李善升
(广东韶科环保科技有限公司 广东韶关 512000)
水污染修复水生植物包括水生藓类、高等藻类,以及水生维管束植物三大主要类型。其中,当属水生维管束类植物应用最为广泛,其具有个体高大、机械组织发达等,适宜在受污染水体中种植。具体,水生维管束植物又可以分为漂浮植物、沉水植物、浮叶植物和挺水植物。在水污染修复中可以单独使用,也可以多种植物联合应用,能够较好地发挥着水体污染修复效果。(1)漂浮植物。代表类植物有浮萍、凤眼莲,漂浮生活习性组织结构发达。(2)沉水植物。代表类植物有金鱼藻、狐尾藻,该类植物根部或扎于底泥或浮于水体,沉于水气界面之下。(3)浮叶植物。代表类植物有睡莲、荇菜,该类植物的叶漂浮于水面,而根茎常生于水体底泥之中。(4)挺水植物。代表类植物有芦苇、香蒲等,该类植物的根茎扎于底泥,上部则挺出水面。总之,水污染修复所使用到的水生植物,常利用其光合作用而完成新陈代谢,既能够满足水生植物自身正常生长,通过其植物新陈代谢功能达到去除水体中的氮、淋等污染物,起到很好的去污效果。且,水生植物严格管护后,还具有很好的景观效果。
水生植物在其生长过程中,为保证自身正常生长及繁殖的营养需求,植物根系常常会吸收污染水体中的氮、磷等物质。此外,植物根系还能够有效吸收受污染水体中的有机物及重金属,经脱毒、降解后存储于植物根茎叶等,待植物生长过程中会将水体中的污染物吸收、分解,以及吸附于植物茎叶中,收割植物时便可实现去除重金属及氮磷等营养物质,起到修复水体效果。
水生植物具有较强的耐污力,即,水生植物在受污染水体中具有较强的生存能力。通过植物机体富集受污染水体中的各种有机物、金属离子等污染物,并将有毒有害物质富集于水生植物茎叶,能够有效降低水体污染浓度。如漂浮类水生植物凤眼莲机体中含有多酚氧化酶,具有较强的酚类污染物和重金属污染物富集功能。试验计算,1g凤眼莲干物质够吸收锰1485±110μg,锌295±10μg,铅 185±13μg,铜 142±19μg。
微生物的新陈代谢会有效降解水体中的污染物。而水生植物通过分解水体中的有机物满足微生物的代谢营养需求,水生植物还能够吸附微生物于根茎,达到降解水体污染物效果。针对厌氧类微生物通常会在水生植物根系之外的区域,利用硝化、反硝化达到降解水体污染物效果。
受污染水体在物理、化学的作用下也会得到修复的效果。水生植物通过吸附、挥发及沉降等原理,实现修复受污染物水体效果。例如,水生植物的大量繁殖,会减小受污染水体的风浪扰动,减小水体流速,为悬浮固体沉淀营造良好环境,使那些固废悬浮情况大为减少。水生植物还具有隔热功能,有利于人工湿地土壤抗冻结,提升受污染水体的修复效率。
随着工业化、城镇化进程的加快,含有重金属、有机污染物的工业废水,选择拥有较强去除重金属、有机物的水生植物,实现修复受工业废水污染的水体。其中,水葫芦、紫萍、水花生等对水体中的多环芳香烃化合物具有良好的修复效果。此外,对双酚、酞酸酯等污染物工业废水也具有良好的修复功能。如,受洗涤剂污染的水体,可选择种植凤眼莲水生植物修复。
水生植物常应用于城市生活污水中净化二级处理出水的修复中,以达到巩固、强化出水水质效果。通常,水生植物与人工湿地、人工土块滤床等综合应用,对城市生活污水中的SS、BOD、COD等污染物均起到良好的去除效果,抑制受城市生活污水污染的藻类生长。例如,利用“浮萍塘-稳定塘-浮萍塘”串联方式处理城市生活污水,BOD平均去除率为60%,COD去除率为55%。水体中大肠杆菌污染物经“水生植物+稳定塘”工艺联合应用,处理效果达99%以上。
通过构建亲水植物系统,利用沉水植物的富集功能,围隔区经苦草、狐尾藻等沉水类植物的长期修复,BOD、COD含量显著降低,有效改善水体水质。例如,杭州西湖浮游植物群落研究表明湖区浮游植物群落对于治理水体富营养化具有良好效果。可见,通过构建或恢复沉水植物对于受污染的水体富营养化具有彻底改善效果。
总之,与物理、化学法处理受污染水体相比,水生植物的应用和推广前景广阔。下一步要重点加强水生植物的选育工作,培育更多的质优价廉的水生植物,以及加强水生植物的二次再次利用研究,做好后期的日常管护,取得水体修复的生态效益、经济效益和景观效益的有机统一。