水生植物的凈化作用
摘要：本文闡釋了水生植物的概念，簡要分析了水生植物的凈化作用及機(jī)理，提出了相應(yīng)的治理對策，并指出了目前水生植物應(yīng)用中存在的一些問題。
關(guān)鍵詞：水生植物；凈化作用；存在問題
1 水生植物的概念
水生植物的定義有多釋，本文中的水生植物是指凡生長在水中或濕地土壤中的植物，以大型的草本植物為主，包括水生、濕生和沼澤植物”[1]。
2 水生植物的凈化作用
2.1 研究背景
隨著城市化的程度不斷加大，城市人口的急劇增加，引起了一系列的城市問題。城市環(huán)境中，水體的環(huán)境容量和生態(tài)載力不堪重負(fù)，生態(tài)系統(tǒng)遭到極大破壞。公園、居住區(qū)等的水體都遭到不同程度的污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國90%以上公園的水體，其化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量(BOD)、總氮(TN)、總磷(TP)和非離子氨等指標(biāo)，大多超過國家地面水環(huán)境質(zhì)量四
類標(biāo)準(zhǔn)。而在上海等某些居住小區(qū)的水體缺乏循環(huán)，成為一潭死水，富營養(yǎng)化程度非常嚴(yán)重。水體的結(jié)構(gòu)和功能被破壞，導(dǎo)致生物多樣性喪失，景觀水體的美學(xué)價(jià)值遭到嚴(yán)重?fù)p害。為此，在當(dāng)今水資源緊張的背景下，許多專家都紛紛開展相關(guān)研究，以求找到合理的治理對策。
2.2 治理方法
2.2.1 營養(yǎng)鹽控制
控制水體營養(yǎng)鹽濃度是傳統(tǒng)的富營養(yǎng)化防治措施，它基于限制因子原理，以實(shí)驗(yàn)室藻類生長瓶法測定結(jié)果為依據(jù)，對于外源性污染采取截污、污水改道、污水除磷，對于內(nèi)源性污
染采取了清淤挖泥、營養(yǎng)鹽鈍化、底層暴氣、稀釋沖刷、調(diào)節(jié)湖水氮磷比、覆蓋底部沉積物及絮凝沉降等一系列措施。不少通過控制氮和磷來防治富營養(yǎng)化的實(shí)踐并沒有取得理想的成功結(jié)果[2，3]，但是，這只能說明不能僅僅靠控制營養(yǎng)鹽來防治湖泊富營養(yǎng)化，也并不意味著不需要控制營養(yǎng)。
2.2.2 直接除藻
用化學(xué)藥品(如硫酸銅和其他除藻劑)控制藻類可能是最古老原始的方法，化學(xué)藥品可快速殺死藻類，但死亡藻類所產(chǎn)生二次污染及化學(xué)藥品的生物富集和生物放大對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響較大，且劑量難以掌握，風(fēng)險(xiǎn)較大，若長期使用低濃度的化學(xué)藥物會使藻類產(chǎn)生抗藥性，因此，不適宜在景觀水體中廣泛使用，只能作為應(yīng)急措施[4]。
2.2.3 生物調(diào)控
作為營養(yǎng)鹽控制的一種替代技術(shù)，生物調(diào)控(Biomanipulation)是通過重建生物群落以得到一個(gè)有利的響應(yīng)，常用于減少藻類生物量，保持水質(zhì)清澈并提高生物多樣性。主要是采用魚類種群的下行調(diào)控。如增加食魚性(Piscivores)魚類或減少食浮游動物(Zooplanktivores)或食底棲(Benthivores)魚類，以保證有充分的浮游動物等來控制藻類;也有直接利用“食藻魚”控制藍(lán)藻水華。生物調(diào)控較典型的是用于小而淺的、相對封閉的湖泊系統(tǒng)，在淺水湖泊由于生物分布垂直空間差異較小，因而在一定時(shí)間內(nèi)對某些浮游植物控制效果較好。生物調(diào)控在歐洲得到深入研究和廣泛應(yīng)用，但是由于研究區(qū)域、研究對象以及研究范圍的不同，往往難得到一致的結(jié)論與結(jié)果。因此，生物調(diào)控作為管理工具的有效性仍存在很大的爭議。許多成功的實(shí)例往往是短期的[4]，也面臨著一系列的挑戰(zhàn)。
2.2.4 EWT治理模式(Ecological Water Treatment)
生態(tài)恢復(fù)已成為全球淡水生態(tài)系統(tǒng)研究的前瞻性研究領(lǐng)域，而生態(tài)工程被認(rèn)為是生態(tài)恢復(fù)的最佳工具，業(yè)已證明，用生態(tài)工程可以改善富營養(yǎng)化湖泊的局部水質(zhì)、修復(fù)局部生態(tài)系統(tǒng)[5]。
北京動物園采用水生植物凈化水體的生態(tài)工程方法進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明[6]，利用水生植物不僅能凈化北京動物園嚴(yán)重的富營養(yǎng)化的水體，而且還有利于營造水上園林景觀和為水禽創(chuàng)造適宜的生存環(huán)境。這表明，利用水生植物的生態(tài)恢復(fù)工程在治理城市景觀水體富營養(yǎng)化方面發(fā)展前景良好。
2.3 凈化機(jī)理
通過種植水生植物凈化水質(zhì)，是利用許多水生植物特別是水生維管束植物能夠大量吸收營養(yǎng)物質(zhì)，或降解轉(zhuǎn)化有毒有害物質(zhì)為無毒物質(zhì)的性質(zhì)。在廢水或受到污染的天然水體中種植大量耐污染凈化能力較強(qiáng)的水生高等植物，使其通過自身的生命活動將水中的污染物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化或富集到體內(nèi)，然后除去，恢復(fù)水域中的養(yǎng)分平衡；同時(shí)通過水生植物的光合作用放出氧氣，增加水中溶解氧含量，從而改善水質(zhì)，減輕或消除水污染。
2.4 主要處理方式
水生植物凈化作用的處理方式主要有兩種，即凈化塘和人工濕地系統(tǒng)。凈化塘是以某種水生植物占絕對優(yōu)勢而組成的特殊水生生態(tài)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)通過水生植物群落的阻濾、沉降、吸附等物理作用以及植物體的吸收、積累等作用而達(dá)到對污水的凈化效果。而人工濕地系統(tǒng)是利用水生植物治理污水的又一發(fā)展方向，由于建造和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、維護(hù)簡單、效果好，且為眾多野生動物提供了棲息地。
國外人工濕地已被廣泛運(yùn)用處理于市政、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市暴雨徑流廢水技術(shù)[7]。而國內(nèi)對此的研究尚處于起步階段。以成都活水公園和上海夢清園為例[8]，前者的濕地系統(tǒng)主要工藝過程為：厭氧沉淀池、人工濕地塘、床系統(tǒng)、養(yǎng)魚塘系統(tǒng)、戲水池以及連接各個(gè)工藝的水流雕塑和自然水溝等五個(gè)部分。整個(gè)處理過程流程清晰，實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)體會“死水”變成“活水”的過程[9]。而上海夢清園除構(gòu)建了一套生態(tài)凈水的系統(tǒng)外，還增設(shè)了國內(nèi)首座合流制排水系統(tǒng)調(diào)蓄池，進(jìn)一步完善了污水處理系統(tǒng)。二者均為今后開展相關(guān)研究提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
3 水生植物的應(yīng)用現(xiàn)狀
通過對相關(guān)文獻(xiàn)的搜集整理得知，目前所涉及的水生植物主要有以下幾類（表1）。
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4 存在問題
水生植物能夠有效地凈化富營養(yǎng)化水體，提高了水體的自凈能力，讓“死水”變“活水”[10]。而通過不同類型水生植物的合理配置，能豐富水體的景觀層次，創(chuàng)造出美的意境[11]，應(yīng)用前景十分廣闊。然而，對目前水生植物應(yīng)用進(jìn)行綜合分析，不難發(fā)現(xiàn)，仍然存在以下問題。
4.1 單一性
總的來說，目前應(yīng)用的水生植物種類比較單一，多樣性不足。而鄉(xiāng)土水生植物的諸多優(yōu)勢可以作為彌補(bǔ)目前水生植物多樣性不足問題的一個(gè)方法。
4.2 入侵性
某些水生植物如鳳眼蓮，千屈菜等具有高入侵性[12]，易搶占其他物種的生存空間，嚴(yán)重威脅本地物種的正常存活，極大地破壞了當(dāng)?shù)厮鷳B(tài)系統(tǒng)平衡的。故有學(xué)者對大規(guī)模使用水生植物的做法提出了質(zhì)疑，建議進(jìn)行有效的管理以控制其入侵作用的危害。
4.3 合理性
目前水生植物配置片面地追求藝術(shù)美感效果，往往忽略從植物群落生態(tài)學(xué)、微觀生態(tài)學(xué)等角度來考慮植物與植物間的搭配是否合理。故水生植物的配置是否具有科學(xué)的合理性也是
值得考慮的問題之一。
參考文獻(xiàn)：
[1]Wang C， Cai J.：Jiaxin J; et al. The Effect of Water Purification Ecological Engineering on the Cao Yang Round Creek[J].Water Science and Technology 1991,23(1/3):121-131
[2]顧崗，劉鴻志.琵琶湖和太湖污染治理的比較和對太湖治理的建議[J].世界環(huán)境.2001, (3)32-34
[3]王國祥，淮培民.人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)對太湖局部水域水質(zhì)的凈化作用[J].中國環(huán)境科學(xué)，1998, 18 (5): 410-414
[4]李琪，李德尚，熊邦喜等.放養(yǎng)鱗魚對水庫浮游植物群落的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，1993, 13 (1):30-37
[5]孫剛，盛連喜.湖泊富營養(yǎng)化治理的生態(tài)工程[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2001, 12 (4): 590-592
[6]朱斌.利用水生植物改善北京動物園水環(huán)境的研究初探[J].上海環(huán)境，2002，21（8）：469-472
[7]李偉，鐘揚(yáng)編譯. THEORIES AND METHODS OF THE STUDY OF AQUATIC VEGETATION(水生植被研究的理論與方法)[M].華中師范大學(xué)出版社，1992
[8]胡玎，王越.“活水”景觀理念與實(shí)施—上海夢清園和成都活水公園[J].園林，2004，（10）：18-20
[9]俞孔堅(jiān)，李迪華，孟亞凡.濕地及其在高科技園區(qū)中的營造[J].中國園林，2001（02）：26-30
[10]崔心紅等.人工濕地與住區(qū)水環(huán)境建設(shè)
[J].建設(shè)科技，2004（20）：28-29
[11]汪菊淵.植物造景
[12]吳霞 編譯.水生植物的治理：入侵物種和化學(xué)防除[J] .世界農(nóng)藥，2006，28（02）：32-36
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