水生植物在污水处理和水质改善中的应用

刘玲玲

（苏州优乐蜂环保科技有限公司，江苏 苏州 215128）

1 引言

水污染问题关系着我国的长期发展，为解决水污染问题，我国投入了大量的资金，并利用多年的污水处理经验，建立了许多污水处理厂。国家在经济发展和污水处理方面取得了稳步的进展。目前，传统的污水处理方法是采用二次生化处理来解决废水污染，例如水交换和化学方法等等，虽然对治理污染起到一定的作用，但是有很大的局限性，例如存在着再次污染的可能和污水处理不良等缺点。近年来，水污染的生物处理，特别是水生植物对废水的处理，以其成本低廉以及对环境友好等优势，越来越受到专家的重视。

2 国内外水资源污染现状

2.1 国外水资源污染现状

印度著名的的恒河已经被严重污染，威胁着近1/3居住在河流附近的印度国民的用水安全。也有沿岸城市把废水排入河道，再加上恒河两岸周边低种姓贫困人口在河水中沐浴洗涤更加剧了污染，所以恒河的污染已经成为印度水资源的极大隐患。

密西西比河，作为美国最大的河流，一度已经成为了美国的象征，而且是到美国留学、旅游时必到的打卡地。然而现在它已经成了水污染的重灾区，污水中含有汞等有毒有害物质。

2.2 令人担忧的污水现状

同样，我国的污水处理现状也不乐观。我国七大水厂、主要湖泊、沿海水域和部分地区的地下水也受到了不同程度的污染。河流主要受氨氮、生化需氧量、挥发酚等有机污染物的污染；湖泊以富营养化为特征，主要污染物为总磷、总氮、化学需氧量等；近岸海域的主要污染物是无机氮、活性磷酸盐和重金属。这些因素构成了水环境问题广泛、破坏严重、治理难度大等特点。在经济高速发展的今天，我们决不能走某些国家“先污染后治理”的老路，否则将付出极大的代价。因此，我们必须建立污水处理厂。城市水污染的治理具有非常重要的作用。在许多城市使用先进的清洁系统，处理当地废水，解决和防止水污染问题的加剧。但是，与现代欧美发达国家相比，我国目前的经济形势短板还是相当大的。我国建造一个处理量大的污水处理厂，按照发达的资本主义国家模式，资金和管理成本惊人，如果是在北上广深等一线大城市还可以勉强大规模普及，但在经济欠发达或者根本不发达地区大面积推广普及是根本不可能的，这是目前污水处理急需解决的问题。

2.3 国内污水处理意识

水在经济发展和人民生活中发挥着重要作用。所以国家要想长远发展，绝对不能成为“污水大国”，否则不仅会丧失在环境保护方面的国际话语权，而且水资源方面一定会受制于人。我国政府高度重视节约用水，加强节水工作，在学校、单位和其他地方大力宣传，把节约资源和保护环境列为国家的基本国策之一，如今节水政策已经深入人心，取得了一定成效。但是，污水处理部分比起西方发达国家仍然不尽如人意，因此，应进一步提高对污水处理的认识并进行技术创新：首先，要不断宣传污水处理，让它渗透到人们的生活中，潜移默化地影响人们的生活。第二，政府必须不断完善污水处理制度，鼓励公民监督工厂是否合法排放废水废气废料，大力鼓励公民举报不法工厂。第三，政府要加大资金投入并引进污水处理人才，研发新型污水处理方式，从而促进污水处理技术的更新换代。第四，要加强对尚未被污染河流湖泊的保护，防止出现“一边污染一边治理”的荒唐现象，在附近村落大力宣传环境保护。

3 以藻类和维管植物为例对污水的处理

3.1 水生植物的类别及其优点

水生植物的生活方式不同，大概有以下几类：挺水植物、浮叶植物、沉水植物和浮生植物、漂浮植物等等。水生植物是大自然污水处理的主力军，也是水领域的天然守护神。而藻类以及水生维管植物，以其成本低、效率高、操作步骤简单、观赏价值高、应用范围广、环境友好等优点逐渐进入世界各国科学家的视野。科学家之所以把目光投向水生植物，不仅仅是因为对环境的友好度，也是因为水生植物可以实现再生水的利用。由于中国人口的密集和经济的蓬勃发展，水资源消耗非常快，这在一定程度上加剧了中国的“缺水”问题。在解决水资源短缺问题的同时，在“南水北调”等国家性的大工程上，如何循环利用废水已成为当务之急。我国的污水利用率远低于中东国家，利用水生植物处理污水并回收利用也成为环境工程师们感兴趣的热点[1]。

3.2 藻类植物与污水处理

藻类是标准的低等植物。藻类污水处理法价格也更低，效率比较高。经植物处理的污水会产生一定的沉淀，而如果利用藻类清理污水，沉积物甚至还可以成为鱼料喂鱼。另外，由于缺氧的缘故，污水或多或少都会产生一定的恶臭，但是藻类释放的氧气几乎可以完全中和污水产生的恶臭，可谓一举两得。

藻类处理方法目前已经在国内外得到了广泛应用，处理生活污水已经有了很长的历史，而且人们拓宽了它的应用范围，将其应用于治理环境中其他有毒有害的废水。随着环境工程科学家们对藻类的研究更加深入，人们发现，藻类可以去除掉能够污染水体并使水体富营养化造成生物入侵的氮，磷等营养元素，也可以去掉对环境有着极大危害的有机物和重金属等。

3.3 湿地与污水处理

人们往往认为建造湿地不仅费时费力，而且还占地极大，需需要大量的人力来维护。实际上并不完全是这样，在西方国家，这种人工湿地不仅可以处理村镇排放出来的废水，还可以缩小自己的形态，应用于单个的家庭中，这也是人工湿地的神奇所在。

3.4 水葫芦等高等水生植物与污水处理

生活污水所含污染物的浓度不会很高，而且必须要考虑在城市方面地皮少，地价贵的限制，由此看来，建立生物生态系统处理污水，是一个比较好的选择。

除了藻类等浮游生物以外，利用水葫芦，水花生等高等水生植物治理污水的办法也逐渐走入了科学家的视野。与其他生物处理技术相比，它的优点很明显—首先，成本低，其次，植物可以美化环境；再次，也是最重要的一点，水生植物可以对化学物质进行分解和代谢，避免了对生态的伤害，并保护了人畜的健康[2]。

3.5 芦苇与污水处理

芦苇是一种湿地植物，可以说是各种水生小动物的天然保护神，中国古代就有勤劳勇敢的劳动人民将其编织成篮子、衣服甚至是各种工艺品，也有“蒹葭萋萋”的吟咏，使其成为了男女相悦彼此喜欢的见证者。它是大自然中不可缺少的植物，同时还是人类清理污水的好助手。在废水处理中，芦苇可视为微生物反应系统中的一个复合微生物，与芦苇的根系相连，形成一个标准的微生物反应系统。

4 水生植物处理污水的局限性

水生植物处理污水自然会有自己的局限性。一是植物有一定的寿命，在北方尤其是东北地区冬天基本不可能存活，容易大量死亡，不仅冬天的废水处理成了大问题，还会造成植物残骸积累的污染。二是水生植物一般来说繁衍非常迅速，而且植物的残枝败叶给繁殖提供了大量的营养，清除残骸不及时就会导致繁衍过快，容易出现生物入侵适得其反；三是植物聚集地非常容易滋生害虫，而且植物对于害虫抵御力非常脆弱，如果防虫做不好，将功亏一篑；四是植物系统占地很大，与征地居民协调需要大量的资金和人力，成本高，政府可能难以负担。五是如果植物残骸大量积聚，还有可能传播疾病。所以，最好的解决办法是大力宣传污水治理政策，地方政府也要积极引进大量的环境工程高新技术人才，深入研究水生植物污水处理技术，克服水生植物的缺点，取长补短。

5 地域因素的影响

地域因素也是水生值物处理污水的一个非常重要的考虑因素。东北地区冬天寒冷而漫长，实验周期过长，可以利用的植物过少，需要极大的防冻成本，资金和人力投入太大，得不偿失。西北地区又过于干旱，少湖泊和河流，经济欠发达，难以养活水生植物，且容易破坏当地的环境条件。西南地区，由于青藏高原海拔过高，只适合生长一些高海拔植物，普通的植物难以存活，而且青藏高原地广人稀，现代化工厂较少，对生态化处理污水需求并不是很大。云贵高原又是地形复杂缺少平原地区，刚刚起步的工厂不适合建在地形复杂、容易出现山体滑坡等各种地形灾害之处；所以江南地区的珠三角，长三角这两块著名的富庶之地就成了率先开始利用水植物减少污水排放最好的“实验田”。江南地区雨水丰沛，雨热同期，地形平坦，经济发达，河流众多，而且因为经济和人口因素，现代化工厂较多，况且当地旅游业发达，古城众多，政府急需保护生态环境，促进旅游业发展。

6 结语

综上所述，利用水生植物来解决我国的废水处理问题，拥有广阔的前景和展望。虽然现在中国的污水处理工艺暂时落后于欧美国家，但是相信我们的环境工程专家一定能攻克上面所述的种种问题，使其成为子孙的百年福祉。