植物修复在污水治理中的研究与应用探析.ppt

西南交通大学·地学院 生物修复作为新兴技术，具有经济效益高、应用前景广泛的特点，已经在全球得到迅速的发展和应用。 污染水体的植物修复以独特的优势，成为生物修复机理研究的新兴领域，并且成为当前国内外研究的新热点。 1 植物修复的机理与种类 1．1 植物修复的概念 植物修复(phytoremediation)：利用特定的植物对某种环境污染物的吸收、超量积累、降解、固定、转移、挥发及促进根际微生物共存体系等特性，降低或清除环境污染物，使污染环境得以恢复的科学与技术。 A.费用省，植物修复技术可以现场进行，减少了 运输费用，减少了人类直接与污染物接触； B.环境影响小，减少二次污染或污染物的转移， 可以最大限度地减低污染物浓度； C.工程造价相对较低，不需要耗能或耗能很低； D.能实现水体营养平衡，改善水体的自净能力， 并具有一定的生态景观效应。 1．2 植物修复的机理 净化机理 (1) 吸收作用 大型水生植物在其生长过程中，具有过量吸收N、P 等营养元素的能力。研究表明，水生植物的N 和P 含量都达到或超过生长所需最低的N 和P 阈值，代表性浮叶植物和沉水植物的N、P 含量随着湖泊营养水平提高呈现规律性变化。与藻类相比，氮、磷在水生植物体内储存更加稳定，因为其生命周期更长。当水生植物被转移出水生生态系统时，被吸收的营养物质也随之移出了水体，从而达到净化的目的。 (2) 微生物作用 由于水生植物群落的存在，为微生物和微型动物提供了附着的基质、栖息的场所。研究表明，污水中的含氮有机物分解所产生的氨态氮，一部分是通过植物吸收和挥发作用而去除，大部分则是通过硝化作用和反硝化作用的连续反应而去除的。同时，植物的根区提供了一个有氧环境，从而有利于微生物的降解，且根区外的厌氧环境则有利于厌氧微生物的代谢。 (3) 吸附、截留、沉降作用 漂浮植物发达的根系与水体接触面积很大，能形成一道密集的过滤层，当水流通过时，不溶性胶体会被根系吸附或截留。同时，附着于根系上的细菌在其进入内源呼吸期后会发生凝聚，部分菌胶团把悬浮性有机物和新陈代谢产物沉降下来。沉水植物不但能抑制生物性悬浮物，而且也能抑制非生物性悬浮物。 (4) 克藻作用 水生植物和浮游藻类同属于初级生产者，水生植物个体大，生命周期长，直接干扰藻类的生长，因而具有较大的竞争优势。一方面水生植物通过光和营养物质的竞争，抑制藻类的生长；另一方面通过化感作用抑制藻类生长。某些水生植物根系能分泌出克藻物质，达到抑制藻类生长的作用，如菇类化合物、类固醇等。 1．3 植物修复的植物种类 水生植物是水环境植物修复的核心组成部分，修复结果依赖于修复植物本身的生物学性质。 植物修复针对不同污染状况的水体选用不同的生态型植物，植物筛选也是植物修复研究领域的重要内容之一。 水生植物类型 (1) 挺水植物 根生底质中、茎直立的植物。吸收水体中的污染物的主要是根，也能从底泥中吸收营养元素，降低底泥中营养物含量，并且可通过水流阻尼作用，使悬浮物沉降，还有与其共生的生物群落共同净化水质的作用。挺水植物有很强的适应性和抗逆性，生产快、产量高，并能带来一定经济效益。 (2) 浮叶植物 茎叶浮水、根固着或自由漂浮的植物，分为根生浮叶和自由漂浮植物。其吸收污染物主要部分是根和茎，叶处于次要位置。大多数为喜温植物，夏季生长迅速，耐污性强，对水质有很好的净化作用，也有一定的经济价值，但扩展能力较强易泛滥。 (3) 沉水植物 在大部分生活周期中植株沉水生活，部分根扎于水底，部分根悬浮于水中，其根茎叶对水体污染物都能发挥较好的吸收作用，是净化水体较为理想的水生植物。其种类繁多，但一般指淡水植物。 认识几种常见的净水植物 凤眼莲 又名水葫芦、水浮莲等。繁殖快，耐污性强，对水中的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）有明显的降解效果，对氮、磷、钾及重金属离子均有一定的吸收作用，是一种净化污水、美化环境的理想水生植物。还能从污水中吸收镉、铅、汞、铊、银、钴、锶等重金属元素，能使水中的酚、氰等有毒物质分解成无毒物质。 浮萍 又称青萍，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。   睡 莲