大型水生植物在水污染治理中的应用

　　随着目前我国水污染情况不断加剧，促使水污染治理工作开展力度也在不断提高，而为了可以寻找出高效、低耗水污染处理技术，直至上世纪70年代，水生植物开始逐渐受到相关人员关注，这类植物耐污与治污能力被长时间研究后，得知这类植物具备较高水污染治理与水体修复功能。大型水生植物属于分布较广且存活在各类水体中的高等植物群，目前已经将各类大型水生植物生长水塘、湿地等。因大型水生植物投资较低、能耗较低，促使其已经成为水污染治理领域中重点研究热点之一。

　　一、大型水生植物及生态功能概述

　　在大自然中存有一种现象极为神奇，就是如果同一物种在生活方式与习性等方面相同，通常就不会同时出现在一个区域之中，一旦同时出现在一个区域中，两者就会在此区域中展开激烈争夺，最后大自然会通过空间将双方彻底隔离，这种现象被成为生态位。最初是于1970年间被人提出，此后对于大型水生植物研究开始逐渐增多，而后开始出现多种生态位界说，曾有位俄罗斯人通过相关实践证明生态位，其将两种水生植物放置在浓度完全相同的环境下培养，最初这两种水生植物数量都开始有所上涨，而后其将两种水生植物放置在同一环境下，对于环境内食物也做出适当控制，经过十六天之后此环境中仅存有一种水生植物，另一种水生植物已经完全没有任何踪迹，但另一水生植物并未出现任何残留。虽然通过观察了解两种水生植物并没有出现攻击状况，但存活下来的水生植物在竞争方面优势较大，另一种水生植物被彻底驱赶出同一环境，或被沉降、吸附在一中水生植物中，这也表明在自然界之中，任何物种都存有共生体系现象，但这种现象只体现在群体之中，因为在群体之中所有物种都需要相互争夺。同时，如今社会大众与大自然之间接触逐渐增多，导致水资源遭到一定破坏与污染，但随之人们也开始意识到水资源重要性，于是相关人员越发注重对生态位研究，希望能够通过大型水生植物为水环境起到防治与保住作用。此外，大型水生植物属于生态学范畴类群，同时也属于分类群植物通过长时间适应水环境而形成的趋同性适应类型，其具体主要包括两大类型，分别为：水生维管束植物与高等藻类。其中水生维管束植物(aquaticvascularplant)具备较高且发达的机械组织，植物体型较为庞大。一般情况下水生维管束植物具备4种生活类型(Typeoflife)，分别为：挺水植物(emergentaquaticplant)、漂浮植物(floatingplant)、浮叶植物(floatingleavedplant,floatingleafplant)、沉水植物(submergedplant)。

　　二、大型水生植物在生态系统污水处理中应用研究进展与现状

　　2.1 大型水生植物运行方式

　　现代运用大型水生植物不同生活类型针对污水展开处理时，其方式主要包括：挺水植物系统(emergentaquaticplantsystem)、漂浮植物系统(floatingplantsystem)、沉水植物系统(submergedplantsystem)等。在这类系统中，植物处于核心位置，同时其光合作用可以知己运用太阳能来实现。大型水生植物随着生长可以为其他生物带来栖息环境，促使不同生命形式在大型水生植物运行构造出的生态系统中生存，同时也是因这一生存实现降解污染物。因此，以大型水生植物构建的污水处理系统又被人们称作为自然处理系统(NaturalTreatmentSystem)、人工生态处理系统(Artificialecologicaltreatmentsystem)等。相较于传统微生物处理水污染系统而言，这一系统主要优势在于：资金投入角度、能耗较低、处理过程更加容易与自然生态系统相互融合。其缺点主要在于：处理时间较长、占地面积较大、在处理过程中受天气影响较为严重。

　　2.2 对污染物处理作用

　　2.2.1 植物吸收作用

　　从物理角度而言，大型水生植物可以有效降低水流受风力影响，同时可以实现控制水流速度，通过这一特点，可以有效实现去除污染物，并降低污染物悬浮在水资源中的可能性。通过研究可以得知，被大型水生物直接吸收污染物主要包括：(1)氮、磷等植物营养物质。(2)部分重金属与有机物。当大型水生植物在吸收第一种污染物时，可以将其转变为植物自身结构。而当大型水生植物吸收第二种污染物时，可以将其储存在体内或直接对其进行降解。因氮与磷属于大型水生植物生长所需营养物质，因此，其对于这类物质固定能力较高(如表1所示)。此外，而且一些水生植物具有产量较高的特点，在水生植物生长茂盛的时期，可以通过对其进行收割的方式解决水中存在的营养物质过多的问题。一些水生植物还有能集中吸收生存环境中重金属离子和有机物质的特性，那些能在严峻环境中生长的水生植物耐污能力也很强，能有效吸收集中水中的重金属离子和有机物质。在实际的污染水源中，藻类植物也能在这种环境下生存，而藻类的存在会造成水体环境富营养化。而将水生植物种植于污染水源中，能在改善水污染问题的同时有效抑制藻类生长，阻止水体环境富营养化。

　　2.2.2 大型水生植物处理根本作用

　　在基于大型水生植物针对水污染展开治理时，一定要提前对工程施工的整个过程，可能对水污染所造成的污染展开预判，并及时设计出科学、合理治理措施，从而在真正意义上对水污染起到一定程度的保护作用。而水污染治理在大型水生植物施工中主要有以下几方面的作用：

　　(1)在实际基于大型水生植物展开水污染治理时，可以在第一时间发觉生态位变化，会对水污染所造成污染状况，并及时制定合理、有效的处理措施，从而在真正意义上实现降低生态位变化对于水污染所造成的实际污染，并以此为生态水污染起到一定程度保护作用。

　　(2)水污染治理在整个环境治理工作中占据着重要位置，当城市出现严重水污染问题时，基于大型水生植物可以及时提出合理意见或建议，并为最终提出决策中的公平性起到一定程度保障，从而有利于提高水污染保护效果。

　　(3)由于在水污染治理这项工作中应充分运用现代化技术手段与方式，并基于大型水生植物可以有效实现提高针对水污染保护工作规范性，从而对水污染污染状况起到治理作用，并对生态水污染起到保护作用，而且在发挥大型水生植物在社会与经济等方面的实际效益同时，确保水污染方面实际效益不会遭受任何影响。

　　2.2.3 大型水生植物物理化学作用

　　在以大型水生植物为主要污水处理系统基础时，系统中存在部分污染物通过物理化学作用被去除现象，具体去除现象包括：挥发、吸附、沉降等。

　　通过上述研究可以得知，在以大型水生植物为主要污水处理系统基础时，系统得以去除大部分污染物与植物息息相关，但因过往对于植物相关研究较少、关注较少，因此，为了可以有效实现提高效率，就应针对污水处理系统中植物发挥作用、自身功能、其与微生物之间关系等方面展开全面研究。

　　三、　大型水生植物种类选择及搭配

　　大型水生植物在处理系统中发挥出作用与种类选择之间有着密不可分的关系，例如：如果在治理水污染中BOD与N(反硝化)时，植物就应选择可以为微生物提供附着界面且具备庞大根系、较高传氧能力等种类。当在治理水污染中N、P、重金属、部分有机物时，植物就应选择具备较高富集吸收能力且生长速度较快等种类。当在治理水污染中去除污染物目标较多时，植物就应选择可以充分发挥出多种生态功能、不同生态功能等种类，同时将其相互搭配，从而达到治理效果。此外，在选择植物时，也应针对治理地区气候环境适应性、植物抗逆性、病虫害抵抗性、职务管理难易度、植物后期处理等方面展开相应考虑与筛选，从而选择出更加适合水污染地区治理植物种类。

　　四、结束语

　　综上所述，目前，通过活性污泥为基础的污水处理系统，无论在二级处理或深度处理时，所消耗费用与能源均会出现较高情况，这时就会导致水污染治理工作因资金问题难以开展。而通过大型水生植物为基础的污水处理系统，通过太阳能十项驱动，并在针对污水进行深度处理时，可以充分实现回收资源与固定能源，并在处理后不会产生化学品与有害副产物。因此，随着现代社会对于大型水生植物在水污染治理中应用研究进展不断深入，促使以大型水生植物为基础技术、系统均在不断完善，并在今后得到广泛应用。(来源：湖南省环境保护科学研究院)