水生植物凈化水質的機理
發布時間：2020-04-18 04:30 點擊量：
我國利用水生植物凈化水質的研究始于20世紀70年代中期,包括靜態條件下單一物種及多種 植物配植對污染物濃度較高污水的凈化作用及動態方法研究水生植物對污水處理效果。近 30 年來, 對東湖、巢湖、滇池、太湖、洪湖、保立湖、鴨兒湖等淺水湖泊的富營養化控制和濕地生態系統 恢復的大量研究證明,水生植物可以吸收、富集水中的營養物質及其他元素,增加水體中的氧氣含 量,或抑制有害藻類繁殖的能力,遏制底泥營養鹽向水中的再釋放,利于水體的生物平衡等。水生高 等植物能有效地凈化富營養化,提高水體的自凈能力,也是人工濕地系統發揮凈化作用必不可少的 因素之一。
1 植物自身的性狀和抗性能力 水生植物由于長期生活在一種缺氧、弱光的環境中,形態解剖結構上形成特殊性。根、莖、葉 形成完整的通氣組織,保證器官和組織對 O2 的需要;葉片呈肉質,如香蒲表皮有厚角質層,柵欄組 織發達,污染點處的根、莖、葉表皮細胞排列緊密等結構能抵抗因污染受害而引起的同化功能下降、 水分過分蒸騰,增強了香蒲植物的耐污性和抵抗力。
2 植物的吸收、富集作用 水生植物根系發達,利于吸收水中物質。如鳳眼蓮生長過程需要大量的 N、P 營養物,它吸收后 生長迅速,對于凈化富營養化水體效果明顯,有效吸收水體中的重金屬 CU。香蒲植物吸收廢水中的 重金屬時,吸收能力大小依次是根>地下莖>葉,并且按照一定的比例從生境中吸取各種元素,形成 新的動態平衡,防止對某元素吸收過多而引起毒害。植物吸收污染物后,尤其是重金屬離子、農藥 和其他人工合成有機物等,便富集、固定在體內或土壤中,減少水體中污染物量。研究表明,Pb、Zn 進入香蒲體內,主要積聚在皮層細胞中的細胞壁上,只有少量進入原生質,可見細胞壁對重金屬有 較高的親和力。
3 凈化塘的沉降、吸附和過濾作用 凈化塘里水生植物生長旺盛,根系發達,與水體接觸面積大,形成密集的過濾層。如香蒲,它的 地下莖和根形成縱橫交錯的地下莖網,水流緩慢時重金屬和懸浮顆粒被阻隔而沉降,防止其隨水流 失,同時又在其表面進行離子交換、整合、吸附、沉淀等,不溶性膠體被根系吸附,凝集的菌膠團把 懸浮性的有機物和新陳代謝產物沉降下來。 諾藍水生 18288941598
4 生化作用 植物凈化污水的過程中生化作用也起到很大作用。光合作用產生的 O2 和大氣中的 O2 直接輸 送到植株各處,并向水中擴散,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 體底部和基質土壤形成許多厭氧和好氧小區,為微生物活動創造條件,進而形成“根際區”。這樣, 植物代謝產物和殘體及溶解的有機碳給濕地中的菌落提供食物源;同時,大量微生物在基質表面形 成灰色生物膜,增加了微生物的數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生物代謝降解過程而去除。富營養化水體中,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 NH+4—N 向 NO-2—N 和 NO-3—N 的轉化過程,便于水生植物吸收與 利用,減少底泥向水體中的營養鹽釋放。
5 對浮游藻類的競爭抑制作用 富營養化嚴重的水體中,藻類瘋長,水質惡化。栽種水生植物后,同浮游藻類競爭營養物質及所 需的光熱條件,同時分泌出抑藻物質,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。這樣可提高水體透明度,改善水中的 DO 含量,促進沉水植物與共生菌的生長,進一步凈化 水質。
