关于水生植物的生态效应

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关于水生植物的生态效应

发布时间 : 2018-09-06 访问量 :

 

  植物在水污染操控中的效果已在许多水体康复实验中得到验证,但水生植物在其间的效果,国内外现在还存在一些的争议。绝大多数的室内和现场实验都标明,水生植物的效果是高效的或有用的。水生植物能否发挥其最大的净化及使用潜力,关键在于植物品种的挑选和植物群落的调配,特别是经过实验挑选耐污性强、净化效果好、适合其生计环境的物种是一项优先考虑的作业。多个物种的合理调配无疑会增强体系的对水体的净化效果,而根据各地的具体情况进行植物挑选和体系观测研讨,则是挑选抱负物种,发挥植物最大潜能的有用途径。使用水生植物对污水的净化效果对污染水体的修正进程,很少有废物和排放物发生,无疑为我国日益恶化的水环境修正供给了一个杰出的途径,具有宽广的商场和使用远景。
  1 水生植物的生态效应
  水生植物除了直接吸收、固定、分化污染物外,一般只是间接地参加污染物的分化,经过对土壤中细菌、真菌等微生物的调控来进行环境的修正,植物在水污染操控中生态效应首要体现在以下方面。
  1.1物理效果
  掩盖于湿地中的水生植物,使风速在近土壤或水体外表下降,有利于水体中悬浮物的堆积,下降了堆积物质再悬浮的危险,添加了水体与植物间的接触时刻,一起还能够增强底质的安稳和下降水体的浊度。此外,植物的存在削弱了光线到达水体的强度,阻挠了植物掩盖下的水体中藻类的很多繁衍,尤其是在浮萍类植物的湿地体系中比较常见。植物的存在对基质具有必定的维护效果,在温带区域的冬天,当枯死的植物残体被雪掩盖后,植物则对基质起到很好的维护膜效果,能够避免基质在冬天冻住,以保持冬天湿地体系仍具有必定的净化才干。植物对基质的水力传导性能发生必定的影响,植物的根在成长时对土壤具有干扰和疏松效果,当根死亡或腐朽后,会留下一些管型的大孔隙,在必定程度上添加了基质的水力传导性。吞没于水中的水生植物的茎和叶构成的生物膜,为很多的光合细菌、藻类和原生微生物等在植物安排上的成长供给了必定空间,埋藏于土壤中的根和根区也为微生物的活动供给了巨大的物理活动外表,植物根系也是重金属和某些有机物的堆积场所。因而,植物地上和地下的生物膜关于湿地中发生的一切微生物进程都具有重要效果。
  1.2植物对污染物的吸收效果
  植物的成长和繁衍离不开养分物质,水体中的适当部分的养分物被植物转化或保存在植物体内。关于不同生活型的水生植物,遍及认为漂浮植物吸收才干强于挺水植物,沉水植物最差。与木本植物相比草本植物对污水中的污染物则具有较高的去除率,如有芦苇的湿地对NH+4-N的去除率挨近100%,而无芦苇时,仅为40%~75%.定时和持续地从湿地体系中收成老练的植物,并能妥善处理收成的植物,是确保污水中的养分被有用去除和避免对水体构成二次污染的仅有途径。植物的对污水的净化效果是植物吸收和微生物归纳效果的成果,植物的存在有利于硝化、反硝化细菌的生计。张鸿等研讨标明,在栽培水芹、凤眼莲的湿地中,硝化和反硝化细菌的数量均高于没有植物的湿地,水芹湿地的细菌数量多于凤眼莲湿地的细菌数量,但前者对氨氮的去除率却低于后者,阐明人工湿地体系中对N的去除植物的吸收占主导地位。吴振斌等在进行的上、下行流的复合人工湿地体系的研讨中,分别栽培不同植物的湿地对COD、BOD5、TN、TP的去除效果均好于没有栽培植物的对照湿地。湿地植物直接吸收和使用可使用态P,起到去P的效果,并且植物的成长情况直接影响到植物的去除效果,植物的杰出长势是对P去除的确保。
  1.3植物根系开释
  湿地体系具有显着的缺氧环境,湿地中氧的传达速率约为陆地环境氧的传达速率的万分之一。水生植物则具有合适在缺氧条件下生计的结构与特征,包含茎肥壮,茎和根的中心具有较大的安排,茎中空,具浅根系等。植物的这种特别结构,有利于氧在其体内的传输并能传递到根区,不只满意了植物在缺氧环境的呼吸效果,而且还能够促进根区的氧化复原反应与好氧微生物的活动。将光合效果发生的氧传递到根区,在根区的复原态的介质中构成氧化的微环境,根区有氧区域与缺氧区域的一起存在为根区的好氧、兼氧和厌氧微生物供给了各自的小生境,使不同微生物都能发挥各自的效果。氧在植物根部的开释首要取决于植物内部氧的浓度、周围基质的需氧量以及植物根壁的渗透性。植物经过吸收而在根部开释氧是由其本身的结构所决议的,植物的结构阻挠了其在径向的走漏,并努力使开释到根区的氧的丢失削减到最小。氧的开释率一般在根的亚顶端区域最高,并随距离根尖的增大而下降。水生植物具有对流型通气安排,其根区和根部都具有较高的内部氧的浓度,这种对流型的气体的活动显着添加了可供氧根的长度,一起还能够经过氧化和脱毒削减根部一些潜在的有害物质。除了根系能够开释氧外,根系还能够开释其它物质。一些植物的根系分泌物能杀死污水中的细菌和病原微生物,湿地运行进程中对细菌的高去除率,验证了上述定论。一些植物开释的克生物质对其它植物的成长发生抑制或促进效果,体现植物间的相生相克效果。凤眼莲、水花生、水浮莲、宽叶香蒲等能够分泌出克藻物质,对水体中藻类的繁衍具有显着的抑制效果。相同藻类也能够对高级水生植物发生抑制效果,尤其是当藻类很多繁衍构成水华时,高级水生植物的成长率和叶绿素均呈下降趋势。
  2 水生植物对水污染操控的影响要素
  很多实践证明,水污染的操控与植物的类型、群落构成、掩盖度、水体透明度等要素相关。
  2.1植物类型和群落构成
  在进步植物处理效果研讨方面,一个重要的研讨内容是怎么挑选适合的植物品种和断定不同植物的组合。漂浮植物是人工湿地中常用的一类植物,就去除效果而言,凤眼莲的净化效果最好。挺水植物芦苇、香蒲的使用频率最高。很显然,不同的物种或同一物种在不同湿地环境中的净化效果都会有较大的差异性。作者在宜兴进行的以多栽培物构成的人工浮岛湿地体系净化河水的实验成果标明,多栽培物合理的调配较单一植物具有较好的处理效果,混合种不只使湿地的净化率进步,且净化效果更安稳,夏汉平的研讨成果也证明了这一点,且混合种有可能处理NO-3-N的净化问题。吴振斌、邱东茹等使用在武汉东湖建成的大型围隔生态体系,对水生植物特别是以沉水植物为主的水生植物群落对水质的改进作了定性、定量研讨。实验成果标明,沉水植物能够明显改进水体的理化性质,在不同养分级水平上具有保持水体清洁和本身优势安稳状况的机制,水生植物有过量吸收养分物质的特性,可下降水体富养分化水平。水生生态体系逐步康复,关键取决于其本身的自净才干和环境容量,而自净才干和环境容量又取决于安稳的和优化的水生植物群落的构成。沉水植物群落的是树立草海优化生态体系的根底,草海历史上长期以来,沉水植物就是湖泊中最首要的生产者。跟着水体富养分化的加重,沉水植物很多消亡,草海的水生植物群落的构成发生了很大的改变,漂浮植物凤眼莲成为草海的单优势群落,细密成长的凤眼莲使湖水复氧受阻,水体中溶解氧得不到弥补。凤眼莲虽具有很强的吸收N、P的才干,但过度茂盛的凤眼莲腐朽构成的二次污染反而加重了水体的富养分化水平。
  2.2植物的掩盖度、污水浓度
  菹草对水体和底泥中的N、P、Pb、Zn、Cu、As等有较强的吸收、富集效果。吸收才干的巨细与其生物量和群体的掩盖度有关,当菹草的保持掩盖度为50%时,生物量最大,净化功率也到达最大。陈国强等研讨了不同磷浓度对睡莲和菱叶片生理活性的影响,研讨成果标明,跟着磷养分盐水平的进步,叶内无机磷的含量也逐步添加,而叶绿素则随磷含量的添加而下降。归纳考虑磷对两栽培物各指标的影响,认为菱的最适合的浓度为0.1mmol/L,睡莲为0.5mmol/L,超越或低于该浓度,都会对其生理活性发生晦气影响。该研讨成果间接反映了不同植物对磷的吸收效果,为去磷植物的挑选供给了参阅。
  现在我国绝大部分的城市污水处理厂均选用传统的二级活性污泥法处理工艺,而高额的工程出资和工作费用则制约了其推行和使用,尤其是对我国欠发达区域,资金和动力缺少问题遍及,许多中小乡镇仍没有完善的污水处理体系。很多的研讨成果标明,即使是在资金有保证的前提下,仅靠树立污水处理厂对点源进行处理,也很难使水污染得到有用操控。一般植物在成长进程中,能忍耐土壤中高浓度的污染物,植物的这种抗毒性效果,为植物对土壤和水体中的污染物吸收和降解奠定了根底。该技术与我国的经济发展水平相适应,关于处理中小乡镇的污水处理和生态环境的改进具有重要的实践意义。
  2.3环境因子
  影响水生植物去除率的要素有光照、水温、溶解氧、pH、养分盐和风波等要素有关,不同生活型的水生植物对这些要素的敏感性不同。一切水生植物都有其合适成长的时节和适合的温度,水体的透明度则成为沉水植物的限制因子。很多的研讨成果标明,在水体的必定深度存在光补偿点和补偿深度,只要在光补偿(点)深度以上,沉水植物才干进行正常的光合效果和呼吸效果,植物才干成长。