水生植物在污水處理和水質改善中的應用分析

任歡魚

（迪天環境技術南京股份有限公司 江蘇南京 210012）

引言

在水環境方面，因早期的無序過度開發，導致很多自然水體被污染和浪費，人和水資源之間的平衡關系越發緊張，為此針對水污染防治和水質改良方面，各國都做了大量的工作，也形成了很多豐富的治理和保護改善經驗。當前較為普遍的生化反應復合處理法，其產生附加物存在水體二次污染的風險，且處理效率低，因此水生植物凈化水體法憑借其特有優勢得到很多專業研究部門的持續關注，也取得了一定的研究成效。

1 我國在污水處理方面的積極舉措和不足

1.1 當前國內政策的優勢和短板

水污染的防治和水環境的保護是我國踐行新發展理念，構建生態文明戰略布局，堅持山水林田湖綜合治理的重要舉措之一。黨中央和國務院在該項工作上研究出臺了全面精準的政策意見，各地也在水環境問題上積極落實政策要求，例如建立“河長制”和“湖長制”，地方黨政主要領導任水污染防治和水環境保護的第一責任人，在水體凈化和水環境質量提升方面投入了大量的政策資金，同時全面推行排污費、排污權交易機制，引導各類生產企業把水環境保護作為一切經營活動開展的前提性條件，積極鼓勵社會資本、人才、技術進入到水污染治理和防范、生態水環境的建設以及水資源循環利用的工程項目中去。當前，水污染治理行業的發展仍然是大量依靠國家的財政補貼，企業的利潤空間較低，長效的盈利機制仍未形成，主要原因是目前的污水治理方面的產權制度建設還處在初級階段，排污費與排污權的交易機制仍有待完善，很多排污企業所做的科研、設備、項目投入難以通過有效的定價機制去反映，更無法在市場中去獲得對等補償，因此后續國家要在這方面加大工作力度，讓市場在水污染防治和保護的資源配置上起到主導和基礎性作用[1]。

1.2 水體污染處理也防治方面的思想觀念有待提升

水資源對于經濟發展、社會運行、民生保障上的重要作用不言而喻，而我國的水資源供需一直處在緊平衡狀態，且地域結構差異明顯，用水結構矛盾較為突出，如果再有較多的水體被污染破壞，那么對總體的水資源供給無疑是雪上加霜。因此國家在污水處理和水污染防治上的處理力度非常堅決，大力的倡導節約用水、科學用水，但是由于很多地方在宣傳方式上不夠合理，宣傳力度也有待加強，很多企業和居民在污水處理和水質改善方面的意識觀念還不夠強，對于自己的生產生活行為對水資源造成的影響認識不夠，導致很多因小微行為造成了江河湖海的嚴重污染，比如廢舊電池的不合理放置，農藥化肥的使用不科學等，都會讓水體中的氮磷元素和重金屬元素超標造成污染。因此在宣傳培訓上，各地還要因地制宜，發揮輿論導向作用，把各類水污染防治和處理的常識知識融入具體的生產生活行為中，在潛移默化間形成良好的水資源保護利用意識。同時要創新宣傳方式，擴大覆蓋面，增強群眾參與的積極性和廣泛性。

1.3 水污染治理和水質保護項目上缺乏多元的投資主體

水污染中的處理離不開專業化的污水處理技術和基礎設施的支撐，這就需要一定的資本投入，很多地區的污水處理項目的資金來源相對單一，多是財政資金投入撬動信貸資本，采取收益權質押的方式，通過建立水資源保護基金的方式，從公眾的稅費征收上去彌補前期的投入，那么在經濟發達的地區，當地財政財力充裕的情況下可以引進和開發先進的污水處理設備，提高污水的處理能力，緩解和抑制當地的水污染狀況，保證工農業生產和居民生活用水的質量。但是對于經濟欠發達地區而言，財力的限制就約束了水污染先進體系的構建，即便能夠在前期投資興建起高標準的污水處理設施，但是日常運轉維護的費用資金來源仍不持續和穩定，有些污水處理廠常年虧損的情況屢見不鮮，而且運用生物生態方式治理污水問題需要前期的大量投入，且污水凈化周期要大于化學處理等方式，短期效益不明顯，這就對當地的財力供給是巨大的考驗，因此在部分經濟欠發達地區推進水生植物治理污水的過程中，一定程度上限制了該技術的推廣和發展。

2 利用水生植物凈化污水和改良水質的優勢分析

2.1 降水體污染物質占比

水生植物顧名思義，即生活環境處于水面或者水下的植物群體，它能夠實現污水中污染物質含量的降低，從而實現對水體的凈化，而這一過程主要是利用了水生植物的新陳代謝功能，可以對水體污染物進行一系列的生化反應和物理作用，如分解污染物、吸收有害物質、吸附部分顆粒物質等。它的優勢集中體現在對重金屬和富氧水體污染的處理上。如水葫蘆就有很強的富集性，可以讓水體中的重金屬離子與水葫蘆體內物質實現結合，并固定下來，降低重金屬離子含量。還有的水生植物先天就對含氮磷元素的水體物質具有偏好，加快了其吸附速度，有的植物水下的光合作用強烈，產生了大量氧氣，對氨氮的處理收效甚好，這方面以千屈菜和水蔥的富氧水體處理能力為中堅力量[2]。

2.2 壓制有害性藻類生長

有些藻類的過度生長對水體的生態平衡具有很大危害，同時還會釋放一定的毒素，其腐爛的植物體也會污染水體。在應用水生植物后，它可以和藻類在生長上構成競爭關系，以其體型龐大、生命力頑強、生長年限較長的優勢，吸收了更多的養分，這樣就壓制住了共同生長的藻類的瘋狂蔓延。此外水生植物在新陳代謝過程中可以產生抑制藻類生長的激素等物質，影響藻類的細胞生理化學反應進程，阻止其正常的代謝，從而降低藻類生長速度的目的。在藻類生長被抑制后，水體能夠更清澈，水下光合作用會更強，生態平衡更加凸顯，有利于水體生物物種資源的良性循環。

2.3 利于水體資源循環利用與水體環境保護

水生植物凈化污染水質的方式相較于化學制劑或者物理沉降法而言，產生次生危害較小，它主要靠自身的新陳代謝，將污染水體中的有害有機化合物和無機重金屬進行吸收轉化，而后釋放出對水體環境破壞性小的有機物等物質，這樣水質中的總體有害物質占比下降，更有利于水生動物的生存，凈化水體可以被用來灌溉農田、城市綠化等，實現了水資源的高效利用。與此同時，水生環境的改善有利于提升總體的環境保護質量，生物圈的每個層級都是相互關聯的，水生植物凈化水質能夠保證水產養殖的食品安全，從而為人類提供更加安全的水生制品，社會也會相應減少大量的化學防腐添加劑的使用，從源頭減少了向外界環境污染物的排放量，無論是對土壤，空氣，水體等動植物生生存環境起到了很好的保護作用。

3 水生植物在污水處理和水質改善中應用實例簡介

3.1 水生植物在綜合生物塘系統中的應用

圖1 綜合生物塘凈水體系

水體污染的應對和水質的提升方面，目前會常用到綜合生物塘模式，該系統是對原有的污水穩定塘的優化完善，它利用穩定塘構建的水體生態環境特質，在塘內種植體型較大的水生植物，這些植物在污水的凈化工作中起到了顯著的實際功效。具體來說，運用水面生長植物區域、藻類菌類共生的環境區之間的緊密聯結，達到污水凈化的高效率和高質量，尤其在城市工業和生活污水的處理上具有非常明顯的成效。有專家對綜合生物塘做了相關研究，結果表明該體系在水污染、水凈化之外，對水下清淤、減少泥沙沉淀，疏通河道上也有較好的效果，圖1 是綜合生物塘較為完整的陸生水生植物參與的水質凈化和優化體系[3]。

3.2 水生植物在濕地系統提升水質中的應用

在污水處理和水質提升方面另一種常用的方法是構建科學的濕地系統，它的應用場景較多，使用范圍也較廣，特別在濕地和熱帶雨林地區能夠發揮獨有的優勢。在該系統內部，水生植物也占據著十分重要的地位，很多濕地環境中，紅木林群是必不可少的生物鏈中的水生植物，它在生態功效和經濟效益上都十分的突出，一方面能夠處理污水，改善水體物質結構，重點在排泄的含有大量有機物的廢水方面，它能夠利用植物的特性實現優良的凈化目標。在目前，很多地區在學習研究天然濕地系統的基礎上，因地制宜打造了適合自己生態圈的人工濕地系統，當前在京津地區都打造出了濕地系統[4]，其水質凈化和生態保護的效益已顯現出來。

結語

總而言之，在水質污染的處理和改善上，水生植物的參與即達到了環境保護和公眾用水安全的目標，同時更重要的是，運用自然界的各類生物間的生態鏈關系來為人類的各項生產生活服務，盡量減少人為化學物質和人為行動的干擾，即凈化了水體優化了水質，又保護了生態環境的平衡，還增強了當地的區域風貌，使我們擁有一個美好，健康的生存環境，進一步實現生態環境的可持續發展發揮重要的作用。水生植物在污水處理和水質改善中，有廣闊的應用和市場前景。