學(xué)海無涯小組

1、1.5植物凈化效應(yīng)的影響因素 1.5.1凈化植物的選擇 凈化污水的高等植物有許多，常見的有鳳眼蓮、水花生、香蒲等，但考慮到具有較高的凈化率、低成本、耐沖擊負(fù)荷等因素時(shí)，需選擇出理想的凈化物種來。華南環(huán)科所進(jìn)行了2年的實(shí)驗(yàn)，對(duì)華南地區(qū)11種高等水生植物從凈化能力、抗逆性、管理難易、綜合利用價(jià)值和美化景觀等5項(xiàng)方面綜合評(píng)價(jià)，篩選出黑藻和假馬齒莧為較優(yōu)凈化物種。因此可見，植物凈化能力大小關(guān)系到凈化效率的高低。 1.5.2廢水pH值的大小 pH值不同，廢水能植物的生長(zhǎng)狀況影響不同，進(jìn)而影響其凈化效率。用水葫蘆、水花生等7種草本植物凈化酸性造紙廢水結(jié)果表明，廢水的pH值最低不能低于5.84，否則植物的生

2、理機(jī)制受損，凈化功能下降，導(dǎo)致植物不能很好地吸收重金屬。 1.5.3廢水的性質(zhì) 廢水中有機(jī)污染物濃度高低、N和P含量大小以及污染物是否易降解等性質(zhì)，對(duì)植物凈化效率而言很重要。如鳳蓮處理煉油廢水實(shí)施運(yùn)行最佳條件為：65mgLCOD 1.5.4凈化時(shí)間 凈化時(shí)間的長(zhǎng)短及季節(jié)變化對(duì)植物凈化效率的影響也不容忽視。水生植物鳳蓮凈化富營(yíng)養(yǎng)化湖水滯留時(shí)間2d時(shí)，凈化結(jié)果不明顯；延至7d時(shí)，凈化效率提高5080。同時(shí)，植物在溫度變化不大的氣候下正常發(fā)揮其功能，但嚴(yán)寒天氣就會(huì)使一些植物凍壞，生理代謝受阻，不能很好地凈化污水。如華南地區(qū)氣溫下降至4攝氏度時(shí)，靜態(tài)培養(yǎng)的鳳眼蓮就會(huì)發(fā)生凍害，難以越冬。 當(dāng)然，植物抗病

3、蟲害能力、廢水流量及流速、廢水中溶解氧的大小等因素同樣制約著水生高等植物的凈化能力。 2植物凈化的利用與發(fā)展植物凈化的利用與發(fā)展 2.1水生高等植物凈化技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 水生高等植物治理污水是一種新興的生物工程技術(shù)，有以下4個(gè)優(yōu)點(diǎn)：成本低，對(duì)環(huán)境擾動(dòng)??；有利于保護(hù)和改善原有環(huán)境，有較高的美化環(huán)境價(jià)值；治理污染時(shí)可以收獲植物和生物能源，獲得經(jīng)濟(jì)效益，如水葫蘆凈化塘，每年每公頃可產(chǎn)沼氣58400m3，折合節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤46.72t；操作簡(jiǎn)單，投資少，其基建投資、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和能耗均為常規(guī)二級(jí)處理方法的1315. 2.2現(xiàn)狀問題 目前水生高等植物凈化污水還存在著一些問題。首先，管理上控制不當(dāng)，未能及時(shí)打撈過剩的或

4、干枯的植物殘?bào)w，就會(huì)致使二次污染的產(chǎn)生（如富營(yíng)養(yǎng)化、有毒物質(zhì)的釋放）。其次，一種植物一般只能吸收降解一種或有限的幾種環(huán)境污染物，而對(duì)其他濃度高的污染物可能會(huì)中毒，因此對(duì)于推廣作用有局限性。再次，水生植物自身在污水生長(zhǎng)，極易在水面屏蔽產(chǎn)生自屏蔽效應(yīng)，會(huì)壓迫環(huán)境；同時(shí)，密度過大也會(huì)滋生蚊蟲細(xì)菌。第四，不能科學(xué)地篩選出抗性大的植物，并且凈化的系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)也未考慮最優(yōu)化配置和后處理問題，導(dǎo)致凈化效果不明顯，效率不高。 2.3今后的發(fā)展方向 可繼續(xù)采用水生植物多種組合建配置或多級(jí)水生植物串聯(lián)塘，形成一定的凈化層次，這樣有利于生長(zhǎng)期和凈化功能的季節(jié)性交替互補(bǔ)。1.4.4生化作用植物凈化污水的過程中生化作用

5、也起到很大作用，這方面已有大量的研究。光合作用產(chǎn)生的O2和大氣中的O2直接輸送到植株各處，并向水中擴(kuò)散，一方面根系通過釋放O2，氧化分解根系周圍的沉降物；另一方面使水體底部和基質(zhì)土壤形成許多厭氧和好氧小區(qū)，為微生物活動(dòng)創(chuàng)造條件，進(jìn)而形成“根際區(qū)”。這樣，植物代謝產(chǎn)物和殘?bào)w及溶解的有機(jī)碳給濕地中的菌落提供食物源；同時(shí)，大量微生物在基質(zhì)表面形成灰色生物膜，增加了微生物的數(shù)量和分解代謝的面積，使植物根部的污染物（富集或沉降下來的）被微生物分解利用或經(jīng)生物代謝降解過程而去除。富營(yíng)養(yǎng)化水體中，也可依靠水生植物根莖上的微生物使反硝化菌、氨化菌等加速NH3N向NO2N和NO3N的轉(zhuǎn)化過程，便于水生植物的吸收

6、與利用，減少底泥向水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽釋放。1.4.5對(duì)浮游藻類的競(jìng)爭(zhēng)抑制作用富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的水體中，藻類瘋長(zhǎng)，水質(zhì)惡化。栽種水生植物后，同浮游藻競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及所需的光熱條件，同時(shí)分泌出抑藻物質(zhì)，破壞藻類正常的生理代謝功能，迫使藻類死亡，以防止其帶來的毒素。這樣可以提高水體透明度，改善水中的DO含量，促進(jìn)沉水植物與共生菌的生長(zhǎng)，進(jìn)一步凈化水質(zhì)。1.5植物凈化效應(yīng)的影響因素1.5.1凈化植物的選擇凈化污水的高等植物有許多，常見的有鳳眼蓮、水花生、香蒲等，但考慮到具有較高的凈化率、低成本、耐沖擊負(fù)荷等因素時(shí)，需選擇出理想的凈化物種來。華南環(huán)科所進(jìn)行了2年的實(shí)驗(yàn)，對(duì)華南地區(qū)11種高等水生植物從凈化能力、抗

7、逆性、管理難易、綜合利用價(jià)值和美化景觀等5項(xiàng)方面綜合評(píng)價(jià)，篩選出黑藻和假馬齒莧為較優(yōu)凈化物種。因此可見，植物凈化能力大小關(guān)系到凈化效率的高低。1.5.2廢水pH值的大小pH值不同，廢水能植物的生長(zhǎng)狀況影響不同，進(jìn)而影響其凈化效率。用水葫蘆、水花生等7種草本植物凈化酸性造紙廢水結(jié)果表明，廢水的pH值最低不能低于5.84，否則植物的生理機(jī)制受損，凈化功能下降，導(dǎo)致植物不能很好地吸收重金屬。1.5.3廢水的性質(zhì)廢水中有機(jī)污染物濃度高低、N和P含量大小以及污染物是否易降解等性質(zhì)，對(duì)植物凈化效率而言很重要。如鳳蓮處理煉油廢水實(shí)施運(yùn)行最佳條件為：65mgLCOD130mgL，臨界有效點(diǎn)為COD262.6m

8、gL13.一旦超過臨界點(diǎn)，植物受傷程度越大，凈化作用就越小。同樣，N、P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是植物生長(zhǎng)所必需的，但高濃度反而有害。對(duì)水葫蘆而言，造紙廢水中N、P濃度為15mgL20mg鳳眼蓮對(duì)其生活的水面采取了野蠻的封鎖策略，擋住陽光，導(dǎo)致水下植物得不到足夠光照而死亡，破壞水下動(dòng)物的食物鏈，導(dǎo)致水生動(dòng)物死亡。同時(shí)，任何大小船只也別想在水葫蘆的領(lǐng)地里來去自由。不僅如此，鳳眼蓮還有富集重金屬的能力，鳳眼蓮死后腐爛體沉入水底形成重金屬高含量層，直接殺傷底棲生物。正可謂三位一體式的滅絕戰(zhàn)術(shù)！ 入侵狀況： 水葫蘆原產(chǎn)于南美，在原產(chǎn)地巴西由于受生物天敵的控制，僅以一種觀賞性種群零散分布于水體，1844年在美國(guó)的博覽會(huì)上曾被喻為“美化世界的淡紫色花冠”。自此以后，水葫蘆被作為觀賞植物引種栽培，現(xiàn)已在亞、非、歐、北美洲等數(shù)十個(gè)國(guó)家造成危害，在北緯40（葡萄牙）至南緯（新西蘭）之間的大部分熱帶、亞熱帶地區(qū)均在分布，并形成患害。19世紀(jì)期間引入東南亞，1901年作為花卉引入中國(guó)，30年代作為畜禽飼料引入中國(guó)內(nèi)地各省，并作為觀賞和凈化水質(zhì)的植物推廣種植，后逃逸為野生。由于其無性繁殖速度極快，現(xiàn)已廣泛分布于華北、華東、華中、華南和西南的19個(gè)省市，尤以云南（昆明）、江蘇、浙江、福建、四川、湖南、湖北、河南等省的入侵嚴(yán)重，并已擴(kuò)散到溫帶地區(qū)，如錦州、營(yíng)口一帶均有分布。 由于繁殖迅速，又幾乎沒有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和天敵（雖然有