_水生植物在污水处理和水质改善中的应用_水生植物在污水处理和水质改善中的应用
植物学通报 2003,20(6):641～647
Chinese Bulletin of Botany
水生植物在污水处理和水质改善中的应用①
贺 锋 吴振斌②
(中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室 武汉 430072)
摘要 介绍了水生植物在污水治理中的应用。通过与其他方法的比较,说明了水生植物净化法有其独特的优点。分别阐述了低等植物藻类及高等水生植物净化污水的应用类型、方式,应用范围及净化机理,还对高等水生植物的选取标准作了描述。指出了该方法使用的可行性,并对其应用前景作出了展望。
关键词 污水治理,应用类型,水生植物,净化机理
Application of Aquatic Plants in Sewage Treatment
and Water Quality Improvement
HE Feng WU Zhen_B in②
(State Key Labor ator y of Fr es hwater Ec ol ogy and Bi ote chnol ogy,Ins titute of
Hydrobiol ogy,the C hine se Academy of Sci enc es,Wuhan430072)
A bstract This paper introduces application of aquatic plants in sewage https://www.sodocs.net/doc/b615777950.html,pared with other methods,aquatic plant purification method shows unique feature.The application type,appli-cation sc ope and purification mechanism of sewa ge treatment with algae and macrophytes are de-scribed respectively,and the selection standards of macrophytes ar e also given here.The application feasibility has been laid out,and its application in future has been prospected too.
Key words Se wage treatment,Application type,Aquatic plants,Purification mechanism
水污染是一个世界性问题,它会导致水资源的可利用性能降低,自然水生态系的逐渐退化。我国是水资源短缺的国家,全国600多个城市目前大约有一半的城市缺水,而水污染使得水环境形势显得更为严峻。70年代以来,许多江、河、湖泊、水库的水质一直在下降。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能,还进一步加剧了水资源的短缺,对我国正在实施的资源可持续利用战略带来了严重的负面影响,尤其严重地威胁到城乡居民的饮水安全和人民群众的身体健康。
传统的生化二级处理是污水处理中用得较广泛的技术,虽然其工艺成熟、处理效果理想,但建造、运行、管理费用过高。此外,对于污水的处理,通常还有化学法(如加入硫酸铜等)和换水法等,虽然均有一定效果,但化学法易产生二次污染;换水法不够方便、经济,且仅适宜于小型水体。目前,越来越多的专家与学者关注生物学处理法,尤其是水生、湿生植物处理法。它不仅能起到净化水的作用,还能改善生态环境,促进退化水生态系的恢
①中国科学院知识创新工程重要方向项目(KSCX2-SW-102);国家杰出青年科学基金(39925007);武汉市晨光计划(20025001035);中国科学院水生生物研究所研究领域前沿课题;湖北省科技攻关项目资助。
②通讯作者。Author for corres pondence.
作者简介:贺锋,男,1973年生,助理研究员,在职博士,现从事水污染生物工艺学研究。吴振斌,男,1956年生,研究员,博士生导师,国家杰出青年基金获得者,欧盟项目评委,发表论文100余篇。
收稿日期:2002-09-17 接受日期:2002-11-25 责任编辑:崔郁英
复。
1 低等植物———藻类在水处理中的应用
藻类污水处理法具有净化效率高、系统建造运行费用低等特点。另外,处理后产生的沉积物(主要是死藻)干燥后还可作为很好的肥料和鱼饲料添加剂,由于藻类在污水净化过程中产生大量的氧气,可减少水体因缺氧而形成的恶臭气味。因此,用藻类处理污水在水质的改善中得到越来越广泛的应用(彭清涛,1998)。
1.1 常见应用类型
1.1.1 藻类塘 氧化塘的研究是利用藻菌共生系统,使藻类等对营养物的分解和利用来达到处理污水的目的(李穗中,1991)。综合生物塘技术的出现使得中等城镇进行污水综合治理有了可能,其中藻类系统单元就起到了相当重要的作用(王德铭等,1990;夏宜铮等,1993)。
1.1.2 活性藻 通过人工强化培养高浓度藻类,可缩短处理时间,因其具有良好的沉降性能,便于收获、出水澄清等特点,目前国外已有利用活性藻处理污水的实例(Aziz and Ng ,1993),况琪军和谭渝云(2001)证实了该方法的可行性。
1.1.3 固定化藻 通过人工调控以满足藻类生长所需的最佳环境条件,超浓度的密集藻类培养,利用载体通过物理或化学方法将藻类细胞固定,形成固定化藻类系统的高效生物反应器,克服了传统藻类污水处理系统停留时间长、占地面积大、处理效率不稳定的缺陷。还具有藻细胞浓度高、易于收获等优点。固定分为吸附法和包埋法,载体通常为褐藻酸钙、角叉菜聚糖、琼脂、聚丙烯酰鞍、多孔硅胶、聚乙烯和聚氨基甲酸乙酯泡沫等。近年来固定化藻研究取得了显著成绩(严国安等,1993;1995;严国安和李益健,1994)。
1.2 应用范围和去除污染物种类
藻类污水处理法应用范围广泛,不仅可用于治理生活污水,还可用于治理其他类型废水(Noue and Ni -Eidhin ,1988;Rodrigues et al ,1987;Przytocka ,1984)。在南非开普敦附近的一个污水处理场,采用一面积为1000m 2充满螺旋藻的水池,成功地处理着1000人产生的生活污水。在纳米比亚和德兰士瓦等地的多家制革厂利用螺旋藻处理生产废水。Semple 和Cain (1996)应用丹麦赭球藻成功处理含苯酚工业废水。藻类除对污水中的氮、磷等营养物有明显的去除效果外,对其他有机物和重金属亦有较强的富集和去除作用。
对营养物的去除 Tam 和Wong (1989)将小球藻和栅藻分别培养在一级处理出水和二级处理出水中,结果表明,两种藻类在一级处理水中生长得较好,对氮、磷的去除率在培养一周后即达到70%以上。Govindan (1984)在利用藻类处理混合污水时发现,除了氮磷被大量去除外,B OD (生物需氧量)和C OD (化学需氧量)也减少了90%。
对重金属的去除 Soeder (1978)认为,空星藻在温度为23℃时,20h 后从含铅1mg /L 溶液中吸收100%的铅,在温度为30℃时,仅1.5h 就能从溶液中吸收90%的铅,对镉的吸收效率要低一些,24h 后仅从40mg /L 镉溶液中吸收60%的镉。杨红玉和王焕校(1990)认为在低于0.5mg /L 浓度的镉溶液中,绿藻能有效吸收镉,此时的富集系数也最大。对有机物的去除 Hosetti (1988)认为单种藻类对B OD 的去除比单种细菌或原生动物642 植物学通报20卷
更有效,其中普通小球藻(Chlorella vulgaris )对BOD 的去除率可达到83%。林毅雄(1984)通过斜生栅藻(Scenedesmus obliquus )、策哈衣藻(Chlamydomonas reinhardi )和普通小球藻对丙体-666有机农药的去除效果表明,当污水中丙体-666浓度为1mg /L 时,处理时间从0.5h 至96h ,丙体-666的残留量为0.4943～0.3193μg /mL ,藻体内的富集量为34.65～33.73μg /mL 。Maguuire (1987)对金属有机物净化的研究发现,纤维藻能在25μg /L 的三丁锡中生长,并能将三丁锡降解为二丁锡、单丁锡和无机锡。邓星明等(1982)利用藻菌生物膜净化炼油废水发现,坑形席藻能去除正十四烷。刘厚田等(1993)证明,在藻菌共生系统中,藻类也能单独降解偶氮染料。
2 高等植物———水生维管束植物在水处理中的应用
水生维管束植物有33科,124属,1000余种。按生态类型,可分为湿生植物、挺水植物、浮叶植物、飘浮植物和沉水植物。已经发现其中很多种类对有机污染和重金属污染具有很强净化能力(蒋志学和邓士谨,1989)。
2.1 应用方式
2.1.1 沉水植物净化系统 沉水植物可以提高水体透明度,增加水体溶解氧,降低氮磷营养物含量。沉水植物系统的存在有利于湖泊富营养化的防治(宋碧玉等,1999)。吴玉树和余国营(1991)发现,菹草(Potamogeton crispus L .)对富营养化和重金属污染的水体和底泥可起到一定的净化作用。金送笛等(1994)认为,菹草对氮磷有较强的吸收能力,能在一定程度上减轻水体的营养负荷。通过野外生态围隔沉水植物恢复试验发现,在植被恢复后围隔水体自净能力大大加强(邱东茹和吴振斌,1997;邱东茹等,1997;Qiu et al ,1997)。
2.1.2 综合生物塘系统 利用综合生物塘处理污水已有不少报道(W u et al ,1993a ,1993b ,1994)。在污水稳定塘的基础之上,将多种大型水生植物塘单元有机组合,形成综合生物塘。其中植物仍然起着重要的作用。吴振斌等(1994)采用漂浮植物塘、挺水植物塘和藻菌共生塘的串联系统可有效地净化城镇污水。王国祥等(1998)采用漂浮、浮叶及沉水植物塘相间连接,较理想地实现了对太湖局部水域水质的改善。阮宜纶等(1994)用三棱草塘、芦苇塘、香蒲塘和水葫芦塘的串联系统有效地处理了地热尾水。吴玉树等(1988)利用不同种类维管束植物塘组合在滇池局部区域的研究发现,该综合生物系统对污水和底泥都有一定的净化效果。
2.1.3 湿地系统 利用湿地系统净化污水,目前已发展成为一种完备和独立的污水处理技术(Gale et al ,1993;朱彤等,1991;吴振斌等,2001a ;2001b ;2001c ;贺锋等,2002)。通常将该污水处理系统称之为“根区法”,可见植物在该系统中的重要地位与作用。大型水生植物是湿地生态系统一个不可分割的组成部分。它在该污水处理系统中起着关键的作用,主要表现在以下几个方面:牢固湿地床表面,为物理过滤提供良好条件;形成隔离层,在冬季可防止霜雪直接冻结湿地表面;给根区微生物及部分野生生物提供良好生境;通过根系的输氧作用改善系统中的生物地化循环;吸收部分营养物质,降低污染负荷;改善景观等。常规天然湿地系统 湿地是处于陆地和水生生态系统之间的转换区,通常其地下水6期贺 锋等:水生植物在污水处理和水质改善中的应用643
位达到或接近地表,或者处于浅水淹没状态,以周期性的水生植物生长为优势,底层以排水不良的水成土为主,并且在每年生长季的部分时间水浸或水淹,它包括沼泽地、湿原、泥炭地、浅水湖泊等(陈宜瑜,1995)。植物的有无是界定湿地的重要条件之一。通常天然湿地可作为废水净化缓冲区、野生动物栖息地,具有生物多样性保护等功用。
特殊天然湿地系统———红树林 红树林虽属于自然湿地系统的一种,具有其特殊性:①是热带和部分亚热带沿海潮间带滩涂上特有的木本植物群落,属于长绿阔叶林;②典型分布于南北回归线之间,最南至南纬33度,最北至北纬32度。红树林有许多经济价值及生态效应,可净化污水、改善水质(陈映霞,1995)。其具有潜在的污水净化能力,已越来越被人们作为污水和废水排放的便利场所(黄立南等,2000)。红树林沼泽对稀释的有机废水具有较强的净化潜力(Dwivedii and Padkumar ,1983),红树林的底泥可作为重金属的沉积地(Ta m and Wong ,1995)。
目前,对红树林湿地污水处理系统的研究已越来越广泛开展(陈桂珠等,1996;缪绅裕和陈桂珠,1999;章金鸿等,1999)。
人工湿地系统 是指人为构筑的湿地系统,多用于污水处理。自德国1974年首先建造人工湿地以来,该工艺相继在欧洲、美国和加拿大等国得到推广应用。目前欧洲已有数以百计的人工湿地投入废水处理运行,这种人工湿地的规模大小差别很大,小的可为单个家庭处理排放的废水,大的可以处理千人以上村镇排放的污水及大中型湖泊水质的改善。应用人工湿地处理污水,其投资和日常运行费用仅为常规二级污水处理场的1/10～1/2和1/5～1/3,但其出水水质可达到或超过二级污水处理水平,且适用范围广泛,除处理城镇生活污水外,也能广泛应用于农业、畜牧业、食品、矿山等工农业废水的处理。自20世纪70年代以来,湿地系统发展迅速。据统计捷克共和国到1995年止已建起了39个人工湿地,美国在1988年至1993年间就建起了几百个人工湿地。我国对人工湿地的研究开始较晚,直到“七五”期间才开始了较大规模的研究。1990年7月,国家环保局华南环保所在深圳白泥坑建造了处理规模为3100m 3
/d 的人工湿地示范工程,此外,在北京昌平和天津等地也先后建立了人工湿地系统,并对人工湿地处理污水规律进行了比较系统的研究。
2.2 应用范围
高等植物不仅可用于生活污水的处理,还可应用于行业废水的处理。吴振斌等(1987a ,1987b )用凤眼莲(Eic hhornia crassipes (Mart )Solms )净化石化废水,郑瑛和李晖(1996)用香蒲(Typha latifolia L .)净化矿山废水,夏汉平(2000)用香根草(V etiveria zizanioides )和水花生净化垃圾污水,钱明浩等(1997)用雍菜_多花黑麦草净化浸出油厂废水,艾尔肯热合曼(1996)利用水浮莲净化酿酒废水,杨凤江和李立明(1996)用水葫芦和细绿萍(A zolla imricata )净化淀粉废水,曾健等(1997)用水葫芦、水浮莲和浮萍净化高能液体燃料废水,胡焕斌等(1997)用芦苇床处理铁矿炸药污水,吴振斌等(2000)用芦苇和香蒲床处理藻毒素水体,均取得良好效果。
2.3 高等净化植物选取的标准
①净化能力:所选取的植物必须具有一定的净化能力,这是关键,亦是目的之所在。②抗逆性:包括耐污能力和抗虫害能力。③引种及管理难易:所选取的植物应该是易于引644 植物学通报20卷
种,最好是当地种,另外应该是管理简单、方便。④综合利用价值:资源化程度高,即植物便于再利用,如用作饲料、肥料、沼气、药材等。⑤美化景观:特别是用于城镇污水处理,由于其地处城区或市郊,故美化景观亦是相当重要的。
3 净化机制
3.1 对营养物的去除
营养物质是藻类生长的限制因子之一,但藻类生长良好,对氮磷营养物质去除效率也高。藻类对营养物质去除取决于污水中营养物质浓度、氮磷比例和营养物利用度及藻细胞内营养物浓度等。对氮的去除,一般为吸收利用,且优先吸收氨氮和其他还原态氨,由于藻类不产生活性硝酸还原酶,它对硝态氮的吸收仅仅发生在氨氮浓度极低或耗尽时。对磷的去除通常受N /P 比影响,当污水中氮浓度高而磷浓度低时,藻类对磷的去除率升高,反之,藻类对磷的去除率下降。适宜比值在N /P =7～15/1(Reynolds ,1984)。对于高等植物来说,营养物质是它们重要的生长基础,通过吸收将其转化为自身的组分。许多水生维管植物的生长速度很快,能吸收大量的氮、磷、钾等营养元素,如每公顷凤眼莲每年可吸收氮1989kg ,磷322kg ,钾3188kg ;香蒲每年每公顷可吸收氮2630kg ,磷403kg ,钾4570kg 。利用水生维管植物亦可防治水华出现,在治理富营养化方面可收到一定效果。
3.2 对重金属的去除
藻类对重金属的去除取决于光照、温度、pH 、重金属浓度及其化学形态、其他离子和螯合剂的有无及水硬度等物理、化学因素。通常认为藻类去除重金属的过程分为吸附和转移两个阶段。吸附的途径很多:重金属与藻细胞表面的负电荷反应点(一般为多糖类)的结合发生吸附;转移是一种主动运输的过程,需要代谢提供能量(严国安等,1995)。高等植物对重金属去除主要是吸收,如铅、镉、砷、汞、铬等可被植物吸收,之后多以金属螯合物的形式蓄积于植物体内的某些部位(蒋志学和邓士谨,1989)。
3.3 对有机物的去除
污水中有机物可为藻类生长提供重要的碳源。藻类对有机物的去除主要是通过富集和降解。对于不同藻类,不同污染物其富集机制亦不相同(严国安等,1995)。水生维管植物对有机污染物的净化包括附着、吸收、积累和降解等。水生维管植物可以其巨大的体表吸附大量有机物,相对减少水中有机物的浓度,尽管这不能根本消除有机物的存在,还随时可能将其释放到水中,但在一个相对时间内,还是可以起到净化作用的(蒋志学和邓士谨,1989)。
水生维管植物对有机污染物的净化效果明显。茭白、慈菇对城市污水BOD 的去除率可达80%以上。芦苇、香蒲、眼子菜和凤眼莲等可去除石油废水的有机污染物达95%以上。水葱可使食品厂废水中COD 降低70%～80%,使B OD 降低60%～90%。盐生灯心草、灯心草和水葱等对酚的净化能力都很强,100g 植物在100h 之内对酚的吸收分别为204mg /L ,230mg /L 和202mg /L 。
一些水生维管束植物对有机农药的净化能力也很强。当水中DDT 浓度为0.445μg /L 时,眼子菜体内浓度达1.0mg /L ,富集系数为2220,水中DDT 浓度为2.1mg /L 时,富集系数可达3500。水中DDT 浓度为0.30μg /L 时,蓼属植物体内浓度可达30.3mg /L ,富集系数为10万。水生维管束植物对富营养化水体中的藻类除了发生光照、营养、生存空间的6期贺 锋等:水生植物在污水处理和水质改善中的应用645
竞争外,还存在着相生相克作用,即一种植物通过向环境释放某些化学物质,在其周围形成一个微环境区域,从而影响该区域内藻类生长的现象(贺锋,1999)。
4 小结
采用植物净化污水,较符合我国的国情。它不仅投资少,运行费用低,还有以下优点:
(1)处理污水中营养物质(N 、P )及其他污染物等方法简单,易操作;(2)植物资源可回收再利用,并获得一定经济效益;(3)环境扰动少;(4)有较高美化环境价值易为社会接受。
当然,它也有不足之处:1.植物系统易遭虫害,应注意防虫;2.植物的枯枝败叶易造成营养释放,应注意及时清理,另外植物死亡后应该及时补栽;3.在冬季多数植物地上部分枯死,净化效果有所降低;4.植物净化系统一般占地面积较大。
如果我们充分发挥其优点,弥补或避免其不足,合理进行利用,那么植物净化在发展中乃至发达国家的应用应该具有广阔的前景。
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水生植物及其应用前景
水生植物及其应用前景[丁熊秀裘旭东刘优君] 水生植物在现代城市园林造景中是必不可少的材料。一泓池水清澈见底，令人心旷神怡，若要在池中、水畔栽上数株水生植物，定会使水景陡然增色。而且，水生植物不仅具有较高的观赏价值，更重要的是它还能吸收水中的污染物，对水体起净化作用，是水体天然的净化器。在当前水资源不断减少，水生态环境破坏严重的情况下，结合水环境治理，充分利用好水生植物，不仅能丰富园林景观，还能改善水体，降低污染，让人们真正享受到“碧波荡漾，鸟语花香”的自然美景。...... 水生植物的概念及其应用前景 2007-06-20 10:51 水生植物在现代城市园林造景中是必不可少的材料。一泓池水清澈见底，令人心旷神怡，若要在池中、水畔栽上数株水生植物，定会使水景陡然增色。而且，水生植物不仅具有较高的观赏价值，更重要的是它还能吸收水中的污染物，对水体起净化作用，是水体天然的净化器。在当前水资源不断减少，水生态环境破坏严重的情况下，结合水环境治理，充分利用好水生植物，不仅能丰富园林景观，还能改善水体，降低污染，让人们真正享受到“碧波荡漾，鸟语花香”的自然美景。目前水生植物在宁波地区应用较少，只是近两年在园林绿化中才开始试种，如在北斗河、日湖公园、东湖花园二期绿化工程中，种植了部分水生植物，效果确实不错。在亲水性的柔质河坎旁，种植花色品种各样的水生植物，再适当点缀大小不等的卵石，使人感到特别亲切，有回归自然的感觉。 一、水生植物概念及分类 水生植物是指生长在水中或潮湿土壤中的植物，包括草本植物和木本植物。我国水系众多，水生植物资源非常丰富，仅高等水生植物就有300多种。在园林中，根据不同的形态和生态习性可分为五大类： 1、沉水植物：其根扎于水下泥土之中，全株沉没于水面之下，常见的有苦草、大水芹、菹草、黑藻、金鱼草、竹叶眼子菜、狐尾藻、水车前、石龙尾、水筛、水盾草等。 2、漂浮植物：其茎叶或叶状体漂浮于水面，根系悬垂于水中漂浮不定，常见的有大漂、 浮萍、萍蓬草、凤眼莲等。 3、浮叶植物：根生长在水下泥土之中，叶柄细长，叶片自然漂浮在水面上，常见的有 金银莲花、睡莲、满江红、菱等。 4、挺水植物：其茎叶伸出水面，根和地下茎埋在泥里，常见的有黄花鸢尾、水葱、香蒲、菖蒲、蒲草、芦苇、荷花、泽泻、雨久花、水蓑衣1种、半枝莲等。 5、滨水植物：其根系常扎在潮湿的土壤中，耐水湿，短期内可忍耐被水淹没。常见的 有垂柳、水杉、池杉、落羽衫、竹类、水松、千屈菜、辣蓼、木芙蓉等。 二、水生植物功能 1、生物多样性功能 水生植物资源十分丰富，品种繁多，从陆生逐渐过渡到沉水，层次丰富。此外水生植物的株形、叶形、花形也各具特色。水生植物群落的形成为野生动物、水鸟和昆虫提供栖居地，正是由于这些水生动植物的不断繁衍和相互作用，使水体成为具有生命活力的水生生态环境。 2、美化环境功能 水生植物具有造景功能，在我国古典园林中，水生植物就是营造园林水景的重要素材之一。各种水体，都得依靠植物来配置出丰富多彩的水体景观，水生植物对水景起着画龙点睛的作用，以其洒脱的姿态和优美的线条、绚丽的色彩点缀水面和岸边，并形成水中倒影，使水面和水体变得生动活泼，加强了水体的美感。不同形态和色彩的水生植物，会引起人们的各种心理活动和戏曲性效果，挺立在水中的宽叶香蒲和芦苇，阳光下的倒影或在薄雾笼罩的朦胧姿态，使人浮想联翩；月下的芦苇和荷塘的月色，诗一般的宁静，给人一种神秘之感；
生态修复中水生植物地运用
生态修复中水生植物的运用 一、我国水资源概况 2013年，全国地表水总体为轻度污染，部分城市河段污染较重。 河流 长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西北诸河和西南诸河等十大流域的国控断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为71.7%、19.3%和9.0%。与上年相比，水质无明显变化。主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数和五日生化需氧量。 湖泊（水库） 2013年，水质为优良、轻度污染、中度污染和重度污染的国控重点湖泊（水库）比例分别为60.7%、26.2%、1.6%和11.5%。与上年相比，各级别水质的湖泊（水库）比例无明显变化。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。
2013年重点湖泊（水库）水质状况 *指太湖、滇池和巢湖 富营养、中营养和贫营养的湖泊（水库）比例分别为27.8%、57.4%和14.8%。 利用植物或微生物对水体中的污染物进行处理，从而使水体得到净化，这一用生态—生物的方法来修复水体的技术，廉价实用，适用我国江河湖库大范围的污水治理。
二、水生植物在生态修复中的运用 1、水生植物介绍 水生植物是一个生态学范畴上的类群，是不同分类群植物通过长期适应水环境而形成的趋同性适应类型。
污水治理中应用的水生植物，需要尽快达到吸附污染物、净化水体的作用，最好选择生长速度较快、根系发达的植物，以求尽快达到治污的作用，如芦苇、香蒲、菖蒲等。有些工程还需要对水体进行杀菌消毒、吸附重金属以减少污染，可使用水葱、大漂、水葫芦等。 2、水生植物的应用 2.1 水生植物的生态功能： a)净化所需的能源由光合作用提供； b)具有美学价值，能改善景观生态环境； c)植物可被收割和利用，创造新的价值； d)能固定土壤或底泥中的水分，防止污染源进一步扩散； e)为降解微生物提供了良好的栖息场所。 环境中的重金属和一些有机物并非是植物生长所需要的，并且达到一定程度后具有毒害作用。对于此类化合物，一些植物也演化出了特定的生理机制使其脱毒。植物通常是通过螯合和区室化等作用，来耐受并吸收富集环境中的重金属，这种机制也存在于许多水生植物中。 水生植物的根系常形成一个网络状的结构，并在植物根系附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境，为各种不同微生物的吸附和代谢提供了良好的生存环境，也为人工湿地污水处理系统提供了足够的分解者。 植物的根系还可分泌一些有机物从而促进微生物的代谢,这样就为好氧微生物群落提供了一个适宜的生长环境,而根区以外则适于厌氧微生物群落的生存。
怎样利用植物净化污水
怎样利用植物净化污水 在自然界中，有一些植物是有天然的净化功能，常见的净水植物种类有藨草、芦苇、香蒲、灯心草、菖蒲、莎草、荆三棱、茭草、水花生和田边草，我国运用的最多的为芦苇、香蒲等少量种类，各地对湿地植物的选择一定程度上依赖于经验，而对各种植物应用于污水处理的效果的系统研究较为缺乏。那么怎样利用植物净化污水? 净化塘 目前在利用水生植物净化污水时通常是以净化塘的方式,如凤眼莲净化塘、香蒲植物净化塘等。 净化塘是以某种水生植物占绝对优势而组成的特殊水生生态系统,这个系统通过水生植物群落的阻滤、沉降、吸附等物理作用以及植物体的吸收、积累等作用而达到对污水的净化效果。最近几年,水生植物净化塘在国内外发展都比较快,能净化的污水种类越来越多,已由净化生活污水发展到工业废水和城市混合污水;处理规模也越来越大,从利用人工的净化塘发展到利用天然湖塘、湖湾放养水生植物净化水质和底泥。在水生植物的利用上,由一种植物为主发展到多种
植物搭配,以相互取长补短,达到最佳的净化效果。比如选用耐寒植物伊乐藻和喜温植物凤眼莲及菱,组建成的常绿型人工水生植被。不仅使试验区内常年保持较好的水质,而且对外来污染冲击有很强的缓冲能力,它可用于水源保护、局部性水质控制、污水净化生态工程、小型富营养水体的生态恢复等。 人工湿地系统 20世纪70年代发展起来的人工湿地系统是利用水生植物处理污水的又一发展方向。由于建造和运转费用低、维护简单、效果好,且为众多野生动物提供了栖息地,成了研究的重点。如芦苇湿地可用于处理生活污水和部分工业废水,如造纸废水、纺织废水、啤酒废水、炼油废水、养殖和饲料及食品加工废水等。其基建投资、运转费用和能耗均为常规二级处理方法的1/3～1/5,并有较好的经济效益和生态效益。Nyakang等利用香蒲、芦苇、美人蕉等观赏性水生植物,经过1块湿地和3个池塘构成的宾馆和游泳池污水处理系统,在达到去污目的的同时也营造了优美的水体景观。Koottatep等[33]还发现进入湿地约50%的总氮是被植物吸收的。湿地系统去除污染物的机理主要是通过沉降、过滤、化学沉淀和吸附、微生物反应和植物吸收等反应过程除去水中的污染物。所以湿地是一种低成本、易操作和高效率的污水
水生植物在水体生态环境中的净化修复作用
水生植物在水体生态环境中的净化修复作用 【摘要】随着人类社会生活的进步及城市化的推进，水体生态环境的严重恶化已经逐步威胁到了人类的生存环境，如何净化修复水体环境在现如今就显得尤为的重要。水生植物可吸收、富集水体中的营养物质及其他元素，也有抑制有害藻类繁殖的能力，遏止底泥营养盐向水中的再释放，并可增加水体中的氧气含量，也能更有利于水体的生态平衡，故而可利用水生植物对水体进行净化修复，从而保证水质。【关键词】植物修复水体生态环境净化水生植物在飞速发展的现代社会生活中，随着城市化的进一步扩张，水体生态环境遭到了严重的破坏，并且已经威胁到了人类的生存，对于如何净化修复被污染的水体在现如今显得尤为重要，而生活与水体中的水生植物可担任这一角色并且可以有效地完成使命。 1、水体生态环境的恶化 随着城市化的程度不断的加大，城市人口的急剧增加，引起一系列的环境问题。一些掠夺性、破坏性的城市开发性行为不断发生，生产生活的污水的无理排放，垃圾的堆积，一些保存尚好的次生水系统被任意的掩盖、挤占、填埋【5】，都使水体生态环境遭到了严重破坏，使活水变成了死水。 现代的防洪措施改变了河床的形态和水文规律，使河道消失。不合理的修建水库，使河岸自身的水量调节能力变弱，使流域自然生态功能失调，破坏了相关的生态系统平衡。 2、水生植物在水体生态环境中的净化修复作用
植物修复是指以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础，利用植物及共存微生物体系清除环境中污染物的一门环境污染治理技术。水生植物修复技术就是以水生植物忍耐和富集某种或某些有机、无机污染物为理论基础，利用水生植物或其与微生物的共生关系，清除水环境中污染物的一种环境生物技术。 在自然界中最好的水净化莫过于通过自然的沙石和水生动植物的相互作用。【5】水生植物能够有效地净化水体，提高水体的自净能力，让“死水”变成“活水”。通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用可以净化土壤或水体中的污染物，达到净化环境的目的，是一种很有潜力的绿色技术。【3】 利用水生植物进行水体净化修复主要是利用水生植物的吸收和富集、吸附、沉降、过滤及抑制藻类生长的作用，并且多种水生植物的组合作用对水体环境的修复作用也是不容小觑的。 水生植物的生长环境只要求水质的PH值为6~8，在其生长过程中需要大量的N、P及微量元素，是再生能力很强的绿色能源植物，在生活污水或养殖业排放的污水中可以更加速生长。【6】水生植物有重要的生态功能，水草茂盛则水质清澈，水产丰盛，水体生态稳定；缺乏水草则水质浑浊，水产缺乏，水体生态不稳定。 3、集中用于净化修复水体环境的常见水生植物 3.1芦苇在水体环境中的净化修复作用 3.1.1芦苇的基本知识 芦苇是生长于湖泊、河岸旁、溪边多水地区、海岸淤滩的先锋植
绿化常用水生植物
常用水生植物 1、千屈菜 形态特征：多年生草本，根茎横卧于地下，粗壮；茎直立，多分枝，高30-10 0厘米，全株青绿色，略被粗毛或密被绒毛，枝通常具4棱。叶对生或三叶轮生，披针形或阔披针形，长4-6(-10)厘米，宽8-15毫米，顶端钝形或短尖，基部圆形或心形，有时略抱茎，全缘，无柄。 花组成小聚伞花序，簇生，因花梗及总梗极短，因此花枝全形似一大型穗状花序；苞片阔披针形至三角状卵形，长5-12毫米；萼筒长5-8毫米，有纵棱12条，稍被粗毛，裂片6，三角形；附属体针状，直立，长1.5-2毫米；花瓣6，红紫色或淡紫色，倒披针状长椭圆形，基部楔形，长7-8毫米，着生于萼筒上部，有短爪，稍皱缩；雄蕊12，6长6短，伸出萼筒之外；子房2室，花柱长短不一。蒴果扁圆形。 生长习性：生于河岸、湖畔、溪沟边和潮湿草地。喜强光，耐寒性强，喜水湿，对土壤要求不严，在深厚、富含腐殖质的土壤上生长更好。
2、鸢尾 形态特征：常绿水生鸢尾属多年生常绿草本，系由六角果鸢尾（I.Hexag）、高大鸢尾(I.giganticae)、短茎鸢尾（I.brevuilei）等杂交选育而成，根状茎横生肉质状，叶基生密集，宽约2厘米，长40至60厘米，平行脉，厚革质； 花葶直立坚挺高出叶丛，可达60至100厘米，花被片6，花色有紫红、大红、粉红、深蓝、白等，花直径16至18厘米左右。 生长习性：常绿水生鸢尾喜光照充足的环境，能常年生长在20厘米水位以上的浅水中，可作水生植物、湿地植物或旱地花境材料。常绿水生鸢尾特别适应冷凉性气候，据江苏盐城表现看该品种在-9℃的低温条件下，能保持常绿且进行分蘖；在长江流域一带，该品种11月至翌年3月分蘖，4月份孕蕾并抽生花葶，5月份开花，花期为20天左右，夏季高温期间停止生长，略显黄绿色，在35℃以上进入半休眠状态，抗高温能力较弱。 值得注意的是，常绿水生鸢尾为杂交品种，很少结籽或不结籽，故生产上常用分株或组培的方法繁殖。 常绿水生鸢尾的叶形、株形、习性与其他水生类鸢尾相似，在黄菖蒲、玉婵花、溪荪等水生植物的应用范围内均可种植，但该品种因其叶厚革质不易下垂、冬季翠绿且花色丰富，其他鸢尾类植物只能望其项背。
水生植物对水污染物的清除作用
水生植物对水污染物的清除作用水生植物对水污染物的清除作用，水生植物对重金属Zn、Cr、Pb、Cd、Co、Ni、Cu等有很强的吸收积累能力。众多的研究表明，环境中的重金属含量与植物组织中的重金属含量成正相关，因此可以通过分析植物体内的重金属来指示环境中的重金属水平。 人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水受到污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类，基本上以化学性污染为主。具体污染杂质有无机污染物质、无机有毒物质、有机有毒物质、植物营养物质等。而对于这些污染物的清除中，水生植物起着非常重要的作用。 水生植物指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。水生植物大致可区分为四类：挺水植物、沉水植物、浮叶植物与漂浮植物。而大型水生植物是除小型藻类以外所有水生植物类群。水生植物是水生态系统的重要组成部分和主要的初级生产者，对生态系统物质和能量的循环和传递起调控作用。它还可固定水中的悬浮物，并可起到潜在的去毒作用。水生植物在环境化学物质的积累、代谢、归趋中的作用也是不可忽视的。用水生植物来监测水生污染、对污染物进行生态毒理学评价及其进入生物链以后的生物积累、修饰和转运，对植物生态的保护和人畜健康方面有非常重要的意义。 1 水生植物对污染物的清除 1.1 水生植物对氮磷的清除 湖泊富营养化已成为一个世界性的环境问题。利用水生大型植物富集氮磷是治理、调节和抑制湖泊富营养化的有效途径之一。湖泊水环境包括水体和底质两部分，水体中的氮磷可由生物残体沉降、底泥吸附、沉积等迁移到底质中。对过去的营养状况的追踪表明，水生植物可调节温度适中的浅水湖中水体的营养浓度[2]。而大型沉水植物则通过根部吸收底质中的氮磷，从而具有比浮水植物更强的富集氮磷的能力。沉水植物有着巨大的生物量，与环境进行着大量的物质和能量的交换，形成了十分庞大的环境容量和强有力的自净能力。在沉水植物分布区内，COD、BOD，总磷、铵氮的含量都普遍远低于其外无沉水植物的分布区[3]。而漂浮植物的致密生长使湖水复氧受阻，水中溶解氧大大降低，水体的自净能力
中国常见水生植物简介——挺水植物
中国常见水生植物简介——挺水植物 1、芦苇 【科属分类】禾本科芦竹亚科芦苇属 【中文别名】苇、芦、芦芛、蒹葭、苇茭 【拉丁学名】Phragmites australis 【应用价值】园林、苇秆可作造纸、嫩芽作饲料、花序可作扫帚、花絮可填枕头、全株分别入药【地域分布】全国各地 2、 2、蒲草 【科属分类】香蒲科香蒲属 【中文别名】水腊烛、水烛、香蒲 【拉丁学名】Typhaangustifolia 【应用价值】编织加工材料、造纸、草芽作野菜、饲料、雄花花粉俗称"蒲黄"，具有药用和滋补功能【地域分布】东北、华北、南方水乡
3、荸荠 【科属分类】莎草科荸荠属 【中文别名】马蹄、水栗、芍、凫茈、乌芋、菩荠【拉丁学名】Eleocharis dulcis 【应用价值】菜、入药 【地域分布】江苏、安徽、浙江、广东、湖南等地区
4、莲 【科属分类】睡莲科莲属 【中文别名】荷花、芙蕖、鞭蓉、水芙蓉、水芝、水芸、水旦、水华【拉丁学名】Nelumbo nucifera 【应用价值】藕、叶、叶柄、莲蕊、莲房入药，莲子、莲藕食用【地域分布】全国各地
5、水芹 【科属分类】伞形科水芹菜属 【中文别名】水英、细本山芹菜、牛草、楚葵、刀芹、蜀芹、野芹菜【拉丁学名】Oenanthe javanica (Blume) DC 【应用价值】菜、入药 【地域分布】长江流域
6、茭白 【科属分类】禾本科稻亚科菰属 【中文别名】出隧、绿节、菰菜、茭首、菰首、菰笋、菰蒋子、菰手、茭笋、茭粑、茭瓜、茭耳菜、高笋【拉丁学名】Zizania latifolia (Griseb.) Stapf 【应用价值】菜、入药 【地域分布】全国各地
园林常用水生植物水生湿地植物的配置及应用
园林常用水生植物水生湿 地植物的配置及应用 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012
园林常用水生植物水生湿地植物的配置及应用（组图） (2010-04-13 13:32:08) 标签： 水生湿地植物作为营造水景的重要要素，它的应用一直备受业内人士的关注。本文从植物的构建模式、优化配置、群丛模式、与水体关系角度分析了水生湿地植物，并且结合武汉市三大公园中的实际应用进行了对比分析。 1、生态水景的构建模式 生态水景的构建模式 （1）生态自然型 其景观自然形成，各群落分布自然合理，少有人工干涉，如：洪湖的荷花，白洋淀的芦苇。 （2）生态观赏型 其景观由人按生态原理并结合原地形地貌设计而成，各群落分布建植由人工而成，群落以观赏为主。同时运用各种手法使风景优美，使之成为旅游景点，如：杭州的西溪湿地、金银湖湿地公园等。 水生植物的群落模式
（1）物种多样化模式：陆生、湿生、挺水、浮水、沉水植物依序构成生态水景的组成部分，并逐步形成一个有机和谐统一的组合体，各组成部分比例协调，景观层次和色彩丰富，如：解放公园。 （2）优势种主导模式：优势种在水景中起主导作用，是景观的主体部分，也是景观的特色部分，其他物种为伴生物种。如大片的荷花形成的景观，点缀有香蒲、茭草和水葱。如杭州西湖曲院风荷的荷花。 （3）水质净化型模式：此类景观以大量的沉水植物和浮水植物为主，水域内点缀少量其它水生植物，主要以保持水质良好，水体透明为主。如：和平公园的人工湖，其中种植的大量菹草和黄花鸢尾。 植物群落的优化配置模式：通达人为设计将欲种植的水生湿地植物群落，根据环境条件和群落特性按一定比例在空间分布，时间分布方面进行安排。使其高效运行达到净化水质，并形成优美的景观效果和可持续利用的生态系统。群落配置包括以下两个方面： 水平空间配置：指水域平面上配置不同的植物群落。所配置的植物群落可分为生态型植物群落和观赏性植物群落，生态型植物群落以水体污染的治理，污水的净化，促进生态系统的建立和完善为主要目标，注重群落的生态效应，其建群种要求耐污，去污能力强，生长快，繁殖能力强，生态效益好的物种，如芦苇。观赏性植物群落要求株型美观，有花有色，有较高的观赏价值，易形成区域内观赏特色。如：荷花和睡莲。 垂直空间配置：指水生植物群落的垂直空间配置由水深决定，不同的水生植物群落对水深有不同的要求。群落配置从湖岸向湖心，随水深的不同分别选用不同的水生植物，即湿生植物群落，挺水植物群落，浮水植物群落，沉水植物群落。这些群落分别占据不同的空间生态位，能适应不同水深处的光照条件，能保持相对稳定。 2、水景中的水生湿地植物群落的优化配置 水生植物在园林中的应用主要分为水边的植物配置、驳岸的植物配置、水面的植物配置、堤、岛的植物配置等。配置时要考虑到物种搭配和生态功能，做到观赏功能和水体处理功能统一协调。物种搭配应主次分明，高低错落，符合各水生植物对生态位的要求，同时能
园林常用水生植物水生湿地植物的配置与应用
园林常用水生植物水生湿地植物的配置及应用（组图）(2010-04-13 13:32:08) ▼ 标签： 水生湿地植物 杂谈 水生湿地植物作为营造水景的重要要素，它的应用一直备受业内人士的关注。本文从植物的构建模式、优化配置、群丛模式、与水体关系角度分析了水生湿地植物，并且结合武汉市三大公园中的实际应用进行了对比分析。 1、生态水景的构建模式 1.1 生态水景的构建模式 （1）生态自然型 其景观自然形成，各群落分布自然合理，少有人工干涉，如：洪湖的荷花，白洋淀的芦苇。 （2）生态观赏型 其景观由人按生态原理并结合原地形地貌设计而成，各群落分布建植由人工而成，群落以观赏为主。同时运用各种手法使风景优美，使之成为旅游景点，如：杭州的西溪湿地、金银湖湿地公园等。 1.2 水生植物的群落模式 （1）物种多样化模式：陆生、湿生、挺水、浮水、沉水植物依序构成生态水景的组成部分，并逐步形成一个有机和谐统一的组合体，各组成部分比例协调，景观层次和色彩丰富，如：解放公园。 （2）优势种主导模式：优势种在水景中起主导作用，是景观的主体部分，也是景观的特色部分，其他物种为伴生物种。如大片的荷花形成的景观，点缀有香蒲、茭草和水葱。如杭州西湖曲院风荷的荷花。 （3）水质净化型模式：此类景观以大量的沉水植物和浮水植物为主，水域内点缀少量其它水生植物，主要以保持水质良好，水体透明为主。如：和平公园的人工湖，其中种植的大量菹草和黄花鸢尾。
植物群落的优化配置模式：通达人为设计将欲种植的水生湿地植物群落，根据环境条件和群落特性按一定比例在空间分布，时间分布方面进行安排。使其高效运行达到净化水质，并形成优美的景观效果和可持续利用的生态系统。群落配置包括以下两个方面： 水平空间配置：指水域平面上配置不同的植物群落。所配置的植物群落可分为生态型植物群落和观赏性植物群落，生态型植物群落以水体污染的治理，污水的净化，促进生态系统的建立和完善为主要目标，注重群落的生态效应，其建群种要求耐污，去污能力强，生长快，繁殖能力强，生态效益好的物种，如芦苇。观赏性植物群落要求株型美观，有花有色，有较高的观赏价值，易形成区域内观赏特色。如：荷花和睡莲。 垂直空间配置：指水生植物群落的垂直空间配置由水深决定，不同的水生植物群落对水深有不同的要求。群落配置从湖岸向湖心，随水深的不同分别选用不同的水生植物，即湿生植物群落，挺水植物群落，浮水植物群落，沉水植物群落。这些群落分别占据不同的空间生态位，能适应不同水深处的光照条件，能保持相对稳定。 2、水景中的水生湿地植物群落的优化配置 水生植物在园林中的应用主要分为水边的植物配置、驳岸的植物配置、水面的植物配置、堤、岛的植物配置等。配置时要考虑到物种搭配和生态功能，做到观赏功能和水体处理功能统一协调。物种搭配应主次分明，高低错落，符合各水生植物对生态位的要求，同时能充分发挥各水生植物的生态功能。 2.1 水边与驳岸的植物配置 水体边缘是水面和堤岸的分界线，水体边缘的植物配置既能对水面起到装饰作用，又能实现从水面到堤岸的自然过渡，尤其在自然水体景观中应用较多，所以水边植物配置应讲究艺术构图。在构图上，注意应用探向水面的枝、干，尤其是似倒未倒的水边大乔木，以起到增加水面层次和富有野趣的作用。水边的植物配植，主要是通过植物的色彩、线条以及姿态来组景和造景的。我国园林中自古水边主张植以垂柳，造成柔条拂水，同时在水边种植落羽松、池松、水杉及具有下垂气根的小叶榕等，均能起到线条构图的作用。但水边植物配植切忌等距种植及整形式或修剪，以免失去画意。 2.2 水面植物的配置 水面全部栽满植物的，多适用小水池，或大水池中较独立的一个局部，在南方的
水生植物的概念及应用
水生植物的概念及应用 水生植物，顾名思义是指生长在水中，或对水分的要求和依赖比较强的植物。我国国土幅员辽阔、湿地众多，水生植物资源丰富、类型多样。一般来说，水生植物生长迅速，栽培粗放，管理容易，功能性强，在园林绿化方面尤其是在湿地公园绿化中用途广泛。水生植物根据其生活方式，可大致分为沉水植物、漂浮植物、浮叶植物、挺水植物、滨水植物等类型。 水生植物功能： 保存生物多样性 水生植物资源品种多样，类型纷繁，层次丰富，形态复杂。水生植物群落为亲水的水鸟、昆虫和其他野生动物提供食物来源和栖居场所。正是由于水生动植物以及非生物物质的相互作用和循环往复，才使得水体成为具有生命活力的水生生态环境，从而保存了水生环境中的生物多样性。保存生物多样性这个功能，是其他功能得以发挥的基础。 净化水质 水生植物进行光合作用时，能吸收环境中的二氧化碳、放出氧气，在固碳释氧的同时，水生植物还会吸收水体中许多有害元素，从而消除污染，净化水质，改善水体质量，恢复水体生态功能。如凤眼莲对氮、磷、钾元素及重金属离子均有吸收作用；而芦苇除具有净化水中的悬浮物、氯化物、有机氮、硫酸盐的能力外，还能吸收其中的汞和铅等。 美化水景 水生植物以其洒脱的姿态、优美的线条和绚丽的色彩，点缀着形形色色的水面和岸边，并容易形成水中美丽的倒影，具有很强的造景功能。水生植物历来是构建水景的重要素材之一，各种水体的美化都离不开水生植物的功用。像风吹苇海、月照荷塘这类风光，都会令人触景生情产生美的遐想，而曲水荷香、柳浪闻莺这类景点，皆是因为用水生植物造景而远近闻名。
固坡护岸 水生植物的生长蔓延繁殖，增加了土壤中有机质的含量，提高了土壤的 持水性，改善了土壤的结构与性能。另外，水生地被植物栽于水陆交界之处， 其发达根系较强的扭结力，能减少地表径流，防止水的侵蚀和冲刷。所以，种 植水生植物既能改良土壤，提高肥力，又能保持水土，起到固坡护岸作用，不 失为一种有效的、可行的生态固坡护岸形式。 水生植物绿化应用： 河道绿化 河道种植水生植物，要根据河道的自然属性和水流特点，选择不怕水淹、不惧水冲、生命力顽强的植物种类。如在浅水区用挺水植物芦苇、香蒲、鸢尾、水棕竹等；在河滩上种植滨水植物垂柳、水杉、紫穗槐、蚊母树等。这些种类 较耐水、扎根深、被淹后能很快恢复。当然，能以适当的工程技术措施作辅助，则绿化的效果会更好。河道绿化主要是为了净化水体和美化河流，营造出良好 的自然生态氛围。如果做得好的话，也能提高河道绿地的观赏游玩功能。 湖泊绿化 湖泊是园林中最常见的水体景观，有人工湖也有自然湖。湖泊通常水面 辽阔、视野宽广，可在湖泊中种植沉水植物，如苦草、金鱼藻等，在湖面上点 缀浮叶植物，如睡莲、王莲等，在湖边大面积种植挺水植物，如芦苇、香蒲等，在湖泊岸边栽培植物，要考虑湖岸线条和明暗的变化，如栽种高耸的水杉与低 垂的垂柳，同时树阴下配置蔷薇、垂丝海棠等灌丛，从而与平直的水面形成了 强烈的对比，丰富了色彩，柔化了岸线。形成既雅静又活泼的湖泊绿化景观。 池塘绿化 池塘是较小的水体景观，一些小的园林水面通常以池塘为主。池塘种植 水生植物，可分割空间、增加层次，彰显“以小见大”的效果，创设宁静优雅 的景观。可在池塘中种植少量漂浮植物或浮叶植物，如浮萍、大薸、睡莲、芡 实等，若想在池塘中养鱼，还可以种些沉水植物，如金鱼藻、虾藻等，池塘边 可选择纸莎草、花叶芦竹、石菖蒲、鱼腥草等多种类水生植物，进行交错搭配
水生植物的净化作用及机理
水生植物的净化作用及机理
蒋燕1，廖嵘2 （四川农业大学林学园艺学院四川雅安62 5014） 摘要：文章首先阐释了水生植物的概念，回顾了其应用简史，并从生态学角度，简要分析了水生植物的净化作用及机理，提出了相应的治理对策，最后就水生生态系统环境的维护提出了一些看法。 关键词：水生植物；净化作用；应用 在园林观赏植物这样一个庞大的植物分支里，水生植物一直充当着极其重要的角色。无论是古典园林还是现代园林，也不管是西方园林还是东方园林，水景一直是造园中不可欠缺的景观要素。而水景的表现，也无一例外地常常和园林的另一景观要素——植物联系在一起。无论是动态水景，还是静态水景，都离不开花木来创造意境。充分利用水生植物，可以创造宜人而又舒适的景观，增加景观的多样性，丰富园林空间[2]。 1 水生植物的概述 1.1 概念
对水生植物的定义有很多，主要列举了下面三种。 余树勋等对水生植物的定义是“生长在淡水深处的土壤中或自然漂浮在水中的植物，有时包括沼泽中出现的植物。有整个植物在水中，根在水底土中的如水落(Aponogeton);一部分叶片在水中，一部分漂浮在水面的如眼子菜(Potamoget on );全部在水面的，如睡莲(Nymphaea);整个植物体不入土壤而漂浮水中的如凤眼莲(Eichho rnia)等”[4]。 但也有人将水生植物分为挺水植物(挺水花卉)、浮叶和漂浮植物(浮叶花卉)、沉水植物(观赏水草)、海生植物(红树林)以及沿岸耐湿的乔灌木等滨水植物[3]。 本文比较赞同下面的观点：凡生长在水中或湿地土壤中的植物，以大型的草本植物为主，包括水生、湿生和沼生植物”[13]。 1.2 应用简史 我国水生花卉的栽培有着悠久的历史，莲在我国出土文物中，至少有7000年的历史。《诗经》云:“彼泽之陕，有蒲有荷”。这是我国最早有关荷花与蒲草在相同的生态环境下生长的记载。约
水生植物与水体生态修复
水生植物与水体生态修复吴振斌 第一章水生植物概述 1、1 水生植物得概念 为一生态学范畴得概念。并没有一个统一得定义。 水生植物生活于水环境中,形成了一系列对于水环境得典型适应性特征,主要体现在形态结构及其功能上。 生活型:指植物长期生存在一定得环境下形成得一种形态上得适应类型,也就是各种植物对其生态条件得综合作用在外貌上得具体反映。 挺水植物:根生泥中,下部或基部在水中,茎、叶等光合作用部分暴露在空气中。该类群植物处于水陆过渡地带,因而叶表现出具有同陆生植物相似得结构,具有表皮毛、角质层、气孔等。 浮叶植物:植株扎根基底,光合作用部分仅叶漂浮于水面。 漂浮植物:与浮叶植物相比,整个植物体悬浮于水面,根沉水中,但不接触基底。也有浮水叶与沉水叶之分。 沉水植物:大部分生活周期内营养体全部沉没水中,植株扎根基底。 由于完全沉水,该类群植物适应水环境得特性更为典型,叶面上得气孔已丧失功能或没有气孔;通气组织特别发达;叶绿体大而多,主要分布于植物体表面;。。。 在同一水体中,各生活型得水生植物分布呈一定规律,自沿岸带向深水区呈连续分布态,依次为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物与沉水植物。 水生植被得功能:首先,作为初级生产者,为各类水生动物直接或间接提供食物基础,进而形成复杂得食物链,为最终形成复杂得生态系统提供了必要条件; 其次,调节生态系统得物质循环,如通过其矿物质营养代谢实现物质循环;可有效增加空间生态位,形成更多样您给得小生境;能影响并稳定水体理化指标,如通过光合作用放氧提高水体中溶氧浓度与氧化还原电位;通过呼吸作用利用二氧化碳改变水体pH与无机碳得形态与含量等; 再次,大型水生植物通过与浮游植物竞争营养物质与生长空间,以及形成遮光效应与分泌克藻物质,可以很好地抑制藻类得过量繁殖,减少水华得暴发,维持较高得生物多样性与健康得水环境;还具有各种物理、化学效应,如固化底泥、提高其氧化性、附着与吸收有害物质,通过吸附与过滤作用,降低生物性与非生物性悬浮物,增加透明度,净化水质;水体中植物得生存,可减少水动力,降低水体扰动所带来得底泥营养盐向水体释放; 最后,具有景观美化效应等。
水生植物的特性及适用范围
水生植物的特性及适用范围 水生植物的概念 定义：某种植物在它生命里全部或大部分的时间,都是生活在水中,并且能够顺利的繁殖下一代,我们就称为水生植物。 作用：可以起到净化水质和吸收有害物质的用途以及可以海里刮伤时侯用来绑住伤口。 水生植物的定义有很多种，一般是指适合在水中长期生长的植物，其根部非常之发达，以便跟好的吸收水中的营养物质及氧气。随着我国工农业的快速发展及人口的增多，很多水域都被不同程度的污染了，一些相关人士就将一些净化能力强的水生植物用于各水域的净化中。人们根据水生植物生长所需水的深度对其进行了分类，分别为沉水植物、浮水植物、挺水植物和漂浮植物四种。 沉水植物：其根茎是生长在水域的泥土中，植株也是完全沉没在水中的，因其整个植株生长在水中，需最大限度的吸收水中的氧气及营养物质，所以叶片都为细长或丝状，且比较薄，而细胞相比来说却是较大的，如眼子菜类、金鱼藻类、黑藻类、苦草类等；浮水植物又称浮叶植物：它们的根茎生长在水中的泥土中，应为茎都非常的细弱基本上是不能直立的，所以它们的叶片是漂浮在水面上的，如睡莲、王莲、萍蓬草、芡实等；挺水植物：它们的根茎也是生长在水中的泥土中，但与浮水植物不同的是它们植株高大且有力，茎或叶柄直立挺拔，挺出水面，如荷花、香蒲、水葱、梭鱼草、水竹芋等；漂浮植物：此植物的根不再像以上三种植物的生长在泥土中了，整个植株都是漂浮在水面上的，它们会随着水流四处漂泊，如浮萍、水鳖、大漂、水葫芦等。 但是从另一个角度分析的话，还可以将水生植物分为沼生植物和湿生植物两个生活型。前者在浅水或湿泥中的生命力会非常旺盛，虽然是浅水，但是不能完全将其脱离出水进行栽培，如荷花；而后者在浅水中可以短期的生长，但同时也适合在陆地上进行栽培，黄花鸢尾、千屈菜、柳树等都属于湿生植物了。 适应特点 与陆地环境迥然不同。水环境具有流动性、温度变化平缓、弱、含氧量少等特点。水生植物在长期演化过程中，形成了许多与水环境相适应的形态结构，因而能够繁衍自己，并在整个植物类群中占据着一定的位置。 水环境的光照强度微弱，所以水生植物的叶片通常较薄，有的叶片细裂如丝或是呈线状；有的呈带状；有的叶子宽大呈透明状，叶绿体不仅分布在中，还分布在表皮的细胞内，并且叶绿体能够随着的流动而向迎光面，这样就可以有效地利用水中的微弱光照进行光合作用。 水环境中的含氧量不足空气中的1／20，为了适应缺氧环境，水生植物都具有发达的通气系统。莲藕叶片的气孔可通过空气中的氧，氧进入叶片，其氧浓度高于莲藕各个器官的氧浓度，氧则通过叶柄那四通八达的通气组织向地下扩散，以保证地下器官的正常呼吸和代谢的需要。这种通气系统属于开放型的。金鱼藻的通气系统则属于封闭型的，植物体内可贮存自身呼吸时释放的二氧化碳，以供光合作用的需要，同时又能将光合作用所释放的氧贮存起来，以满足呼吸时的需要。 水生植物四周都是水，不需要厚厚的表皮来减少水分的散失，所以表皮变得极薄，可以直接从水中吸收水分和养分。如此一来，原本从土壤中吸收水分和养分根也就失去原有的功能，使水生植物的根不发达。有些水生植物的根，功能不在吸收水分和养分，
水生植物净化作用
水生植物的净化作用 2.1 水质状况 水作为园林要素之一，其作用不言而喻，也不可替代。“山因水而活，水因山而秀”，但是如果水质变差，其效果则会适得其反。由于城市的扩张，人口的急剧增加，引起了一系列的问题。如水体的环境容量和生态载力不堪重负，生态系统遭到破坏。公园、居住区等的水体都遭到不同程度的污染。据统计，我国90%以上公园的水体，其化学需氧量（COD）、生化需氧量(BOD)、总氮(TN)、总磷(TP)和非离子氨等指标，大多超过国家地面水环境质量四类标准。而在上海某些居住小区的水体缺乏循环，成为了一潭死水，富营养化程度非常严重。水体的结构和功能被破坏，生物多样性丧失，水体的美学价值损害。人们“诗意的栖居”的梦想就很难达到。为此，在当今水资源紧张的背景下，许多专家都纷纷开展研究，以求找到合理的治理对策。 2.2 治理方法 中国古典园林由于在很小的范围内堆山，叠石，凿池，很少受外界干扰，因而其水体经自身的净化就可保持水体的洁净。 由于现代工业的发展和密集的人口聚居方式出现，现代的水景园融汇了中西方文化，水面开阔、景观设置强调点睛之笔，更注重亲水理念。现在由于各方面因素的影响使得水体中农药、化肥聚积，氮、磷等污染物超标，已严重影响水体业己存在的生态平衡。很多水体出现富营养化现象，水体由清变绿，由绿变黄，由黄变褐，甚至产生异味。所以现在很多景观水在造池理水前就考虑水质净化方案。 2.2.1 营养盐控制 控制水体营养盐浓度是传统的富营养化防治措施，它基于限制因子原理，以实验室藻类生长瓶法测定结果为依据，对于外源性污染采取截污、污水改道、污水除磷，对于内源性污染采取了清淤挖泥、营养盐钝化、底层暴气、稀释冲刷、调节湖水氮磷比、覆盖底部沉积物及絮凝沉降等一系列措施。不少通过控制氮和磷来防治富营养化的实践并没有取得理想的成功结果[7][8]，但是，这只能说明不能仅仅靠控制营养盐来防治湖泊富营养化，而并不意味着不需要控制营养。 2.2.2 直接除藻
水生植物对污水净化影响的研究报告
水生植物对污水净化影响的研究 报告 学生姓名郭永辉刘莲辉周勇宏林海琴 课题名称水生植物对污水净化影响的研究报告 指导教师林佩娟 科目类型生物 摘要从我们对放养水生植物前、后污水水样中氮、磷和重金属铜离子含量测试，结果表明：1、在高级中学生物园水样放养水葫芦等水生植物5天后，水样中氨氮的平均含量降低了64.98%；磷的平均含量降低了44.57%；重金属铜的平均含量降低了52.78%；2、三种水生植物中，吸收氨氮、磷、重金属铜能力最强的是水葫芦（65.29%、56.52% 、 58.33%）； 3、三种水生植物中，吸收重金属铜能力比吸收磷要强。从我们的实验得出：水葫芦、浮萍、金鱼藻等植物，有很好的净化污水能力，特别是对富营养化水质。只要我们科学管理和转化利用水葫芦等水生植物，对改善我区河涌水质有重要的作用。 关键词水葫芦污水净化 1 问题的提出和设想 在我国华南各地水域里及长江流域，常常可以看到盖满水面的水葫芦。它是来自委内瑞拉的水生植物，学名叫做风眼莲。 由于水葫芦含有大量蛋白质、脂肪和纤维素，而且繁殖能力强，容易成活，本世纪5０年代，粮食极度短缺的中国从南美引进水葫芦，
将水葫芦广泛放养于南方乡村河塘。由于水葫芦蔓延的速度极快，它们覆盖了很多南方许多河流、湖泊。浓密的水葫芦降低了光线对水体的穿透能力，影响水底生物的生长，并增加水中二氧化碳的浓度，堵塞河道，在我们珠江三角洲水域特别是河涌都存在水葫芦泛滥成灾的问题。 近几年来有科学家实验时意外发现，水葫芦等水生植物的根茎能吸收和分散水体中铅、镉、汞、铜、锶等重金属离子，工业废水中含有大量重金属离子，城市生活污水中含有大量氮和磷，工业废水和城市生活污水排放到河流中，增大水体重金属离子、氮磷化合物含量，使水体富营养化，造成水体污染，由此我们设想，利用水生植物吸收氮和磷、重金属离子的特性，探讨水葫芦、浮萍、金鱼藻等水生植物净化污水是否有帮助？效果如何？结合高中学生研究性学习，指导我校高一级学生张銮坤等参阅了有关资料，设计了实验和统计的方法并付诸实践。 2 实施的内容和过程 2．1活动准备： 2．1．1 买3个60×85×50cm 塑料水箱用于放养水生植物 2．1．2到水塘采集水葫芦、浮萍和金鱼藻三种水生植物 2．2活动的实施 2．2．1取样：4月14日到生物园取水用于测定数据以及放养水生生物，进行实验对比。
常见湿地水生植物
常见湿地水生植物荷花 中文学名：荷花 拉丁学名：Nelumbo nucifera 别称：莲花、水芙蓉、六月花神、藕花等
千屈菜 中文学名：千屈菜拉丁学名： spiked loosestrlfe 千屈菜又称水枝柳、水柳、对叶莲。千屈菜科千屈菜属。多年生挺水草本植物。株高1米左右，茎四棱形，直立多分枝，叶对生或轮生，披针形。长穗状花序顶生，小花多而密，紫红色，夏秋开花。自然种生长于沼泽地、沟渠边或滩涂上。喜光、湿润、通风良好的环境，耐盐碱，在肥沃、疏松的土壤中生长效果更好。 菖蒲 中文学名：菖蒲 别称：臭菖蒲、水菖蒲、泥菖蒲 蒲叶丛翠绿，端庄秀丽，具有香气，适宜水景岸边及水体绿化。也可盆栽观赏或作布景用。叶、花序还可以作插花材料。可栽于浅水中，或作湿地植物。是水景园中主要的观叶植物。全株芳香，可作香料或驱蚊虫；茎、叶可入药。
水葱 中文学名：水葱 拉丁学名：softstem bulrush 水葱为莎草科多年生宿根挺水草本植物。株高1～2米，茎杆高大通直，很像食用的大葱，但不能食用。杆呈圆柱状，中空。根状茎粗状而匍匐，须根很多。在自然界中常生长在沼泽地、沟渠、池畔、湖畔浅水中。国内外均有分布。该植物的地上部分可入药，夏、秋采收，洗净，切段，晒干。具有利水消肿之功效。《南京民间药草》：“通利小便。”此外，水葱在水景园中主要做后景材料；其茎秆可作插花线条材料，也用作造纸或编织草席、草包材料。
中文名; 梭鱼草 拉丁名：Pontederia cordata 梭鱼草又称北美梭鱼草，科名为雨久花科，属名为梭鱼草属，是一种观赏类植物，园林上用于池边点缀原产北美，现我国都有分布。梭鱼草的生长习性为喜温暖湿润；光照充足的环境条件，常栽于浅水池或塘边，适宜生长发育的温度为18-35℃，18℃以下生长缓慢，10℃以下停止生长，冬季必须进行越冬处理。 花叶芦竹 中文学名：花叶芦竹 拉丁学名：arundo donax var. versicolor 花叶芦竹是一种多年生挺水草本观叶植物。株高1.5 ~2.0m。宿根，地下根状茎粗而多结，属于禾本科芦竹属，喜光、喜温、耐湿，也较耐寒。
水生植物与水体生态修复
水生植物与水体生态修复--------吴振斌 第一章水生植物概述 1.1 水生植物的概念 为一生态学范畴的概念。并没有一个统一的定义。 水生植物生活于水环境中，形成了一系列对于水环境的典型适应性特征，主要体现在形态结构及其功能上。 生活型：指植物长期生存在一定的环境下形成的一种形态上的适应类型，也是各种植物对其生态条件的综合作用在外貌上的具体反映。 挺水植物：根生泥中，下部或基部在水中，茎、叶等光合作用部分暴露在空气中。该类群植物处于水陆过渡地带，因而叶表现出具有同陆生植物相似的结构，具有表皮毛、角质层、气孔等。 浮叶植物：植株扎根基底，光合作用部分仅叶漂浮于水面。 漂浮植物：与浮叶植物相比，整个植物体悬浮于水面，根沉水中，但不接触基底。也有浮水叶与沉水叶之分。 沉水植物：大部分生活周期内营养体全部沉没水中，植株扎根基底。 由于完全沉水，该类群植物适应水环境的特性更为典型，叶面上的气孔已丧失功能或没有气孔；通气组织特别发达；叶绿体大而多，主要分布于植物体表面；。。。 在同一水体中，各生活型的水生植物分布呈一定规律，自沿岸带向深水区呈连续分布态，依次为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物。 水生植被的功能：首先，作为初级生产者，为各类水生动物直接或间接提供食物基础，进而形成复杂的食物链，为最终形成复杂的生态系统提供了必要条件； 其次，调节生态系统的物质循环，如通过其矿物质营养代谢实现物质循环；可有效增加空间生态位，形成更多样你给的小生境；能影响并稳定水体理化指标，如通过光合作用放氧提高水体中溶氧浓度和氧化还原电位；通过呼吸作用利用二氧化碳改变水体pH和无机碳的形态和含量等； 再次，大型水生植物通过与浮游植物竞争营养物质和生长空间，以及形成遮光效应和分泌克藻物质，可以很好地抑制藻类的过量繁殖，减少水华的暴发，维持较高的生物多样性和健康的水环境；还具有各种物理、化学效应，如固化底泥、提高其氧化性、附着和吸收有害物质，通过吸附和过滤作用，降低生物性和非生物性悬浮物，增加透明度，净化水质；水体中植物的生存，可减少水动力，降低水体扰动所带来的底泥营养盐向水体释放； 最后，具有景观美化效应等。 第二章主要生态因子对水生植物的影响 2.1 光照强度 光补偿点和光饱和点是植物需光特性的两个主要指标。 真光层深度是指在水柱中支持净初级生产力的部分，其底部为临界深度，即水柱的日净初级生产力为0值的深度，也就是光合作用和呼吸作用达到平衡的深度，也称为补偿深度。按经验看，光补偿深度一般是水体透明度的1.5倍，或光照强度约为表面光强的1%处的水深。只有实际水深小于或等于光补偿深度的水域，沉水植物才能生长。 2.2 温度 对水生植物光合作用和代谢活动的影响、对其越冬和繁殖的影响、对其生长竞争的影响。多数水体水生植被恢复或重建是通过整株移植或利用其他营养体进行，主要依据是其具有广