水生植物对污染物的清除及其应用1.docx
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1、水生植物对污染物的清除及其应用本文出自:水世界网作者:djhahxc点击率:1497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。水污染可依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。详细污染杂质有无机污染物质、无机有毒物质、有机有毒物质、植物养分物质等。而对于这些污染物的清除中,水生植物起着特别重要的作用。 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、浮叶植物与漂移植物。而大型水生植物是除小型藻类以外全部水生植物类群。水生植物是水生态系统的重要组成
2、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行忽视的。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,对植物生态的爱护和人畜健康方面有特别重要的意义111。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养分化已成为一个世界性的环境问题。采用水生大型植物富集氮磷是治理、调整和抑制湖泊富养分化的有效途径之一。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、沉积等迁移究竟质中。对过去的养分状况的
3、追踪表明,水生植物可调整温度适中的浅水湖中水体的养分浓度2o而大型沉水植物则通过根部汲取底质中的氮磷,从而具有比浮水植物更强的富集氮磷的力量。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,形成了特别浩大的环境容量和强有力的自净力量。在沉水植物分布区内,COD、BOD,总磷、镂氮的含量都普遍远低于其外无沉水植物的分布区30而漂移植物的致密生长使湖水复氧受阻,水中溶解氧大大降低,水体的自净力量并未提高,且造成二次污染,影响航运。挺水植物则必需在湿地、浅滩,湖岸等处生长,即合适深度的繁衍场所,具有很大的局限性。不同的沉水植物对水体中的总氮总磷均有显著的去除作用。在关于常见沉水植物对滇
4、池草海水体(含底泥)总氮去除速率的讨论中发觉:物种去除力量的大小挨次依次为伊乐藻苦草狐尾藻篦齿眼子菜金鱼藻范草轮藻。随着时间的延长,水体中总氮浓度呈负指数形式衰退,且在试验的总氮浓度范围内(2. 628-16. 667 mgL)每种沉水植物的去除速率随总氮浓度的增加而增加4。此外,黑藻(Hydrilla verticillata (L. f.) Royle)对磷的需求较低,并可采用重碳酸盐作为光合作用的碳源5 o磷汲取是主动过程6。在亚热带湿地中,磷主要是在植物内流淌,而氮主要是通过沉积作用和反硝化作用进行流淌。对于夏季浮游植物(主要是外来蓝藻),磷是限制因子。据推想:磷循环剧烈依靠于大型植物
5、的调整;底泥中磷的衰竭影响植物香蒲(Typha domingensis)的削减,而随后磷的有效性的增加乂使其重现7。在对东湖的围隔试验中,结果显示了沉水植物在磷养分滞留物中的关键地位8。沉水植物均能从叶、根状茎(主要是叶)来去除水中的标记碳,从而促进了流水生境中碳的汲取、迁移和释放9。淡水沉水植物系统对养分物的去除有很好的作用:对氮主要是通过反硝化作用,对磷则是生物汲取和随后的植株收获10。1.2 水生植物对重金属的清除水生植物对重金属Zn、Cr、Pb、Cd、Co、Ni、Cu等有很强的汲取积累力量。众多的讨论表明,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
6、金属来指示环境中的重金属水平。戴全裕在20世纪80年月初从水生植物的角度对太湖进行了监测和评价,认为水生植物对湖泊重金属具有监测力量。水生大型植物以其生长快速、汲取大量养分物的特点为降低水中重金属含量供应了一个经济可行的方法,例如可以通过掌握浮萍(Lemnaminor)的浓度使有机和金属工业废物的含量降低到最小11。在室内试验中,浮萍(Lemna gibba)可大幅度降低废水中的铁和锌,对镒的去除效率达100%12。浮萍对重金属的富集程度超过了藻类和被子植物zolla filliculoides,尤其是锌的富集系数很高,植株内的浓度比外面培育基内高2700倍13。重金属在植物体内的含量很低,且
7、极不匀称。在同一湖泊中,不同种类的水生植物含量差别很大;同一种类在不同湖泊中,水生植物体内的重金属含量相差也很大。水生植物的富集力量挨次一般是:沉水植物浮水植物挺水植物。植物对重金属的汲取是有选择性的。当必需元素Zn和Cd与硫蛋白中疏基结合时,Cd可以置换Zn。所以Zn/Cd值是一个反映植物积累力量的很好指标,同时也间接地指示了对植物的破坏程度。试验证明,沉水植物和浮水植物尽管能够汲取许多重金属,特殊是Cd的汲取,但是这种汲取不断增加会导致养分元素的丢失,假如程度严峻,会导致植物死亡。所以沉水植物和浮水植物适合在低污染区域作为汲取重金属的载体,同时可以监测水体重金属含量14。此外,水生植物会掌
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