水生植物与水质净化的关系研究

10种水生植物水质净化效果及生态设计应用研究杨贤鑫，易佳宇，刘旺香，王晓婷，田学辉*（湖南应用技术学院农林科技学院，湖南常德415000）：选择了10种水生植物对水质净化效果进行研究，试验表明：水芹（）、纸莎草（）、蓼（）对TP、TN的吸收效果最佳，其去除率均达到65.00%以上；筛选其中观赏价值高、净化效果佳的3组水生植物镶嵌组合进行生态设计，分别为纸莎草+蓼+萍蓬草（）、美人蕉（）+泽泻（）+水芹、美人蕉+三白草（）+萍蓬草+梭鱼草（），发现美人蕉+三白草+萍蓬草+梭鱼草组合效果最好；对比植物镶嵌组合与单一类型的水生植物净化效果发现，镶嵌组合对TP的去除率比单一植物的平均去除率高11.98%，对TN的去除率高18.09%。：水生植物；水质净化；乡土植物；生态设计1.2试验方法试验地点设置在本校园林基地温室塑料大棚内，选用11个长宽高为55cm×30cm×40cm的泡沫箱作为试验容器（1个为空白对照），每箱水量40L，并做好标记；每组水生植物的用量以覆盖住泡沫箱为宜（相同的水面覆盖面积）。每间隔5天取样1次，取样前先用蒸馏水补充蒸发的水分至标记处，植物镶嵌组合试验设计与取样方法同上，植物名称分别以拉丁学名前2个字母（Cy+Po+Nu）、（Ca+Al+Oe）、（Ca+Sa+Nu+Pc）表示。通过测定污水处理前后的TP、TN2个理化指标来监测水生植物对污水的净化效果，其中TP的测定用连续流动-钼酸铵分光光度法，TN的测定用碱性过硫酸钾紫外分光光度法。总氮总磷去除率：P=[（C1-C0）/C1]-C。其中：P为植物对总氮总磷30天的去除率；C1为放入植物前污水总氮总磷的质量浓度；C0为放入植物30天后污水总氮总磷的质量浓度，C为空白对照水样去除率；试验空白对照水样中水质也得到了净化，因此所有植物的去除率减去空白对照的去除率为最终去除率。2结果与分析2.1单一水生植物净化TP、TN效果10种水生植物对污水净化效果的比较可知（见图随着社会现代化的快速发展，工农业、城市、农村污染物排放量日益增加，城市河道和城市景观水体都已出现不同程度的污染，水体富营养化使得水体功能退化，失去资源和景观价值，严重影响人类的生存环境。水生植物在生态系统中处于初级生产者的地位，通过自身的代谢和微生物的共同作用，对水体氮、磷和悬浮物等有毒物质的富集与转化有明显的效果[1-3]，乡土植物对本地区环境适应能力更强，更能体现生长优势，且发展潜力大。分析发现在相关研究中[4-8]，研究重点主要集中在用单一类型的水生植物或通过植物配置对污水进行净化研究，而把不同类型的水生植物镶嵌组合使用的相关研究还少见报道，多种植物组合比单一类型植物能更好地对水体进行净化。因为每种水生植物各有其特点，对净化对象产生净化优势，水生植物的生态组合使用，能使它们互相取长补短，保持较为稳定的净化效果[7-10]。1材料与方法1.1试验材料与仪器10种水生植物为三白草、薏苡（）、东方香蒲（）、水芹、梭鱼草、萍蓬草、蓼、泽泻、美人蕉、纸莎草，均经过清水适应性培养，其特征简介见表1。主要仪器：W-I型—8项参数水质分析仪，无锡奥克丹生物科技有限公司产；CNPN-401氨氮总磷总氮测定仪，深圳市昌鸿科技有限公司产。供试水样：2018年9月12日取自湖南应用技术学院芒果湖，因常年水产养殖，此湖水生植物稀少。基金项目：大学生研究性学习和创新性试验计划项目（项目编号：201813809008）。作者简介：杨贤鑫（1997-），女，湖南邵阳人，本科，园林专业在读学生；易佳宇（1997-），女，湖南怀化人，本科，园林专业在读学生；刘旺香（1997-），女，湖南湘潭人，本科，园林专业在读学生；王晓婷（1998-），女，湖南怀化人，本科，园林专业在读学生。*通信作者：田学辉（1992-），女，汉，硕士研究生，教师，研究方向为植物学。表1试验材料简介植物名称科属生物学特征三白草三白草科湿生草本，花期4~6月薏苡禾本科粗壮草本，花期6~12月东方香蒲香蒲科水生或沼生草本，花期5~8月水芹伞形科水生宿根草本植物，花小，白色，花期7~8月梭鱼草雨久花科挺水或湿生草本，蓝紫色圆形小花，花期5~10月萍蓬草睡莲科多年水生草本，花黄色，花期5~7月蓼蓼科花小，白色或浅红色，花期6~9月泽泻泽泻科水生或沼生草本，花被片白色，花较大，花期6~8月美人蕉美人蕉科花冠大多红色，花期3~12月纸莎草莎草科花朵呈扇形花簇，花期6~7

２０１８．２３科学技术创新一４ｌ一　水生植物净化水质的生物学机理　李文星胡琼瑶段炼周红万小菊阳静　（内江师范学院生命科学学院，四川内江６４１ｌｌ２）　摘要：水生植物能吸收和富集水体中的污染物质，对水体有很好的净化作用，．－－ｊ－￣于集中处理生活废水、水产养殖尾水等。　本文综述了水生植物净化水质的机理及生态浮床、人工湿地、净化塘净化技术的研究进展。　关键词：水质污染；水生植物；总磷；富营养化　中图分类号：Ｘ７１２，Ｘ５２　文献标识码：Ａ　工业化和城市化进程加快而引起水域生态系统失衡，农业　生产的尾水排放对环境的破坏也不容小觑。如何对水体水质进　行净化成为众多学者关注的重点。水生植物兼具城市景观功能　及生态功能，在水质处理中受到广泛关注。　１水生植物净化水质的机理　１．１植物根系的吸收　水环境中的某些污染物可作为植物自身营养物质被植物吸　收并加以利用，以此降低环境中污染物浓度。水溶性污染物通　过两个途径到达根表面：第一条是通过质体流途径，污染物随　植物的蒸腾拉力，在植物吸收水分的同时与水一同到达植物根　部；另一条则是通过扩散到达根表面ＩＪ１。植物对污染物的吸收特　性存在差异，韩璐瑶等　发现，在氮、磷含量较低的水体中，植物　根系对磷的吸收会先于对氮的吸收，但就吸收速率而言，氨态　氮最为快速。　１．２植物富集作用　水生植物在吸收污染物尤其是重金属离子等有机物后将其　富集、固定在其体内。慕凯等【　研究发现重金属主要富集于植物　根部，茎、叶相对富集较少。杨帆等ｌｑ发现千屈菜、芦苇、香蒲的　茎叶部的ＴＮ含量小于根部；芦苇、香蒲根部的ＴＰ含量均小于　茎叶部。植物在吸收重金属离子后，通过金属转运细胞将重金　属离子转运至根细胞，随后转运至液泡中［５１。在重金属胁迫条件　下，植物会形成适应性，即耐受基因型合成较多植物螯合肽　（ＰＣ），并与重金属离子螯合。研究认为这是植物富集污染物后　的主要解毒机制。重金属离子主要富集于植物细胞壁上，细胞　壁的金属沉淀作用会对植物对污染物的耐受性起到一定作用　嗍。　１＿３微生物作用　植物根系的分泌物能为根系微生物提供养分，促进其生长，　根系微生态系统中，微生物数量显著高于其他区域，且根系微　生物能对有机污染物起到降解和代谢作用。谭常等ｍ指出，凤Ｈ艮　莲根系微生物具有降酚作用，汪敏等【８】进一步指出，风眼莲根系　微生物能提高凤眼莲降酚效率和多酚氧化酶活性。此外，尹建　友等　发现，根系微生物群落参与水体氮循环，其中氨氧化细菌　占根系微生物数量总数的１０％，并同时发现了参与硝化——反　硝化作用的细菌。　１．４对藻类的抑制作用　水生植物对藻类的抑制作用主要来自两个方面。第一是水　生植物的生长同样需要营养物质及光热条件等环境因素，因此　会与藻类形成竞争效应【】Ｏｌ。植物在与藻类的竞争中处于优势地　位，对氮、磷等营养元素的吸收能力较强，藻类由于缺少限制性　营养元素，生长受到抑制。水生植物的存在也会阻碍光照进入　水体，进一步抑制藻类生长繁殖。另一方面，植物分泌的化感物　文章编号：２０９６—４３９０（２０１８）２３—００４１—０２　质可通过影响藻类呼吸作用、光合作用、酶活性及基因表达等以　达到抑制藻类生长的目的『ｌ】】。　２水生植物在水环境中的处理方式　２．１生态浮床　生态浮床是一种对于污染水域进行生态修复的生态技术，　将水生植物种植于能漂浮于水面的材料上，不仅能治理水环　境，还能起到园林景观效果。２００１年为进行北京什刹海生态修　复治理工程，在其上游来水区搭建了生态浮床，经过ｌ０个月的　治理，什刹海总氮水平由６ｍｇ／Ｌ下降至２ｍｇ，Ｌ，总磷水平由　０．５ｍｇ，Ｌ下降至０．２ｍｇ／Ｌ。好于相邻的西海（劣ｖ类）和前海（劣ｖ　类）㈣。朱术超等【　３１用香根草、黄菖蒲、西芹浮床镶嵌搭配成不同　组合的生态浮床，并使用斑马鱼作为清洁生物，摄食水体中的藻　类、有机碎屑等。结果表明添加斑马鱼的系统对水质的净化效　果更佳。　２．２人工湿地　人工湿地系统是一种新型生态污水净化处理方法，以水生　植物为主，包含各类生物与土壤基质。在处理污水时，有机物的　降解和转化主要是由土壤微生物来完成的，不溶性的有机物通　过湿地的沉淀、过滤被截留下来，成为土壤微生物能利用的物　质，可溶性有机物的则主要是依靠各种微生物的代谢作用去除　㈣。磷的去除主要是通过基质的物理化学作用、植物根系吸收以　及微生物的同化完成。水环境中无机氮作为植物生长的必须元　素，可被植物直接吸收利用，还可通过植物根系微生物的硝化作　用及反硝化作用得到降解ｒｌ５】。　２＿３净化塘　净化塘是一种特殊的水生生态系统，发展初期以种植某种　单一水生植物为主，通过水生植物群落的作用达到净化水质的　作用。近年来净化塘对污水的净化效果越来越好，规模也日益　扩大。杨鹏等　利用三级净化塘工程对污水进行处理，且各级净　化塘中水生植物的选择也由单一植物为主发展到多种植物搭　配，优势互补，使得净化效果最佳。污水经三级处理后，出水水　质明显由于进水水质，达地表水环境标准Ⅲ类水质。　３结论　水生植物在水质净化过程中资金投入少，不存在残留及二　次污染，安全环保。调节水质的同时，还能产生较高的经济效益。　同时，因地制宜地选择水生植物以及将多种净化方法进行组合　是未来开展水体污染治理研究的重要内容。　参考文献　『１１王焕校．污染生态学【Ｍ】．北京：高等教育出版社，２０１２．　『２１韩璐瑶，吕锡武．水生蔬菜型湿地植物对氮、磷营养盐的吸收　动力学『Ｊ１．环境工程学报，２０１７，１　１（５）：２８２８—２８３５．　【３］慕凯，罗明良．５．￣Ａｚ湖水生植物重金属富集作用研（转下页）

氧化塘水生植物净化污水的研究

摘 要:

对水生植物凤眼莲、草芦、香蒲、菹草、浮萍等对氧化塘的NH32N , COD 和总磷及重金属的去除能力进行了测定, 结果证明: 草芦去NH3-N 最高达93. 6% , 凤眼莲去COD 最高达63. 82% , 菹草去总磷高达96. 0% , 凤眼莲根富集能力很强, 其中对Cu 富集倍数为886, Cd 富集倍数为175, Cr6+ 富集倍数为2046, 其中浮萍对Pb 吸附最强, 吸富倍数为858。

关键词: 水生植物; 氧化塘; 净化作用

水生植物凤眼莲(E ichhorn ia crassip es) , 草芦(P h rag em ites a rund inaces) , 浮萍(L em nam inor ) , 菹草(P otam og eton crisp us) , 香蒲(Typ ha ang usif olia ) 是常见的水生植物[1 ] , 本文利用水生植物提高氧化塘出水水质, 强化氧化塘去除水中营养物的效能. 其中凤眼莲对染料色水脱色的研究[2 ] , 凤眼莲净化含酚废水的研究[3 ] , 已有人作过报道, 本文则选择了上述几种水生植物对山西省长治市氧化塘的废水作净化实验。山西省长治市南护城河氧化塘是结合当地的市政建设, 根据经济条件及自然环境, 利用旧护城河道改建而成, 总水面积52460m 2, 总水量93000 m 3, 全长1861m , 平均宽25M.

用于处理南城区各大工厂、医院及城市的工业废水和生活污水, 并作为防治漳泽水库水质污染问题的第一步措施。

该塘见图(1) 从东到西, 建有沉沙池、隔油墙、沉淀池及第一到第九塘, 各塘间自然水位差以曝气, 故属兼性塘, 日处理水量1. 8×104 t～ 2×104 t, 停留5 d, 主要监测项目有SS、COD、BOD、油类、挥发酚、“NH3-N ”、磷、硫化物、氰化物、Cu、Zn、Pb、Cd、A s、Hg、Cr6+ , 其中SS 入塘量为118. 93 mg/L , 出塘量为17. 85 mg/L ,COD 入塘量为51. 89mg/L , 出塘量为5. 3mg/L ,BOD 入塘量为18. 72mg/L , 出塘量为6. 20mg/L ,

园林景观设计缺少不了水景，有了水景才有了灵气，水景中缺少不了水生植物，在水生植物进行水体绿化时，选好材料是根本，要做到即兼顾景观效果又能有效净化水质，植物配置也要讲究园林美学原则。下面推荐5种具有净化水质作用的水生植物。

净化水质的水生植物：

1、蒲草：香蒲科香蒲属，多年生沼生草本，分株繁殖。其蒲棒可做切花或干花。

2、芦苇：禾本科芦苇属，播种或分株繁殖。其净化水质的效果较好，如将芦苇布置于自然式水岸边，别有一番野趣。

3、荷花：睡莲科睡莲属，多年生水生植物，分株或播种繁殖。荷花花叶清秀、花香四溢，是良好的美化水面、点缀亭榭或盆栽观赏的植物材料。

4、水葱：莎草科草属，多年生宿根挺水草本茎杆高大通直，青翠碧绿。其变种花叶水葱，在茎杆上有黄色环斑，具有一定观赏价值。水葱多于初春分株繁殖，栽种初期宜浅水。水葱茎杆挺拔翠绿，常用于水面绿化或作岸边点缀。

5、浮萍，又称青萍：浮萍能大量吸收、积累电厂洗煤废水中的重金属元素，能有效吸收、积累、分解废水中的营养盐类和多种有机污染物。

水景和水生植物的配置原则：

1、水生植物与水边的距离要有远有近、有疏有密，切忌沿边线等距离种植，要留出必要的透景线。

2、要注意植物群落配置后的立体轮廓线与水景的风格相协调。

3、还应考虑水面的镜面作用，水面植物不能过于拥挤，一般不要超过水面的三分之一，以免影响水面的倒影效果和水体本身的美学效果；对视觉作用不大的水面，可加大植物的配置密度，以形成绿色景观。

4、栽植的植物应严格控制其蔓延，可设置隔离绿带，也可缸栽放入水中。