沉水植物修复湖泊水体研究中的热点问题及其技术
前景
摘要:沉水植物修复水体技术是当前水体修复技术中的热点,本文针对沉水植物自身的修复特点,探讨了沉水植物对湖泊水库污染物修复的主要技术和方法、目前的研究的热点和存在的问题以及未来该领域的研究方向,最后表明:沉水植物修复湖泊污染水体技术有很广阔的领域和应用前景,成为修复技术的热点导向。
关键词:湖泊水库;沉水植物;修复技术;问题;前景
目前湖泊水库污染已经是不争的事实,成了全球关注的焦点,尤其是我国,湖泊的生态环境状况普遍存在几大问题:湖泊中的重金属污染,泥沙淤积、湖面退缩、盐化、富营养化等等,以及由此引起的生态环境恶化和资源退缩。特别是在东部人口稠密地区,湖泊所受的污染越来越严重。很多地区的湖泊是饮用水源地,湖泊丧失了自净能力,饮用水源水质更是受到威胁。
湖泊水库的富营养化急剧导致水体浮游植物增加,沉水植物消亡。在外源污染物降低后,沉水植物的恢复仍然滞后相当长的时间,而沉水植物的恢复对浅水湖泊修复的长期效益至关重要。本文探讨了湖泊中沉水植物的修复技术,降低湖泊水体的P含量,增加水体的透明度是沉水植物恢复的关键。沉水植物的修复主要以自然修复为主,人工修复为辅的方法。发展以轮藻植物为优势种群,杂草类沉水植物共生的多样性植物群落。沉水植物的修复,对改善浅水湖泊生态环境,促进湖泊向健康化发展起到重要的作用。李顺鹏等人的研究表明降低水体中N、P 含量以及底泥中有机C和N、P的负荷富营养化修复的关键问题[1]。而针对湖波水库富营养化的修复技术国内外研究很多,并取得了大量的成果[2-5],其中沉水植物在水生生态系统中的修复技术倍受青睐,已经成为环境领域和水生态学研究的热点之一。鉴于此,本文重点对沉水植物对湖泊水库的修复技术和方法加以研究和探索,以期能为水修复工作者提供参考和依据。
1.沉水植物修复水体技术原理
1.1沉水植物基本概念和物种的选择
沉水植物是指植物体全部位于水层下面营固着生活的大形水生植物。它们的根有时不发达或退化,植物体的各部分都可吸收水分和养料,通气组织特别发达,有利于在水中缺乏空气的情况下进行气体交换。因为沉水植物在光合作用下释放氧气在水体中, 这对富营养化水体自净作用至关重要, 决定了沉水植物在水生态系统中占据重要的地位,也对沉水植物的水质改善效应研究是基础的理论研究, 可为利用沉水植物修复受污染水体提供一定的理论依据,这类植物的叶子大多为带状或丝状,常见的水体修复的沉水植物有伊乐藻(Elodea nuttalli)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)、苦草(Vallisneria spiralis)、菹草(Potamogeton crispus Linn)、来眼子菜(Potamogeton malaianus)等。和其它的水生植物相同是构成水体生物链的基础,吸收水体中引起富营养化的物质,为促进生态良好循环提供氧气,有很强的净水功能。
沉水植物物种的选择应以当地土著物种为主,限制外来物种。否则可能造成难以估测的生态失衡问题和培养难度。物种的选择应保证多样性,单一的物种的沉水植物群落,是很难维持稳定的生态系统的[6]。由于湖泊常用于娱乐目的,例如划船、游泳等,故高茎植物在沉水植物恢复过程往往与其矛盾,从而低茎的轮藻植物是沉水植物恢复的首选。因为轮藻植物可以强化水体杂质沉淀,降低水体浊度[7],并且对水体的富营养化物质有效去除[8],降低浮游植物的生长。
1.2 沉水植物修复水体的作用机理
沉水植物作为主要初级生产者,在水生态系统中起着重要的作用。在湖泊生态系统重建与恢复中,重建沉水植物是关键性的步骤。文献[9-10]研究表明:沉水植被恢复后,水体透明
度提高,溶解氧增加,各主要形式的N , P 及浮游植物叶绿素a 浓度均明显降低,原生动物多样性也显著增加[9]。沉水植物在水体生态修复中具有重要的作用,
其对藻类化感抑制作用的研究已有较多的报道。围隔实验发现了菹草对栅藻有显著抑制效应,蓖齿眼子菜对栅藻和微囊藻也有一定的化感作用。
濮培民,邵留[11-12]等人的文献表明沉水植物作为湖泊水主要的生物组分和重要的生物环境,对湖泊生态系统的结构和功能起关键作用。它们不仅会影响食物链结构、控制其它生物类群的结构和大小、维持水环境的稳定性,而且在恢复环境生态中也起举足轻重的作用,其群落的重建与恢复是水生态系统修复工程的基础和关键。而沉水植物群落重建和恢复首要环节是沉水植物的引种,因此了解沉水植物繁殖和定居能力对于沉水植物重建和恢复具有重要的意义。沉水植物以无性繁殖为主,无性繁殖体主要有匍匐茎、根状茎、鳞茎、块茎和断枝等。沉水植物的生长,对改善水体生态,促进湖泊向健康化发展有着重要的作用。
另外曾爱平等人的文献[13]中提到沉水植物完全浸没于水中, 一方面因呼吸作用消耗水中的氧气, 另一方面因光合作用释放氧气于水体,两种作用随时间不同互有强弱, 导致水中溶解氧(DO)浓度时高时低。当呼吸作用强于光合作用时, 消耗的氧气大于产生的氧气,水中DO 浓度逐渐下降; 当光合作用强于呼吸作用时, 产生的氧气大于消耗的氧气, 水中DO浓度逐渐上升。沉水植物的这种净化作用在水体修复中至关重要,其技术的研发均建立在在此基础。
2.沉水植物修复水体的主要方法,研究热点及其实施新技术
2.1沉水植物修复技术的基本分类
一般沉水植物恢复可分为自然恢复和人工恢复。自然恢复是沉水植物恢复的基本方法。湖泊底泥中的沉水植物的繁殖体,可以存在相当长的时间, De Winton 等人[14]的研究表明,繁殖体在20年后仍具有活性。当水湖泊的透光性良好,条件合适的情况下,沉水植物的自然恢复是很迅速的[15]。但在现有情况下,沉水植物自然恢复相当较缓慢,无法跟上水体污染,水体需要修复使用的步伐,故采取人工方法进行恢复,提高水体回复效率。但是人工恢复可能需要大量的资金。采用人工恢复的情况有[16]:湖泊中沉水植物彻底死亡,底泥中也缺乏沉水植物繁殖体;湖水的低
浊度只能保持较短的时间,但是要求沉水植物迅速恢复;(3)沉水植物的恢复需要引入外来物种,或者因为娱乐等需要发展特定的沉水植物。采用人工方法进行沉水植物修复,应首先进行局部试验,选择适合的植物种群,然后进行推广,当生长达到一定的规模, 就可以迅速繁殖,自然生长。
2.2沉水植物修复水体技术研究热点和现有问题
2.2.1沉水植物种源的研究
沉水植物是淡水生态系统尤其是浅水湖泊生态系统的主要成员,在维持水生态系统的结构和功能及生物多样性方面执行非常重要的作用[17]。由于水体污染和渔业养殖过度,沉水植物群落普遍退化或消失[18],随之造成整个水生态系统功能的普遍退化,常引起水华暴发,严重妨害了工农业生产和人民健康。
安彦杰等人的研究[19]结果表明,不同的氮磷水平对菹草人工种子萌发转株影响不显著。可能原因是人工种子萌发主要靠消耗人工胚乳内的营养物质,这同天然种子萌发特点类似。天然种子萌发时贮藏的有机物如淀粉、脂肪和蛋白质在酶的作用下,转变为简单的有
机物。高健研究[20]显示,水中氮磷水平对菹草冬芽萌发的影响不显著。
沉水植物的恢复成为水污染综合治理的关键环节。资料表明[19]由于大多沉水植物种子难以获得,当水体的植物种子库受到严重破坏时,水生植被的恢复工程不可避免对水生植物种苗有大量需求。目前水生植被恢复工程的种苗都是从自然水体捞取,这就对种源地的植物种群造成了破坏。此外,种苗的获得也会受到季节所限。利用人工种子技术,可避免对种源地植物资源的破坏,且操作简易。菹草(Potamogton crispus L.)是我国常见的沉水植物,有较好的耐污能力和除污能力,常作为水生植被重建工程首选的先锋植物。该文献报道的沉水植物菹草人工
种子的制作方法及萌发的影响因素等研究结果,为沉水植物种子的培养提供理论依据。
另外文献表明[19,21-22 ]激素及水环境条件,温度,光强,氮磷及水体底质均对种子的萌发有很大影响。人工种子与植物种子一样,其萌发也受到环境因素影响。该文献也表明:适当的激素组合能大大提高萌发率和转株率;水温对沉水植物的影响较气温对陆生植物的影响要弱, 菹草是喜低温的沉水植物;同时萌发也受光照影响,实验中40μmol/m2·s的萌发率约70%,高于在温度实验中20℃的萌发率50% ,这两个实验的条件即光照时间、光照强度、温度均相同,其萌发率的差异,可能是这两批人工种子来源于不同健壮程度的无菌菹草苗;天然种子萌发时贮藏的有机物如淀粉、脂肪和蛋白质在酶的作用下,转变为简单的有机物,而水中氮磷水平对菹草冬芽萌发的影响不显著;底质类型对菹草人工种子的萌发和转株也有显著影响,黄沙壤是菹草人工种子萌发的最佳底质,砂石底质上人工种子萌发率和转株率也要高于淤泥关于影响程度只有少部分的文献,亟待进一步研究和证实。
2.2.2沉水植物断枝再生能力研究
由于水体和外界复杂的环境干扰引起植物的断枝,因此葛绪广等人[23]对4种沉水植物断枝再生能力进行了研究,指出穗花狐尾藻、黑藻、伊乐藻和金鱼藻因其具有较强的环境适应、生存能力而常被选作退化水体生态修复、恢复和重建的先锋物种。可是上述几种沉水植物的种子萌发、幼苗生长都需要一定的环境条件,如溶解氧和光照等。而需要修复、恢复和重建的水体中,其水底的溶解氧常常很低,而且光照条件也难于达到它们的光照强度要求即使种子萌发形成幼苗,也难于存活并拓殖成一定规模的种群。能否找些植物能在恶劣环境下培育种子和具有良好的修复效果有待进一步研究。文献[23]中指出断枝在穗花狐尾藻、黑藻、伊乐藻和金鱼藻物种的快速传播方面起着重要作用。因机械折断形成的断枝无论在抛掷条件下还是在扦插条件下都具有较强的繁殖生长能力,多数断枝都有不定根和芽发生。不同移植方式对不定根和芽发生没影响,但影响了不定根和芽的发生时间,这对上述几种沉水植物种群定居、拓殖有重要影响。尤其是在退化水体中,不定根和芽发生时间的长
短,往往决定该物种是否能够成功定居、拓殖,恢复健康的生态系统。在可能的条件下,应以扦插为主,但金鱼藻抛掷和扦插对其生物量和芽形成无显著影响,可以抛掷,既降低采挖和运输种苗的成本、提高施工效率,又可以得到很好的效果。通过以上试验可以看出,在物种的选择上,可优先选择黑藻,其无论生物量、株高和节数的增加,还是须根和新芽的产生,都具有优势。自然状态下,许多沉水植物可以通过内在机制自动形成断枝或在外力作用下形成断枝,并发育形成新个体。催心红的研究[24]表明对许多沉水植物通过内在机制自动形成断枝的过程以及影响断枝形成的环境因素已有很多研究而退化水体的修复、恢复和重建需要在人为因素的作用下进行,上述试验研究结果为人为利用沉水植物修复、恢复和重建退化水体提供了依据。
2.2.3水体无机碳条件对常见沉水植物生长和生理的影响的研究
在水华暴发的富营养水体中,由于水华藻的快速生长一方面造成水体透明度降低,影响沉水植被的光合作用;另一方面,这种现象造成水体的无机碳水平、组成连同水体pH值剧烈变化,使水体中游离CO2几乎消失, HCO3-大幅下降, CO32 -成为优势的无机碳离子种类,并引起水体pH 升高,从而影响沉水植被的光合和生长。这两个方面的因素不仅是水体富营养化引起沉水植被消亡的主要途径,也是沉水植被恢复或重建的关键限制因子。低透明度对沉水植物的影响已有较多研究,尽管水生植物对无机碳的利用机理有较多研究报道。张彦辉,安彦杰等人的研究[25]表明:富营养化水体中藻类的大量繁殖,不仅降低水下光强,影响沉水植被的光合作用;同时也大大降低水体无机碳源,并引起水体pH升高,影响沉水植物的碳同化和生长。对于低植冠层沉水植物,上述两个因素同样重要,而对于高植冠层沉水植物,由于能接受更多光照,使得后者的影响可能比前者更为显著;无机碳实际上也和光照,营养盐以及食草动物的牧食作用一样,是水生植物初级生产力的潜在制约因素[ 26—28],水华水体中无机碳及pH条件对沉水植物也有很大的影响。通过本文结果还可以推测, 通过调节水体中构成比例和pH,将可能促进富营养化水体
沉水植被的生长和扩增,但这种方式具体操作仍有待验证。
2.3 沉水植物实施新技术
此外一种沉箱法实施沉水植物净水的方法的发明(专利号:200810037597)出现,该方法发明公开了一种沉箱法实施沉水植物净水的方法,其步骤为:1)制作沉箱;2)制作底泥;
3)沉箱定位;4)移植水草;5)放水控制水位。通过本发明沉箱法实施沉水植物
净水的方法,具有使用简单、维护方便、节约水资源、净水效果好的优点,且存活率大,相比目前沉水植物种植法的65%存活率,本发明可达95%的存活率,大大降低了使用成本,有利于沉水植物的修复技术的进一步推广。当然上述只是实施技术的一种,随着科技的发展,会有更多的新技术新发明。
3.结语
富营养化是当前人类面临的严重环境问题, 植物修复引起是治理富营养化的
一个重要手段而水生植物特别是沉水植物所产生的环境效应是水生态系统稳定和水环境质量改善的基础。大量研究表明沉水植物均能明显降低水中的TN、TP、NH3-N 浓度, 对TN 去除效果较好,如黑藻、伊乐藻、金鱼藻,苦草。对TP去除效果较好
的是黑藻, 其次是金鱼藻与苦草, 最差的是伊乐藻, 对NH3-N 去除效果较好的是
黑藻, 其次是金鱼藻与伊乐藻, 最差的是苦草。综合来看, 治污效果较好的沉水植物是黑藻,较差的是苦草。当然这只是沉水植物修复性能的一点,大量的沉水植物修复性能和特性有待于水体修复者进一步研究和摸索。沉水植物的研究技术和领域为解决湖泊水库的富营养化问题奠定了基础,当然这些方法的大面积推广和应用有尚需进一步的研究,总之,该技术在湖泊水库的修复中具有广阔的前景。
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沉水植物在水生态修复尤其是提高水的能见度和景观营造方面的作用日益受到人们的重视。往往由于水位太深或水系底部缺少种植土限制了沉水植物的应用。笔者根据多年的实践，结合业界同仁的经验教训，介绍几种非常规的种植方法。 一、叉子种植法 一般用一头带叉的竹竿或木杆作工具，作业时，作业人员乘船用叉叉住植株的茎部，叉入水中。此法适宜于丛生的沉水植物，如黑藻(Hydrillaverticillata)、穗花狐尾藻(Myriophyllumspicatum)、蓖齿眼子菜(Potamogetonpectinatus、水盾草(Cabombacaroliniana)等。或单生的多株种植，如将苦草(Vallisnerianatans)、竹叶眼子菜(P.malaianus)等5-6株捆绑后种植。适用范围:软底泥在10㎝以上，水深0.5-2.0m甚至更深的水系(水深在0.5m以内，施工人员可直接种植。超过0.5m，手已不够长，才需要借助工具)。 二、抛掷法 直接抛掷法：如金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)、菹草(P.crispus)等可直接抛入水中，适用于静水体，不适宜于流动水体。若干天后，这些植物自然会慢慢沉入水底，生根萌发新芽。 包裹无纺布：用无纺布包裹种植土和植株根部，抛掷入水中，根部沉入水底，植株起初借助包裹内的种植土生长。适用于底部浆砌或无软底泥发育的水系，单生沉水植物以及因苗源紧张采用扦插法种植的沉水植物，如黑藻、伊乐藻(Elodeacanadensis)、竹叶眼子菜等。对水深没有要求。 三、其它方法 容器育苗种植法:种植区水的透明度不够或种植后要立即有效果的，可将沉水植物先栽种在营养钵中，培养高状的植株后种植。 菹草、黑藻以芽苞越冬，可在每年3-4月捞取芽苞，撒播在种植水域。其它还有悬袋种植法、沉袋种植法等。
精心整理石津灌渠文化公园施工5标段水生植物种植方案 一、编制依据 1、工地现状 2、本地区气候 3、水生植物的生态习性 4 1 2 旱地栽培。对土壤要求不严，在土质肥沃的塘泥基质中花艳，长势强壮。 千屈菜生命力极强，管理也十分粗放，但要选择光照充足，通风良好的环境。盆栽可选用直径25*30厘米左右的无底洞花盆，装入盆深三分之二的肥沃塘泥。生长期不断打顶促使其矮化分蘖，生长期盆内保持有水。露地栽培按园林景观设计要求，选择浅水区和湿地种植，株行距
25*25厘米。生长期要及时拔除杂草，保持水面清洁。为增强通风剪除部分过密过弱枝，及时剪除开败的花穗，促进新花穗萌发。在通风良好光照充足的环境下，一般没有病虫害，在过于密植通风不畅时会有红蜘蛛危害，可用一般杀虫剂防除。冬季上冻前盆栽千屈菜要剪除枯枝，盆内保持湿润。 3 ,喜湿, 强, 厘米, 漂浮, 右, 4 也有分布。水葱喜欢生长在温暖潮湿的环境中,需阳光。自然生长在池塘、湖泊边的浅水处、稻田的水沟中。较耐寒，在北方大部分地区地下根状茎在水下可自然越冬。
可露地种植,也可盆栽。水葱生长较为粗放,没有什么病虫害。冬季上冻前剪除上部枯茎。生长期和休眠期都要保持土壤湿润。每3～5年分栽一次。设计密度为25株/㎡。 5、荷花 荷花喜湿怕干，喜相对稳定的静水，不爱涨落悬殊的流水。池塘植 ℃时 ℃(水 PH值为6 6 平方 鸢尾是盐敏性植物，盐分过高的土壤中，根系生长缓慢，甚至受损伤，并且限制植株吸收水分，导致花朵脱水，要注意控制土壤中的盐分含量。
种植后，土壤温度是最重要的因素，最低温为5－8℃，最高温为20℃。土温的高低直接影响到生长状态。土温过低会造成开花能力降低，故最适土温控制在16－18℃之间。 三、种植方案 1、种植土 2 3 位线高出过多，挺水植物被“旱死”。可见常水位线是水生植物的生命线，在实际施工作业时对常水位线要给予足够的重视。在种植施工放样前先用水准仪在现场确定出常水位线，在植物配置时把各种植物的水深适应性作为种植深浅的依据。 4、管理
拿什么拯救重金属污染土壤？ “土壤中毒”不是耸人听闻，而是正在发生的事实。 在广西、云南、湖南等一些受到重金属污染区的土地上，原本正常生长的农作物会被超标的重金属毒死，人们难觅蔬菜和粮食的踪影。随着经济社会的发展，中国的土壤重金属污染日益严重。环保部此前估算的数据显示，全国每年因重金属污染的粮食高达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。国土资源部也称，目前全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染。 中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌研究员告诉记者，因矿产资源采掘不当而使废弃采矿地大量裸露，并通过水流等途径污染农田，造成土壤中的重金属含量严重超标，直接影响到农作物的产量和品质，威胁人类健康。 他说，土壤污染问题的“弱势”,跟其隐蔽性和滞后性有关。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观。比较典型的重金属污染物有砷、镉、汞、铬、铅、镍、锌、铜等，尤其是砷中毒的事件，我国每年都有报道。 但土壤的安全，又涉及人们的米袋子、菜篮子，事关人们的生命健康。因此，污染土壤的修复迫在眉睫。 ——谁来拯救—— 土壤重金属污染是全球面临的一个亟待解决的环境问题，传统污染土壤的修复方法不能从根本上解决问题。陈同斌研究员说，像淋洗法修复土壤，用化学溶剂对受污染土壤进行清洗，把重金属洗去，
这是比较彻底的解决办法，但是淋洗法除了耗费巨大和工程量大之外，还存在二次污染的问题。相对来说，借助植物特殊功能修复污染土壤的植物技术以其安全、廉价的特点正成为全世界研究和开发的热点。 陈同斌主持的“重金属污染土壤的植物修复技术”课题小组，在国际上率先开发出砷污染土壤的植物修复技术，并建立了第一个植物修复示范工程。他们的研究证实，蕨类植物蜈蚣草对砷具有很强的超富集功能，其叶片含砷量高达千分之八，大大超过植物体内的氮磷养分含量。 “植物修复可以细分成植物富集、植物稳定、植物阻隔等很多类型。但是目前植物修复的重点方向主要集中在以去除重金属为目的的植物萃取技术。植物修复萃取技术首先需要筛选和培育特种植物，特别是对重金属具有超常规吸收和富集能力的植物——俗称‘超富集植物’，种植在污染的土壤上，让植物把土壤中的污染物吸收起来，再将植物中的重金属元素加以回收利用。”陈同斌说，“大部分植物吸收的重金属都集中在根部，而超富集植物地上部分的吸收量要高于根系的吸收量。能成为超富集植物，一是植物在有毒重金属污染胁迫下生物量不能减少；二是植物吸收的重金属含量应该高于土壤中的含量。这样的超富集植物才具有实用价值，可以推广应用。” ■专家释疑 陈同斌：中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心主任，首席研究员、博士生导师、国家杰出青年基金获得者，是我国植
水生植物的养护 水生植物的养护主要是水分管理，沉水、浮水、浮叶植物从起苗到种植过程都不能长时间离开水，尤其是炎热的夏天施工，苗木在运输过程中要做好降温保湿工作，确保植物体表湿润，做到先灌水，后种植。如不能及时灌水，则只能延期种植。挺水植物和湿生植物种植后要及时灌水，如水系不能及时灌水的，要经常浇水，使土壤水分保持过饱和状态。 水生植物种植 栽种水生植物，必须掌握一些原则，使其生长良好。 1、日照：大多数水生植物都需要充足的日照，尤其是生长期（即每年四至十月之间），如阳光照射不足，会发生徒长、叶小而薄、不开花等现象。 2、用土：除了漂浮植物不须底土外，栽植其它种类的水生植物，须用田土、池塘烂泥等有机黏质土做为底土，在表层铺盖直径一至二公分的粗砂，可防止灌水或震动造成水混浊现象。 3、施肥：以油粕、骨粉的玉肥作为基肥，约放四、五个玉肥于容器角落即可，水边植物不须基肥。追肥则以化学肥料代替有机肥，以避免污染水质，用量较一般植物稀薄十倍。 4、水位：水生植物依生长习性不同，对水深的要求也不同。 漂浮植物最简单，仅须足够的水深使其漂浮；沉水植物则水高必须超过植株，使茎叶自然伸展。水边植物则保持土壤湿润、稍呈积水状态。挺水植物因茎叶会挺出水面，须保持五十公分至一公尺左右的水深。浮水植物较麻烦，水位高低须依茎梗长短调整，使叶浮于水面呈自然状态为佳。 5、疏除：若同一水池中混合栽植各类水生植物，必须定时疏除繁殖快速的种类，以免覆满水面，影响睡莲或其它沉水植物的生长；浮水植物过大时，叶面互相遮盖时，也必须进行分株。 6、换水：为避免蚊虫孳生或水质恶化，当用水发生混浊时，即必须换水，夏季则须增加换水次数。
沉水植物种植方法 Prepared on 22 November 2020
沉水植物在水生态修复尤其是提高水的能见度和景观营造方面的作用日益受到人们的重视。往往由于水位太深或水系底部缺少种植土限制了沉水植物的应用。笔者根据多年的实践，结合业界同仁的经验教训，介绍几种非常规的种植方法。 一、叉子种植法 一般用一头带叉的竹竿或木杆作工具，作业时，作业人员乘船用叉叉住植株的茎部，叉入水中。此法适宜于丛生的沉水植物，如黑藻(Hydrillaverticillata)、穗花狐尾藻(Myriophyllumspicatum)、蓖齿眼子菜(Potamogetonpectinatus、水盾草(Cabombacaroliniana)等。或单生的多株种植，如将苦草(Vallisnerianatans)、竹叶眼子菜等5-6株捆绑后种植。适用范围:软底泥在10㎝以上，水深甚至更深的水系(水深在以内，施工人员可直接种植。超过，手已不够长，才需要借助工具)。 二、抛掷法 直接抛掷法：如金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)、菹草等可直接抛入水中，适用于静水体，不适宜于流动水体。若干天后，这些植物自然会慢慢沉入水底，生根萌发新芽。 包裹无纺布：用无纺布包裹种植土和植株根部，抛掷入水中，根部沉入水底，植株起初借助包裹内的种植土生长。适用于底部浆砌或无软底泥发育的水系，单生沉水植物以及因苗源紧张采用扦插法种植的沉水植物，如黑藻、伊乐藻(Elodeacanadensis)、竹叶眼子菜等。对水深没有要求。
三、其它方法 容器育苗种植法:种植区水的透明度不够或种植后要立即有效果的，可将沉水植物先栽种在营养钵中，培养高状的植株后种植。 菹草、黑藻以芽苞越冬，可在每年3-4月捞取芽苞，撒播在种植水域。其它还有悬袋种植法、沉袋种植法等。
水生植物种植施工方法和技术措施 水生植物应根据不同种类或品种的习性进行种植。在园林施工时，栽植水生植物有两种不同的技术途径：一是在池底砌筑栽植槽，铺上至少15厘米厚的培养土，将水生植物植入土中；二是将水生植物种在容器中，再将容器沉入水中。用容器栽植水生植物再沉入水中的方法更常用一些，因为它移动方便，例如北方冬季须把容器取出来收藏以防严寒；在春季换土、加肥、分株的时候，作业也比较灵活省工。而且，这种方法能保持池水的清澈，清理池底和换水也较方便。 （1）．种植器 水池建造时，在适宜的水深处砌筑种植槽，再加上腐殖质多的培养土。种植器般选用木箱、竹篮、柳条筐等，一年之内不致腐烂。选用时应注意装土栽种以后，在水中不致倾倒或被风浪吹翻。一般不用有孔的容器，因为培养土及其肥效很容易流失到水里，甚至污染水质。不同水生植物对水深要求不同，容器放置的位置也不相同。一般是在水中砌砖石方台，将容器放在方台的顶托上，使其稳妥可靠。另一种方法是用两根耐水的绳索捆住容器，然后将绳索固定在岸边，压在石下。如水位距岸边很近，岸上又有假山石散点，要将绳索隐蔽起来，否则会影响景观效果。 （2）．土壤 可用干净的园土细细筛过，去掉土中的小树枝、杂草、枯叶等，尽量避免用塘里稀泥，以免掺入水生杂草的种子或其他有害生物菌。以此为主要材料，再加入少量粗骨粉及一些缓释性氮肥。 (3)．管理 水生植物的管理一般比较简单，栽植后，除日常管理工作之外，还要注意以下几点：A检查有无病虫害B检查植株是否拥挤，一般过3至4年时间分一次株；C定期施加追肥；D清除水中的杂草，池底或池水过于污浊时要换水或彻底清理。 栽种水生植物，必须掌握一些原则，使其生长良好。 a．日照：大多数水生植物都需要充足的日照，尤其是生长期，即每年四至十月之间，如阳光照射不足，会发生徒长、叶小而薄、不开花等现象。 b．用土：除了漂浮植物不须底土外，栽植其他种类的水生植物，须用田土、池塘烂泥等有机黏质土做为底土，在表层舖盖直径一至二公分的粗砂，可防止灌水或震动造成水溷浊现象。居家栽植时，为防止异味及孳生蚊虫，可将盛泥土的盆缸置于户外，
又称水王荪，水鳖科，黑藻属，多年生沉水草本。茎具分 枝；叶轮生，线形，质薄，无柄；雄花浮于水面，雌花伸 出水面；果线形，平滑或具瘤点，种子长圆形；花、果期 8-10月。 多分布于泥沙质或含多量腐质的泥沙中，常见于各池沼 中。耐碱性，喜温而耐热，冬季不能生长，初春萌发。营养体分支能力很强，茎秆任何高度茎节上均能产生分枝和不定根。耐污，净化能力中等。适宜浅水绿化，水下植被的良好材料，常作为中景、背景使用，是良好的沉水观赏植物。 轮叶黑藻 是黑藻的主要类型，水鳖科，黑藻属，属多年生沉水植物。茎细长呈圆柱形，表面具纵向细棱纹，质较脆，叶呈螺旋状紧密排列，为略显透明的淡黄绿色，狭披针形，通常4-8枚轮生，边缘锯齿明显，无叶柄。 既耐寒又耐热，在15～30℃的温度范围内生长良好。自然界常见于水塘中，适应各种水质。生长快速，能迅速吸收水中大量的肥料，净水能力强。 苦草 苦草，水鳖科，苦草属，多年生无茎沉水草本，匍匐枝 纤细；叶长条形，随水深浅而长短不一，质薄，全缘或 先端具细锯齿；花浮于水面；果线形；花期8-9月，果期 9-10月。 较耐热、耐碱性，有较强的适应风浪能力。生物量密布 水底，呈莲座式生长，生长点在泥面之下，由泥中叶腋内的腋芽长出分枝。光补偿点很低，能够较好的适应弱光照条件。 苦草植株叶长、翠绿、丛生，是植物园水景、风景区水景、庭院水池的良好水下绿化材料。 金鱼藻 金鱼藻科，金鱼藻属，多年生草本的沉水性水生植物， 别名细草、软草、鱼草。全株暗绿色。茎细柔，有分枝。 叶轮生，每轮6-8叶;无柄;叶片2歧或细裂，裂片线状， 具刺状小齿。花小，单性，雌雄同株或异株，腋生，无 花被;总苞片8-12，钻状;雄花具多数雄蕊;雌花具雌蕊1 枚，子房长卵形，上位，1室;花柱呈钻形。小坚果，卵 圆形，光滑。花柱宿存，基部具刺。花期6-7月，果期8-10月。 金鱼藻多年生长于小湖泊静水处，曾经于池塘、水沟等处常见，金鱼藻无根，全株沉于水中，因而生长与光照关系密切，当水过于浑浊，水中透入光线较少，金鱼藻生长不好，但当水清透入阳光后仍可恢复生长。在2%～3%的光强下，生长较慢。5%～10%的光强下，生长迅速，但强烈光照会使金鱼藻死亡。金鱼藻在pH值7.1～9.2的水中均可正常生长，但以pH值7.6～8.8最为适。金鱼藻对水温要求较宽，但对结冰较为敏感，在冰中几天内冻死。金鱼藻是喜氮植物，水中无机氮含量高生长较好。金鱼藻适宜水深在1米范围之内。
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沉水植物在水生态修复尤其是提高水的能见度和景观营造方面的作用日益受到人们的重视。往往由于水位太深或水系底部缺少种植土限制了沉水植物的应用。笔者根据多年的实践，结合业界同仁的经验教训，介绍几种非常规的种植方法。 一、叉子种植法 一般用一头带叉的竹竿或木杆作工具，作业时，作业人员乘船用叉叉住植株的茎部，叉入水中。此法适宜于丛生的沉水植物，如黑藻(Hydrillaverticillata)、穗花狐尾藻(Myriophyllumspicatum)、蓖齿眼子菜(Potamogetonpectinatus、水盾草(Cabombacaroliniana)等。或单生的多株种植，如将苦草(Vallisnerianatans)、竹叶眼子菜等5-6株捆绑后种植。适用范围:软底泥在10㎝以上，水深甚至更深的水系(水深在以内，施工人员可直接种植。超过，手已不够长，才需要借助工具)。 二、抛掷法 直接抛掷法：如金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)、菹草等可直接抛入水中，适用于静水体，不适宜于流动水体。若干天后，这些植物自然会慢慢沉入水底，生根萌发新芽。 包裹无纺布：用无纺布包裹种植土和植株根部，抛掷入水中，根部沉入水底，植株起初借助包裹内的种植土生长。适用于底部浆砌或无软底泥发育的水系，单生沉水植物以及因苗源紧张采用扦插法种植的沉水植物，如黑藻、伊乐藻(Elodeacanadensis)、竹叶眼子菜等。对水深没有要求。 三、其它方法 容器育苗种植法:种植区水的透明度不够或种植后要立即有效果的，可将沉水植物先栽种在营养钵中，培养高状的植株后种植。 菹草、黑藻以芽苞越冬，可在每年3-4月捞取芽苞，撒播在种植水域。其它还有悬袋种植法、沉袋种植法等。
植物在污染土壤的修复中的应用 植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。植物修复的对象 是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。研究表明，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用，可以净化土壤或水体中的污染物，达到净化环境的目的，因而植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。 土壤是陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，是人类及众多生物赖以生存繁衍的物质基础之一。当进入土壤中的污染物超过土壤的自净能力，或污染物在土壤中的累积量超过了土壤基准值时，就会给生态系统造成一定的危害。近年来，随着工业化进程的加速，有机、无机的有毒有害物质对土壤环境的污染变得越来越严重，世界各国都面临着不同程度的土壤污染问题。对土壤造成污染的有毒有害物质主要有农药、重金属、石油等。据粗略统计，我国现有耕地1亿hm2。，其中受重金属污染的土地达到2000万hm2，受农药、化学试剂污染的农田达到6000多万hm2，污染程度达到了世界之最。植物修复作为生物修复中的一种重要类型，与传统的物理、化学修复方法相比，具有低耗费、治理效果明显、不易产生 副作用、资源可回收等特点。 植物修复污染土壤的机理 重金属植物对重金属的修复包括植物自身的吸收、运输以及植物的根际行为两方面的机制。①植物对重金属的吸收和富集，包括植物根系的吸收、植物向地上部分运输及在植物体内贮存。②植物的根际行为。植物根系由于生长发育和生理代谢活动，形成了一个不同于非根际的微生态系统，它是土壤、植物和微生物相互作用的场所，也是水分、养分和污染物进入植物体内的门户。 有机污染物有机化合物能否被植物吸收，并在植物体内发生转移，完全取决于有机化合物的亲水性、可溶性、极性和相对分子量。植物主要通过3种机制降解有机污染物：①植物从土壤中直接吸收代谢有机污染物。进入植物体内的一部分有机污染物会通过植物蒸腾作用挥发到大气中，但大多数有机污染物在植物的生长代谢活动中发生不同程度的转化或降解，被转化成对植物无害的物质(不一定对人畜无害)，储存在植物组织中，只有较少的一部分被完全降解、矿化成二氧化碳和水。②植物产生的酶可催化降解有机污染物。植物的根和茎本身具有一定的代谢活性，而且这些活性是可以被诱导的，植物释放到根际土壤的酶等根系分泌物可以直接降解有机污染物。③根际有机污染物的生物降解。根际是受植物根系活动影响的根土界面的一个微区，也是植物一土壤一微生物与其环境条件相互作用的场所。植物的根系分泌物中含有的糖类、有机酸、氨基酸等物质为微生物的生命活动提供了能源，使其聚集在根际区域，从而有利于根际有机污染物的降解。研究表明，植物根际的微生物数量比非根际区高几十倍乃至几百倍，微生物的代谢活性也比原土体高，从而提高了植物对环境中有机污染物的降解效率。 植物对污染环境的适应模式 长期生长于污染土壤中的植物对环境胁迫往往形成了三类适应模式，各自特点为:①抵御：与根际周围的各类真、细菌组成菌根，形成防御体系共同抵制外界污染物质的侵害。
沉水植物修复湖泊水体研究中的热点问题及其技术 前景 摘要:沉水植物修复水体技术是当前水体修复技术中的热点,本文针对沉水植物自身的修复特点,探讨了沉水植物对湖泊水库污染物修复的主要技术和方法、目前的研究的热点和存在的问题以及未来该领域的研究方向,最后表明:沉水植物修复湖泊污染水体技术有很广阔的领域和应用前景,成为修复技术的热点导向。 关键词:湖泊水库;沉水植物;修复技术;问题;前景 目前湖泊水库污染已经是不争的事实,成了全球关注的焦点,尤其是我国,湖泊的生态环境状况普遍存在几大问题:湖泊中的重金属污染,泥沙淤积、湖面退缩、盐化、富营养化等等,以及由此引起的生态环境恶化和资源退缩。特别是在东部人口稠密地区,湖泊所受的污染越来越严重。很多地区的湖泊是饮用水源地,湖泊丧失了自净能力,饮用水源水质更是受到威胁。 湖泊水库的富营养化急剧导致水体浮游植物增加,沉水植物消亡。在外源污染物降低后,沉水植物的恢复仍然滞后相当长的时间,而沉水植物的恢复对浅水湖泊修复的长期效益至关重要。本文探讨了湖泊中沉水植物的修复技术,降低湖泊水体的P含量,增加水体的透明度是沉水植物恢复的关键。沉水植物的修复主要以自然修复为主,人工修复为辅的方法。发展以轮藻植物为优势种群,杂草类沉水植物共生的多样性植物群落。沉水植物的修复,对改善浅水湖泊生态环境,促进湖泊向健康化发展起到重要的作用。李顺鹏等人的研究表明降低水体中N、P 含量以及底泥中有机C和N、P的负荷富营养化修复的关键问题[1]。而针对湖波水库富营养化的修复技术国内外研究很多,并取得了大量的成果[2-5],其中沉水植物在水生生态系统中的修复技术倍受青睐,已经成为环境领域和水生态学研究的热点之一。鉴于此,本文重点对沉水植物对湖泊水库的修复技术和方法加以研究和探索,以期能为水修复工作者提供参考和依据。 1.沉水植物修复水体技术原理
植物对土壤重金属污染修复的研究进展 作者: 曾冰纯 指导教师: 杜瑞卿 摘要：当前,土壤受重金属污染状况在国内外都很严重,受到了越来越多的关注。 植物修复技术是新近发展起来的一项用于处理土壤重金属污染的生态技术,其机理主 要是通过某些植物对重金属元素的吸收、积累和转化,达到减轻重金属污染土壤的目 的。与传统的处理土壤污染方法相比,植物修复技术具有经济、简单和高效等优点。简 要介绍了植物修复的几种类型,论述了当前国内外植物修复技术的研究进展。重点涉及 了其中的植物提取和植物稳定两种修复类型,当它们与其他诸如稳定同位素标记技术、 基因工程技术等相结合时,可以提高植物的修复效果。而超积累植物由于其独有的生理 特性非常适用于大规模应用。最后探讨了植物修复技术在土壤污染治理中的一些不足、 发展趋势和研究重点。 关键词：植物修复; 重金属; 土壤; 引言 土壤是人类赖以生存的重要自然资源之一，也是人类生存环境的重要组成部分．随着城市化、工业化、矿产资源的开发利用以及大量化学产品的广泛使用，土壤重金属污染日趋严重，威胁着人类的生存和发展．土壤中的重金属污染物不仅具有隐蔽性、不可逆性等特点，而且可经水、植物等介质进入人体，最终影响人类健康．因此，如何控制和减轻土壤重金属污染及其危害已成为了一个日益突出的问题．也正由于土壤重金属污染治理和恢复的难度大，迄今仍未找到理想的方法[1]．重金属在土壤中的自然净化过程十分漫长，一般需要上千年时间．采用物理与化学治理技术(如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等)，不仅费用昂贵、需要特殊的仪器设备和培训专门的技术人员，而且大多只能暂时缓解重金属的危害，还可能导致二次污染，不能从根本上解决问题．通过种植超富集植物或一些对重金属抗性强、具有一定吸收富集能力且生物量大的特殊植物逐步提取土壤中的重金属元素，进而修复污染土壤的方法——植物修复技术，已成为人们研究的热点，且被认为具有巨大的商品化前景。 1 土壤重金属的来源及污染概述
污染土壤的植物修复技术 摘要： 污染土壤的植物修复是利用绿色植物自身对污染物的吸收、挥发、固定、转化与累积功能，以及为微生物修复提供有利于修复的条件，来转移、容纳或转化土壤中的污染物，降低其对环境的危害。由于这种方法成本低、效果较好、不破坏环境，因而受到了广泛的关注。 关键词： 植物修复特点优缺点展望 正文： 一、植物修复的基本概念 植物修复的基本概念源于它对生物修复过程的重要贡献，一是植物自身对污染物的吸收、固定、转化与积累功能，二是为生物修复提供有利于修复完全进行的条件，从而促进了土壤微生物对污染物的生物降解与无害化。研究表明，植物直接或间接地对污染物的去除起重要作用。通过吸附、吸收转入植物组织的途径，植物可以从土壤中带走一部分污染物。植物代谢过程也能起到转化和矿化污染物的作用。植物根际圈与细菌、真菌的共生关系，可以增加微生物的活性从而加速土壤污染物的降解。植物生物修复被专家们普遍认为是一向十分有发展前途的生物修复新技术。 二、植物修复主要类型 从原理上来讲，植物修复有六种类型： 1、植物富集。这种技术是利用重金属超富集植物从土壤中吸收重金属，并将其转运到可收割的部位；然后收割植物富集部位，并经过热处理、微生物、物理或化学的处理，减少植物的体积或重量，以达到降低加工、填埋和人工操作费用的目的。 2、植物固定。利用特殊植物将污染物钝化/固定，降低其生物有效性及迁移性，使其不能为生物所利用，达到钝化/稳定、隔断、阻止其进入水体和食物链的目的，以减少其对生物和环境的危害。植物枝叶分解物、根系分泌物以及腐殖质对重金属离子的螯合作用等都可以固定土壤中的重金属。 3、植物挥发。植物可以从土壤中吸收污染物并将其转化为气态物质释放到大气中。一些植物能将土壤中的Se、As和Hg等甲基化，从而形成可挥发的分子，释放到大气中去。 4、植物降解。利用植物及其根际微生物区系将有机污染物降解，转化为无机物（CO2、H2O）或无毒物质，以减少其对生物与环境的危害。
土壤重金属污染的植物修复研究 院系:生命科技学院 专业：农学 班级：农学101 姓名：刘忠臣 学号：20100114103 完成日期：2012-12-29
目录 摘要 (3) 关键词 (3) 引言 (4) 第1章土壤重金属污染的植物修复概念及特点 (5) 1.1 植物修复法定义 (5) 1.2 植物修复技术的特点 (6) 第2章超积累植物及其概念 (6) 第3章重金属污染的植物修复机理 (7) 3.1 植物根系对重金属的吸收 (7) 3.2 重金属由根系向地上部的迁移 (8) 3.3 植物地上部重金属的积累 (8) 第4章提高植物对土壤重金属修复的措施 (9) 4.1 调节土壤pH (9) 4.2 添加螯合剂等添加剂，提高重金属的生物可利用率 (9) 4.3 施加植物营养，促进植物对重金属的吸收 (10) 第5章结论 (10) 参考文献 (10)
摘要：土壤重金属污染越来越严重，对环境安全和农业可持续发展构成了严重威胁。所以，对土壤重金属污染的修复刻不容缓，世界各地的科学家对此的研究也越来越深入。其中，土壤重金属污染的植物修复以其独特的优点越来越受关注。科学家对土壤重金属污染的植物修复技术研究也越来深入，其配套技术也越来越完善。本篇论文主要对土壤重金属污染的植物修复做完整的介绍，并对其技术特点及应用做了详细的描述。对土壤重金属有超积累现象的植物的寻找与培育是今后对土壤重金属污染的植物修复研究的重中之重。 关键词：重金属污染植物修复超积累植物
引言 土壤重金属以其特殊化学性质，对环境污染的持久性以及强烈的生物毒性，一直被世界各国环境科学工作者作为研究的重点。近几十年来，由于农药和化肥的大量使用、废水或污水灌溉、工业废渣与垃圾填埋渗漏和大气沉降等，造成土壤重金属污染日趋严重。土壤重金属污染，改变土壤化学组成，直接或间接地破坏土壤的生态结构，通过土壤—作物系统迁移积累，进而影响农产品安全乃至人体健康。据估算，我国重金属污染的土壤约3亿亩，占耕地总面积的1/6左右，每年因重金属污染的粮食高达数百万吨。土壤重金属污染问题以对我国环境安全和农业可持续发展构成严重威胁，亟须解决。 对于土壤重金属污染的修复方法主要有植物修复技术、工程措施、热解吸法、玻璃化技术、电动修复、电热修复/电磁法修复、土壤淋洗、土壤固化技术、有机质改良法、重金属拮抗作用、微生物修复技术、农业生态修复、联合修复技术。 本文主要研究植物修复技术。土壤重金属污染和防治一直是国际上的难点和热点研究课题。当前，主要的土壤修复技术包括工程治理、化学治理、农业治理和生物治理等四种措施，其中植物修复技术，因其具有效果好、投资省、费用低、二次污染小等优点，被誉为绿色修复技术，日益受到人们的重视，成为污染土壤修复研究的热点。 随着城市化、工业化的进程加速，土壤重金属污染不断加剧。重金属污染已成为全球面临的最大的环境问题，2011年全国环境保护工作会议中明确提出，重金属污染是“十一五”凸显的重大环境问题，国务院已经批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》，重金属污染综合防治列为环境保护的头等大事，力争到2015年，进一步优化涉重金属产业的结构，完善重金属污染防治体系、事故应急体系及环境与健康风险评估体系。可见，重金属污染的防治将是未来我国环境保护工作的重点。植物修复技术是重金属污染治理的重要手段。
水生植物种植施工方案 一、现场施工状况 新凯河水系主河道水生态治理工程整体河道沿线深水区多，雨期河道水流量、水流速度较大，如果按正常工艺带泥沙栽植，所栽植种苗将被河水冲刷或掩埋，甚至将连根拔起，种苗将混成一团，给水生植物种植带来难度，需要加固种苗或采取网式栽植，锚锁种植、箱式种植等各种容器种植。 二、施工工艺方法选择 因按设计种苗栽植不同河道、不同水深，应使用不同方法种植，高密度种植，墩种或片种。 挺水植物栽植方法：造型种植、容器种植、加固种植。 沉水植物：网式种植、锚锁种植、加固种苗。 三、施工技术准备 项目经理部将尽快组织全体技术人员，认真阅读设计文件和一些有关的技术资料，并请设计单位、监理单位进行设计交底，了解设计意图，熟悉设计内容，掌握设计要求，编制工作计划和工作标准，为现场技术人员更好指导施工做好准备。配齐材料采购、材料管理人员和资料、设备管理人员，按监理工程师的要求，建立施工技术档案，并派专人负责。 接标后做好复测工作，埋好保护桩，对施工控制网进行加密。设置测量站，施工中严格复测，复核制度，确保标高位置准确。 四、物资设备准备 本合同所需投入的工程物资和施工设备，检测仪器较多，应根据工程需要按计划陆续进场 五、施工队伍进场 投入本合同的施工队伍按任务区分和进度安排陆续进场，进场后由项目经理统一安排，进行施工任务交底和文明施工教育，使
各队伍尽快投入施工。 六、施工现场准备 除按照施工安排组织机械设备，工程物资进场外，现场重点抓好供电、供水、场地平整和通道工作，并做好文明施工设施的建设等工作。 七、主要施工技术措施 （一）水生植物种植 1、耐寒短生苦草：此品种采用堆式种植，每堆11株，锚锁种植，需要的材料为木方或钢筋固定物、草绳等稳固加固。 2、黄香蒲：此品种采用丛式种植，每丛5株，箱式造型种植，有方形或圆形两种方式，需要的材料有竹片或木方、种植土、铁丝、燕尾钉、建议设计高密度种植，面积适当减少。 3、金鱼藻：采用堆式种植，每堆11株，锚锁种植，需要的材料为木方或钢筋固定物、草绳等稳固加固。 4、黄菖蒲：此品种采用用丛式种植，每丛5株，箱式造型种植，有方形或圆形两种方式，需要的材料有竹片或木方、种植土、铁丝、燕尾钉、建议设计高密度种植，面积适当减少。 5、荇菜：采用堆式种植，每堆5株，锚锁种植，需要的材料为木方或钢筋固定物、草绳等稳固加固。 6、荷花：建议采用桶苗，每桶4-6芽，用木桩圈围固定。 7、再力花：采用丛式种植，每丛5株，箱式造型种植，有方形或圆形两种方式，需要的材料有竹片或木方、种植土、铁丝、燕尾钉、建议设计高密度种植，面积适当减少。 注： 1.由于此项种植工程全部处于河道深水区（1.5- 2.3米），需要机
植物修复的强化措施 1、活化污染土壤中难吸收态重金属 重金属进入土壤后，大多数与土壤中的有机物或无机物形成不溶性沉淀或吸附在土壤颗粒表面而难以被植物吸收。通过一些活化措施，可以增加土壤溶液中重金属的浓度，从而提高对重金属污染土壤的修复效率。降低土壤pH通常会提高土壤溶液重金属的浓度。降低土壤pH值的方法通常有以下2种，一是直接酸化土壤，另一种是以营养剂的形式撒入土壤。提高土壤Eh也会增加土壤溶液中重金属含量。调节土壤Eh一般是通过灌田和晾田的方式进行，增加土壤有机质也会提高土壤的Eh。施加螯合剂可以促进重金属从土壤固相向土壤液相的释放。 2、提高修复植物的生物量并缩短其生长周期 灌溉和施肥是促进植物生长的主要因素，但过量灌溉和施肥既浪费资源也不利于植物生长，还可能引起土壤中重金属的扩散。因此，按超富集植物的水、肥需求规律合理供应水肥，可以保证超富集植物最大限度地提高地上部生物量。 温度、光照、土壤水分、空气流通、热量等环境因素对植物生长周期影响很大，利用植物对环境条件的反应，可以缩短植物生长周期从而缩短修复周期。如搭建塑料大棚、遮荫设备、施干冰、育苗移栽等。此外，根据超富集植物各生长时期对重金属的积累情况不同也可以缩短修复周期。 3、加强农业管理 污染土壤经耕翻后，可以将深处污染物质翻到土壤表层植物根系分布较密集区域，这样可提高植物修复效果。污染土壤的耕翻一般要在修复植物一个生长季结束以后或修复植物播种之前进行。耕翻深度视土壤污染深度而定。耕翻后的土壤经过一段时间的晾晒后，在修复植物定植之前，还要对土壤进行整平作业，促进土壤团粒结构的形成，起到保墒的作用。对于重金属污染土壤，以撒播方式较好，这样可以扩大植物根与重金属接触的表面积。在植物生长过程中，结合施肥等作业也可以适当搅动土壤，以便改善根际圈环境，促进根系生长发育和改变重金属的空间位置，促进植物与重金属的接触。 重金属污染土壤多数是几种重金属混合在一起的复合污染，而超富集植物往
土壤重金属污染植物修复技术 摘要：重金属是全球环境最重要的污染物之一，具有毒性强，不能为生物所分解，大多数也不能通过焚烧的方法从土壤中去除；能通过活性氧等的中介作用，导致植物氧化伤害，乃至死亡，而且能通过食物链在生物体内富集，进而危及人类身体健康等。本文概括了土壤重金属的来源和危害，并论述了植物修复技术的研究方向和优缺点以及未来的发展趋势。 关键词：土壤重金属污染植物修复 土壤是自然界赋予人类的宝贵资源，是人类赖以生存的物质基础，也是人类环境的重要组成部分，具有维持系统生态平衡的自动调节功能（1）。但是随着工业的发展和农业生产现代化，土壤重金属污染问题已成为全球各国共同面临的棘手问题。从1973年Wagner KH，Siddiqi 首次发表关于土壤重金属污染问题的文献以来，到现在经过了三十多年的研究历程。近十年来有关重金属在土壤、作物中的迁移、富集及对重金属污染土壤的治理和植物修复等问题引起了全世界学者的高度重视和深入研究（2~3）。 土壤重金属污染不会被微生物降解、迁移性小、很难被清除、易在土壤中富集，一直备受人们的关注。土壤中重金属含量超过其环境容量时，一则对土壤中的微生物起抑制毒害作用。使土壤生产力降低；二则其直接作用于植物，使植物的生长、发育、繁殖受到影响。产量降低，产品质量下降；再则可先通过吸收富集于植物体内，然后通过食物链迁移至动物和人的体内，严重威胁动物、人类的生存健康。重金属不仅以单一元素污染土壤，当多种重金属在土壤中共存时，它们之间还存在协同、拮抗作用，而且随着污水灌溉以及农药、化肥、污泥的大量施用，进一步加剧了土壤的复合污染（4）。因此，研究土壤重金属污染的来源、形态、赋存形态及转化迁移规律，积极探索更有效、经济的污染测定技术和修复技术具有重要意义。 一.土壤重金属污染的现状、来源和危害 1.1土壤重金属污染现状 目前，世界各国土壤存在不同程度的重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu为340万吨，Pb为500万吨，Mn为1500万吨，Ni为100万吨（5）。例如，日本农田土壤总污染面积为7030hm2，主要受Cd、Cu、As等重金属污染。据1993年中国环境状况公报，我国工业废水排放量为219.5×108t，污灌污染农田面积为3.3×106hm2。特别是Cd污染总面积己达133331hm2（6），如沈阳市张士灌区因污灌使2533hm2农田遭受Cd污染，其中严重污染面积占13%（7）。江西大余县污灌引起的镉污染面积达5500hm2（8），青岛市2.7%-9%的农田土壤分别受到Cr、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn等7种重金属的轻污染。新疆每年约有2×
土壤修复技术介绍——植物修复技术 从20世纪80年代问世以来，利用植物资源与净化功能的植物修复技术迅速发展。所谓植物修复技术，指在不破坏土壤结构前提下利用自然生长或经过遗传培育筛选的植物对土壤中的污染物进行固定、吸收、转移、富集、转化和根滤作用，使土壤中的污染物得以消除或将土壤中的污染物浓度降到可接受水平的土壤修复方法。植物修复技术包括利用植物超积累或积累性功能的植物吸取修复、利用植物根系控制污染扩散和恢复生态功能的植物稳定修复、利用植物代谢功能的植物降解修复、利用植物转化功能的植物挥发修复、利用植物根系吸附的植物过滤修复等技术;可被植物修复的污染物有重金属、农药、石油和持久性有机污染物、炸药、放射性核素等。 其中，重金属污染土壤的植物吸取修复技术在国内外都得到了广泛研究，已经应用于砷、镉、铜、锌、镍、铅等重金属以及与多环芳烃复合污染土壤的修复，并发展出包括络合诱导强化修复、不同植物套作联合修复、修复后植物处理处置的成套集成技术。 这种技术的应用关键在于筛选具有高产和高去污能力的植物，摸清植物对土壤条件和生态环境的适应性。近年来，中国在重金属污染农田土壤的植物吸取修复技术应用方面在一定程度上开始引领国际前沿研究方向。但是，虽然开展了利用苜蓿、黑麦草等植物修复多环芳烃、多氯联苯和石油烃的研究工作，但是有机污
染土壤的植物修复技术的田间研究还很少，对炸药、放射性核素污染土壤的植物修复研究则更少。 植物修复技术不仅应用于农田土壤中污染物的去除，而且同时应用于人工湿地建设、填埋场表层覆盖与生态恢复、生物栖身地重建等。近年来，植物稳定修复技术被认为是一种更易接受、大范围应用、并利于矿区边际土壤生态恢复的植物技术，也被视为一种植物固碳技术和生物质能源生产技术;为寻找多污染物复合或混合污染土壤的净化方案，分子生物学和基因工程技术应用于发展植物杂交修复技术;利用植物的根圈阻隔作用和作物低积累作用，发展能降低农田土壤污染的食物链风险的植物修复技术正在研究。 超富集植物 一般定义为对Mn、Zn积累达10000mg/kg以上，Cd为100 mg/kg，Au为1 mg/kg对Cr、Ni、Pb、Cu、Co等的积累量在1000 mg/kg 以上的植物。植物修复的重点是超富集植物的筛选，筛选的标准主要满足以下几个特点：生物富集系数大于1、转运系数大于1、生物量大、生长旺盛、具有对高浓度的重金属有较强的忍耐性能力等。当前国内外发现的超富集植物达700多种，广泛分布于约50个科，主要集中在十字花科。 植物修复的类型 植物提取 植物提取又名植物萃取，是指利用对重金属富集能力较强的超富集植物吸收土壤中的重金属污染物，然后将其转移、贮存到植物茎、叶等地上部位，通过收割地上部分并进行集中处理，从
一、编制依据 1、工地现状 2、本地区气候 3、水生植物的生态习性 4、工期要求 二、水生植物的生态习性及栽培管理 1、芦苇 芦苇，禾木科，多年生草本。地下有粗壮匍匐的根状茎。叶片广披针形，排列成两行。夏秋开花，圆锥花序长10---40厘米，分枝稍伸展。生长于池沼，河岸，湖边，水渠，路旁。 芦苇只有水深在10—25cm时，才生长发育良好，因此控制水位深浅是芦苇能否正常生长的关键因素，设计栽植密度为16丛/㎡。 2、香蒲 香蒲（cattail）为为多年生落叶、宿根性挺水型的单子叶植物。又名蒲草、蒲菜、猫尾草。因其穗状花序呈蜡烛状，故又称水烛。茎极短且不明显。走茎发达，不分歧或偶尔分歧，不呈肥大状，外皮殆为淡黄褐色，前端可以不断地分化出不定芽株。喜温暖、光照充足的环境，生于池塘、河滩、渠旁、潮湿多水处。香蒲是重要的水生经济植物之一，香蒲叶绿穗奇可用于点缀园林水池，亦可用于造纸原料、嫩芽蔬食等。此外，其花粉还可入药。 3、菖蒲 菖蒲(I.pseudacorus)原产欧洲,根状茎粗状,丛生性强。花蓝紫色,喜湿,也耐旱,是沼泽地绿化和环境美化的优良材料。产于我国东北、日本、朝鲜、俄罗斯。自然生长于水边湿地。性喜温暖湿润,强健,耐寒性强,露地栽培时,地
上茎叶不完全枯死。对土壤要求不严,以土质疏松肥沃生长良好。 栽培管理：栽植花菖蒲应选择地势低洼或浅水区,株行距为20*20厘米,栽植深度以土壤覆盖植株根部为宜,栽植初期水尽量浅些,防止种苗漂浮,以利尽快扎根。生长期可用速效肥雨中撒施,水位应保持10厘米左右,不能浸没整个植株。常见的病虫害有花腐病、白绢病、叶斑病可用波尔多液、代森锌、多菌灵防治。一般2～3年分栽一次。 4、水葱 水葱分布于我国东北、西北、西南各省。朝鲜、日本、澳洲、美洲也有分布。水葱喜欢生长在温暖潮湿的环境中,需阳光。自然生长在池塘、湖泊边的浅水处、稻田的水沟中。较耐寒，在北方大部分地区地下根状茎在水下可自然越冬。 可露地种植,也可盆栽。水葱生长较为粗放,没有什么病虫害。冬季上冻前剪除上部枯茎。生长期和休眠期都要保持土壤湿润。每3～5年分栽一次。设计密度为25株/㎡。 5、荷花 荷花喜湿怕干，喜相对稳定的静水，不爱涨落悬殊的流水。池塘植荷以水深0．3-1．2米为宜。初植种藕，水位应在20－40厘米之间。 荷花喜热，栽植季节的气温至少需15℃以上，入秋气温低于15℃时生长停滞。整个生长期内，最适气温为20℃~30℃。当气温高至41℃(水温只有26－27℃)时、对生长无影响。 荷花喜光，不耐阴。在强光下生长发育快，开花早，但凋萎也早；在弱光下生长发育虽迟，开花迟，但凋萎也迟。 荷花对土壤选择不严，以富含有机质的肥沃粘土为宜。适宜的PH值为
1、水深适应性 水生植物除浮水植物外，对其影响最大的生态因子是水的深度，它直接影响到水生植物的生存。 湿生植物如野荞麦、斑茅、蒲苇等，这些植物只能种植在常水位以上。 挺水植物种类繁多，对水深的适应性和植株高度有一定关系。植株高大的适应水深能力强一点，反之，能力差一点。但一般来说水深不能大于60cm。 浮叶植物对水深的适应性一般来说较挺水植物强。如睡莲一般为0.8m，芡实的水深也可达1.5m。菱也是一类很有趣的植物，作为浮叶植物其水深适应性可达3m，当植株长到一定程度时可以断根成为浮水植物，不受水深限制。 沉水植物的水深适应性受光和水的能见度影响。水的能见度越好光照越强，沉水植物分布得越深。一般沉水植物种植的深度是能见度的两倍。 2、种植密度 水生植物的设计密度是以水生植物恢复后全部覆盖地面(水面)为基点来讨论，施工密度是根据植物分蘖、分枝特性、种植季节、种植土的肥力状况，结合竣工验收时间等因素确定的一个种植密度，施工密度对于节省施工成本有实际价值。
3、种植季节 水生植物多为草本植物，生长期尤其高温季节新梢的萌发生长速度很快，根系活动旺盛，极易恢复。一般水生植物根系受伤后能在1-2天后萌发新的根系，生长期种植后，一般经过10-30天植株形态可以得到有效恢复。 耐寒性强的种类可在休眠期种植，如水葱、再力花、芦苇、睡莲、芦竹、黄菖蒲、千屈菜等。这些植物受伤的根系能经受住长期低温的考验，具有抗低温的生理特征。 耐寒性差的种类必须在生长期种植，这类植物休眠期种植极易造成冻害。如梭鱼草、花叶水葱、纸莎草、旱伞草、埃及莎草、水生美人蕉等。这类植物如果在生长期种植，根部土壤温度高，根系活动旺盛，植株恢复快。 相对植物而言的低温地区必须在生长期种植。如原产非洲热带的纸莎草和原产我国华南西南的姜花等，在杭州及以北地区只能在生长期种植，否则易遭受冻害致死。 4、常水位 许多水生植物种植后大面积死亡，达不到预期效果的很重要原因是水位控制问题。可见常水位线是水生植物的生命线。在实际施工作业时对常水位线要给予足够的重视。建议在种植施工放样前先用水准仪在现场确定出常水位线。在植物配置时把各种植物的水深适应性作为硬指标来考虑。 5、波浪影响