水生植物在污水處理和水質(zhì)改善中的應(yīng)用分析

【摘 要】地球上可供利用的水資源還不到三分之一，加之工業(yè)活動(dòng)等水污染使得水資源的可供利用性大大降低，一些自然水生系統(tǒng)開(kāi)始逐漸退化。中國(guó)水資源一直都較為短缺，當(dāng)前中國(guó)約六百多個(gè)城市中有將近三百多個(gè)城市出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，水污染加劇了水環(huán)境的惡劣形勢(shì)。因此，我國(guó)迫切需求高效的解決水資源短缺方法，本文在此背景下論述水生植物在污水處理和水質(zhì)改善中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】水生植物；污水處理；水質(zhì)改善；應(yīng)用；分析

日益嚴(yán)峻的水污染使得水體的使用功效大大降低，不僅影響水體污染當(dāng)?shù)鼐用竦陌踩嬎约吧眢w健康，還使得水資源的緊缺形勢(shì)進(jìn)一步惡化，影響了我國(guó)當(dāng)前正在實(shí)行的可持續(xù)利用資源戰(zhàn)略。當(dāng)然我國(guó)也尋求了一些較為有效的處理污染水資源的技術(shù)，如較為傳統(tǒng)的生化二級(jí)處理，達(dá)到了理想的處理水污染效果，但由于使用成本過(guò)高，使得可供利用性大大降低。基于此，提出使用生物學(xué)處理法進(jìn)行處理污水，取得了不錯(cuò)的效果。

一、以藻類(lèi)為代表的低等植物在污水處理以及水質(zhì)的改善中的運(yùn)用

利用藻類(lèi)處理水污染和改善水質(zhì)有著較為顯著的功效。使用藻類(lèi)對(duì)被污染的水源進(jìn)行處理后產(chǎn)生的一些死藻類(lèi)沉積物在進(jìn)行干燥后還能夠用來(lái)制作魚(yú)飼料，是魚(yú)飼料的良好的添加劑，還可以作為肥料加以利用。與此同時(shí)，藻類(lèi)在進(jìn)行污水處理中會(huì)產(chǎn)生大量的氧氣，這些氧氣能夠極大地減輕水體缺氧現(xiàn)象，并減少由于水體缺氧而出現(xiàn)的惡臭氣味，進(jìn)而起到改善水質(zhì)的作用。由此可知藻類(lèi)在污水處理中具有使用成本降低、凈化效率較高的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于處理水污染現(xiàn)象和改善水質(zhì)中，取得了不錯(cuò)的效果。

1、常見(jiàn)的運(yùn)用類(lèi)型

（1）固定化藻。固定化藻就是利用人工調(diào)控方式為藻類(lèi)提供最佳的生長(zhǎng)環(huán)境條件。固定化藻通過(guò)化學(xué)或者物理方式利用載體固定藻類(lèi)細(xì)胞，進(jìn)而形成較為固定的藻類(lèi)高效生物反應(yīng)器系統(tǒng)，使得藻類(lèi)生長(zhǎng)更加迅速，具有高濃度的藻細(xì)胞，更加容易收獲，并克服了傳統(tǒng)的藻類(lèi)處理系統(tǒng)處理效率不高、占地面積較大以及停留時(shí)間過(guò)于長(zhǎng)的缺陷。我國(guó)近年來(lái)研究固定化藻取得了較為顯著的成績(jī)。固定化藻的固定分為包埋法和吸附法，通常使用聚乙烯、多孔硅膠、聚丙烯酰胺、瓊脂、角叉菜聚糖以及褐藻酸鈣等載體。

（2）活性藻。活性藻是通過(guò)人工手段盡量縮短處理時(shí)間，培育濃度較高的藻類(lèi)。由于活性藻良好的沉降性，容易收獲，且出水澄清，在處理水污染現(xiàn)象和改善水質(zhì)中得到了較為廣泛的運(yùn)用。

（3）藻類(lèi)塘。利用藻菌共生系統(tǒng)研究氧化塘，利用藻類(lèi)分解營(yíng)養(yǎng)物實(shí)現(xiàn)處理污水的目的。藻類(lèi)單元在中等城鎮(zhèn)的污水綜合處理中起到了相當(dāng)重要的作用，綜合生物塘技術(shù)的運(yùn)用使得綜合處理污水成為了可能。

2、低等藻類(lèi)的運(yùn)用范圍以及去除的污染物的種類(lèi)

（1）運(yùn)用范圍。運(yùn)用藻類(lèi)不僅可以進(jìn)行處理生活類(lèi)污水，還可以進(jìn)行處理其它類(lèi)型的污水，運(yùn)用范圍較為廣泛。舉例子來(lái)說(shuō)明，在德蘭士瓦以及納米比亞等多地的多家制革廠都在采用螺旋藻處理大部分的生產(chǎn)廢水；在南非的開(kāi)普敦旁邊的一個(gè)處理污水場(chǎng)利用一個(gè)充滿螺旋藻、面積約為一千平方米的水池在處理著約為一千人產(chǎn)生的生活廢水。

（2）去除的污染物的種類(lèi)。藻類(lèi)能夠去除污水中含有的營(yíng)養(yǎng)物如氮、磷等，同時(shí)還能夠富集并去除其它的重金屬以及有機(jī)物。藻類(lèi)能夠去除營(yíng)養(yǎng)物，Wong和Tam將柵藻和小球藻分別于一級(jí)處理出水與二級(jí)處理出水中培育，結(jié)果顯示，柵藻和小球藻的長(zhǎng)勢(shì)在一級(jí)處理出水中較好，在培育約七天之后對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物的去除率達(dá)到了70%左右。Covindam在使用藻類(lèi)進(jìn)行混合污水的處理時(shí)發(fā)現(xiàn)，藻類(lèi)不僅去除了大量的氮、磷營(yíng)養(yǎng)物，同時(shí)還去除了約為90%左右的化學(xué)需氧量（COD）以及生物需氧量（BOD）；藻類(lèi)能夠去除有機(jī)物。Hosetti認(rèn)為原生動(dòng)物以及單種細(xì)菌對(duì)BOD的去除效果不及單種藻類(lèi)的去除效果高，當(dāng)中一些比較普通的小球藻能夠達(dá)到83%左右的BOD去除率。從Maguuire研究有機(jī)物的凈化實(shí)驗(yàn)中可以明白，纖維藻能夠于25ug/mL的三丁錫中生長(zhǎng)，同時(shí)能夠?qū)θ″a進(jìn)行降解作用，能夠降解為無(wú)機(jī)錫、單丁錫以及二丁錫。林毅雄利用普通小球藻、策哈衣藻以及斜生柵藻對(duì)丙體-666有機(jī)農(nóng)藥的去除進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)污水中含有濃度為1mg/L的丙體-666時(shí)，藻類(lèi)的處理時(shí)間為0.5小時(shí)至96小時(shí)，處理后丙體-666的殘留量大概為0.49至0.32ug/mL，而藻類(lèi)體內(nèi)的富集量大約為34.64至33.72ug/mL。劉厚田等人的實(shí)驗(yàn)也都表明，藻類(lèi)在藻菌共生系統(tǒng)中能夠單獨(dú)對(duì)偶氮染料進(jìn)行降解。從鄧星明等采用藻菌類(lèi)生物膜對(duì)煉油廢水進(jìn)行凈化實(shí)驗(yàn)表明，坑行席藻對(duì)正十四烷有著較為明顯的去除效果；藻類(lèi)能夠去除重金屬。王煥校和楊紅玉認(rèn)為，綠藻能夠在濃度不高于0.5mg/L的鎘溶液中有效吸收鎘，這個(gè)時(shí)候的富集系數(shù)達(dá)到最大。Soeder認(rèn)為空星藻在溫度為30攝氏度左右時(shí)，僅僅需要1.5小時(shí)就可以從溶液中吸取約為90%的鉛，但吸收的鎘量較少，效率較低，在24小時(shí)于40mg/L的鎘溶液中才能吸收僅僅約為60%的鎘。在溫度為23攝氏度時(shí)，經(jīng)過(guò)20個(gè)小時(shí)后能夠從含鉛為1mg/L的溶液中吸取100%的鉛。

二、以水生維管束植物為主的高等植物在污水處理以及水質(zhì)的改善中的運(yùn)用

1、常見(jiàn)的應(yīng)用方式

（1）濕地系統(tǒng)。大型水生植物在濕地系統(tǒng)中起著相當(dāng)重要的作用，降低污染負(fù)荷，吸取部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；改善生物地化循環(huán)系統(tǒng)；形成一定的隔離層，防止冬季雪霜直接凍結(jié)濕地的地面；使得濕地床表面更加牢固等。

（2）綜合生物塘系統(tǒng)。將多種水生植物進(jìn)行有機(jī)組合，在污水穩(wěn)定塘的基礎(chǔ)上形成綜合生物塘。大型水生植物在這個(gè)系統(tǒng)里面仍舊占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。

2、運(yùn)用范圍

這些高等植物不僅可以處理生活廢水，還可以處理工業(yè)、生產(chǎn)廢水。吳振斌使用香蒲床和蘆葦在草毒素水體的處理中取得了良好的效果；胡煥斌選用蘆葦床對(duì)鐵礦炸藥污水進(jìn)行了處理，取得了不錯(cuò)的效果；曾健等使用浮萍、水葫蘆以及水浮蓮對(duì)高能液體廢水進(jìn)行了凈化處理，取得了很好的凈化效果。

3、在改善水質(zhì)中的應(yīng)用

高等植物的生長(zhǎng)需要氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這些藻類(lèi)對(duì)污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除與藻類(lèi)細(xì)胞內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度、營(yíng)養(yǎng)物的利用度、污水中氮磷的比例以及營(yíng)養(yǎng)物的濃度有著直接性的影響作用。藻類(lèi)長(zhǎng)勢(shì)較好，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除效果也就較好。高等植物同樣也能夠去除污水中的有機(jī)物以及重金屬。有機(jī)物能夠?yàn)樵孱?lèi)提供生長(zhǎng)所需要的重要的碳源，藻類(lèi)通過(guò)富集和降解進(jìn)行去除有機(jī)物。去除重金屬則分為吸附與轉(zhuǎn)移兩個(gè)階段。

結(jié)語(yǔ)：

利用水生植物進(jìn)行污水處理以及水質(zhì)改善不僅符合我國(guó)的基本國(guó)情，同時(shí)還具有綠色、環(huán)保、投資較少、成效較高的優(yōu)勢(shì)。水生植物在處理污水中的一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及其它污染物質(zhì)時(shí)操作方法較為簡(jiǎn)便，對(duì)環(huán)境等的破壞較少，具有較高的美化環(huán)境的價(jià)值，能夠回收再利用植物資源，有較高的環(huán)境效益、生態(tài)效益以及經(jīng)濟(jì)效益，在社會(huì)中正在被越來(lái)越多的人認(rèn)可和接受，使用范圍越來(lái)越廣泛，使用可靠性較高。

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