對水體總氮、總磷均有顯著去除作用，在實驗的27d內，對總磷總氮的去除率分別是80.31%，89.82%。重點對7種沉水植物引起水體總氮濃度下降與時間的關系作回歸分析，所得結果是隨著時間的延長，水體中總氮濃度呈負指數(shù)形式衰減。
　　2.3漂浮植物系統(tǒng)的應用研究
　　辛曉云[9]等對水生植物鳳眼蓮、草蘆、香蒲、菹草、浮萍等對氧化池的NH3-N，COD和總磷及重金屬的去除能力進行了測定，結果證明：草蘆去除NH3-N最高達93.6%，鳳眼蓮去除COD最高達63.82%，菹草去除總磷高達96.0%，鳳眼蓮根富集能力很強，其中對Cu富集倍數(shù)為886，Cd富集倍數(shù)為175，Cr6+富集倍數(shù)為2046，其中浮萍對Pb吸附最強，吸附倍數(shù)為858。
　　鳳眼蓮的生長與水體中營養(yǎng)物的狀況，特別是氮、磷、鉀的含量密切相關[10]。浮萍在對氮污染水體的修復上顯示了巨大潛力，在缺少氮的條件下紫浮萍幾乎不生長，因此浮萍可以通過清除營養(yǎng)物來提高水質。
　　3.結語
　　與傳統(tǒng)的微生物處理方式相比，水生植物對于河流生態(tài)修復的優(yōu)勢之處在于：低投資、低能耗、處理過程與自然生態(tài)有著更大的相融性等。缺點在于：處理時間長、占地面積大及氣候影響嚴重。除單獨使用外，這3種方式也經(jīng)常被組合應用或與其他的處理工藝形成聯(lián)合處理各類污水的處理。隨著研究應用的深入，現(xiàn)在這些聯(lián)合系統(tǒng)正在趨向于水生植物為結合點，把污水處理和其他功能統(tǒng)一起來，使其揚長避短。如四川的成都，為了處理受污染的河水在岸邊建造的活水公園，其中的水生植物塘系統(tǒng)既營造了公園的主要景觀，又可有效的進行污水處理；中國科學院水生植物所在傳統(tǒng)生物塘基礎上改進的綜合生物塘系統(tǒng)。由此可見，因地制宜的綜合利用，是以水生植物為主的污水處理方式發(fā)展的方向。
　　
　　參考文獻：
　　[1]種云霄、胡洪營、錢易大型水生植物在水污染治理中的應用研究進展環(huán)境污染治理技術與設備2003年2月
　　[2]朱斌、陳飛星、陳增奇利用水生植物凈化富營養(yǎng)化水體的研究進展上海環(huán)境科學2002年第21卷第9期
　　[3]曲向榮、賈宏宇、張海榮、李秀珍、李培軍遼東灣蘆葦濕地對陸源營養(yǎng)物質凈化作用的初步研究應用生態(tài)學報2000
　　[4]溫志良、溫琰茂、吳小鋒香蒲植物在污水治理中的應用環(huán)境與開發(fā)1999
　　[5]陳新庚環(huán)境科學研究與應用中國環(huán)境出版社1998
　　[6]靖元孝、陳兆平、楊丹菁風車草對生活污水的凈化效果及其在人工濕地的應用應用與環(huán)境生物學報2002
　　[7]喬建榮、任久長、陳艷卿、宋福常見沉水植物對草海水體總磷去除速率的研究北京大學學報1996
　　[8]宋福、陳艷卿、喬建榮、任久長常見沉水植物對草海水體（含底泥）總氮去除速率的研究環(huán)境科學研究1997
　　[9]辛曉云、馬秀東氧化塘水生植物凈化污水的研究山西大學學報2003
　　[10]張廣柱、劉均洪、劉嬋嬋利用水生大型植物改善水質研究進展天津化工2009年3月