淺析植物修復技術在污水處理工藝中的應用

楊岳東 許明靚 楊寧平

摘 要 隨著工業的發展，對于生態的破壞程度也變得越來越嚴重，人們已經開始注重如何保護生態環境，而如何有效處理污水就已經得到了越來越多的關注和重視。綠色生態修復技術屬于一種新型的污水處理技術手段，投資比較少，整體的運行維護比較方便，得到了廣泛運用。基于此，主要分析了植物修復技術在污水處理工藝中應用，希望能夠為相關的研究和運用提供借鑒。

關鍵詞 污水處理;植物修復技術;應用

中圖分類號：X703 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.32.071

植物修復技術主要指采用綠色植物以及根部的相關微生物的代謝活動共同發揮作用來清除相關污染物，這種處理方式可以吸收、降解、積累以及轉化相關污染物。相對于傳統的物流、化學處理方法這種操作更加簡單，投資少且不容易產生二次污染。植物修復可以用來處理各種復合型污染物，在污水處理方面得到了非常廣泛的應用。

1 植物修復技術的相關發展概述

植物很容易受到外圍環境的干擾和影響，如果僅依靠植物清理污水往往不能取得理想的效果，存在一定的波動性。因此，在處理相關問題時一般會在修復系統中采用一些新技術或者添加一些物質做出部分改造，從而往往可以有效提高修復效果。

1.1 引入化學以及物理方式

1）前處理技術。在處理一些濃度較低的污水時一般會采用植物修復技術，而一些高濃度的污水往往會對植物本身造成傷害，從而便降低了植物的處理效果，甚至會導致植物死亡。此外，在寒冷的冬天，很多植物都會減慢生長，因此處理效果必然會受到影響。因此，在處理一些高難度的污水之前，要在植物修復系統前引入一些前處理技術，從而可以有效保障系統的正常處理能力，提高系統的處理效率[1]。目前，常用的前處理系統有很多，比如在去除固體顆粒時會采用物理沉降或者過濾的方式，在降解有機污染物時通常會采用厭氧反應器等;有時候還會在污水中投入一些共溶劑、表面活性劑、乳化劑等來增加污水中有機物的親水性。2）采用低分子有機物以及整合劑。污水中的金屬元素可以和整合劑進行有效結合，從而就可以讓一些不溶于水的金屬溶解在水中，增加了金屬的生物運轉性、可利用性，同時還能提高植物對于金屬的吸收和轉運能力。采用低分子有機物也是為了能夠有效整合金屬的生物可利用性，由于其只能增加重金屬的溶解性，因此無法和人工螯合劑起到同樣的效果。為了保障相同的處理效果，需要加大低分子有機物的投入量。低分子有機物可以明顯提高植物根部的降解速度，提高植物吸收的效率[2]。

1.2 應用一些微生物

微生物具有相對較強的增殖能力以及代謝能力，在植物修復技術中特別是處理一些有機污染物的時候微生物發揮了重要的作用。已有很多專家和學者開始關注微生物研究，充分發揮其作用來增強植物修復技術的處理效果。在處理一些重金屬污水時，采用微生物可以增強金屬的生物可用性，或者是加強植物的生長作用，從而可以增加植物累積金屬量。相關研究顯示，薺菜和微生物在溫室中具有較強的累積金屬能力，可以促進植物根部生長，雖然對于植物體內金屬累積量的影響不是非常明顯，但是能夠通過促進植物生長來增加植物的生物量。

1.3 應用基因工程

應用基因工程主要通過構建轉基因的植物來處理污水，屬于植物修復技術中比較熱門的一個手段。該方法主要在植物體內注入外源基因，讓其在植物體內進行表達，從而可以有效增加植物體內金屬鰲合蛋白的比例，加強植物對重金屬的耐受性，讓金屬元素在根部進行沉降，降低生物的可利用性。

2 在污水處理中應用的植物修復技術概述

在污水處理中，植物修復技術已經被廣泛運用，如植物緩沖帶、植物塘、植被恢復、人工浮床以及人工濕地等技術，下面將簡單介紹幾種主要的技術。

2.1 植物緩沖帶技術

植物緩沖帶具有豐富的生態功能和物種多樣性，屬于一種水陸交錯的生態過渡帶，能夠有效過濾和攔截物質流，是目前控制點源污染方面效果非常好的一種手段[3]。相關研究發現，不同植物種類、不同寬度的植物緩沖帶在不同季節對于草甘膦、丁苯嗎啉以及丙環唑的處理效果存在較大差異，而植物緩沖帶的寬度大效果也更好。在氮、磷的保持率方面，草本植物和木本植物緩沖帶沒有明顯的差別，但是相對來說木本植物緩沖帶對于顆粒的消除效果比較好，而不同季節以及徑流的變化對顆粒的去除率也沒有太多的影響。很多時候為了美觀環境、促進旅游業發展，很多湖泊、河流的堤岸都被人為破壞，原本的土壤層被水泥護堤取代了，植物緩沖帶也被取消，從而降低了自然水體的自凈能力。

2.2 植物塘技術

植物塘屬于相對比較復雜的污水生態處理系統，主要利用微生物、水生植物、底棲生物以及浮游生物的相互作用，在植物塘中應用的植物種類比較多，主要有鳳眼蓮、藻類、紅萍以及綠萍等。目前，植物塘技術并不是單一只依靠植物起作用，而是將挺水植物、沉水植物等共同引入該系統中，讓他們共同作用來凈化污水。利用植物塘來凈化污水不但可以有效降低能耗、提高污水的降解效率，而且還不會產生一些有害、有毒的副產物，相對于物理化學工藝來說效果更加明顯。經過植物塘處理的污水，大量的有機物都會轉換為微生物、植物的生物量，然后通過收獲植物最終能被徹底消除[4]。

3 植物修復技術在污水處理中應用的趨勢

對于在污水處理中運用植物修復技術的研究仍然處于初期發展階段，而且很多研究成果都是在研發試驗條件下得到的，因此還需要不斷加強研究，從而才能讓植物修復技術更加完善。

3.1 植物和微生物的篩選

在污水處理中采用植物修復技術對植物自身也有較高的要求，需要其具有較強的適應性、耐污能力等特性，能夠在污染環境中更好地生長。另外，植物還應該具有一定的抗旱、抗澇能力，從而可以有效提高存活率。對于一些含有金屬的污水時，植物自身也應該具有較強的吸收、吸附和累積金屬的能力。因此，研究人員應該加強尋找新的生物，同時加強研究新植物培養技術，降低整體的挑選成本，也可以利用轉基因技術提高植物的修復能力。微生物在處理污水過程中起到了舉足輕重的作用，越來越多的人開始關注并從植物修復系統中分離出一些更加高效的特異性降解菌，然后進行廣泛應用。

3.2 植物的處理運用

草本植物的生物量非常大，生長速度也比較快，這是污水處理過程中常用的植物種類。但是草本植物受季節的影響較大，很多植物死亡、凋零產生的植物體會變成一種新的污染源。目前，主要采用人工方式清除凋亡的植物體，在再利用方面并沒有很好的方法。而在處理完重金屬的污水過程中產生的植物體并不能隨意擺放，從這些植物體中提取重金屬也需要消耗巨大的人力、物力和財力等，這些都是植物修復技術需要快速解決的地方。因此，為了取得更好的污水治理效果，需要尋找更加合理的技術，同時可以將植物體制作成飼料、肥料或者用于產生能源，為植物修復提供新的發展方向。

4 結語

綠色生態修復技術在污水處理過程中起到了非常重要的作用，其應用的前景非常廣闊。作為新興的污水處理技術，植物修復技術更加簡單，運行維護的費用更加低廉，因此必須加強相關研究。

參考文獻：

[1] 張瀲.植物修復技術及其在污水處理中的應用[J].建材發展導向，2017，15（2）：68-69.

[2] 才碩.濕地植物修復技術在污染水體治理中的應用淺析[J].南方農業，2016，10（18）：214-215.

[3] 丁國村，王超.淺談濕地植物對于人工濕地生態環境修復作用[J].科技風，2017（11）：134.

[4] 劉海.濕地植物基活性炭制備和改性及其對重金屬離子的吸附機理研究[D].濟南：山東大學，2017.