水生植物在污水處理和水質改善中的應用

劉玲玲

（蘇州優樂蜂環保科技有限公司，江蘇 蘇州 215128）

1 引言

水污染問題關系著我國的長期發展，為解決水污染問題，我國投入了大量的資金，并利用多年的污水處理經驗，建立了許多污水處理廠。國家在經濟發展和污水處理方面取得了穩步的進展。目前，傳統的污水處理方法是采用二次生化處理來解決廢水污染，例如水交換和化學方法等等，雖然對治理污染起到一定的作用，但是有很大的局限性，例如存在著再次污染的可能和污水處理不良等缺點。近年來，水污染的生物處理，特別是水生植物對廢水的處理，以其成本低廉以及對環境友好等優勢，越來越受到專家的重視。

2 國內外水資源污染現狀

2.1 國外水資源污染現狀

印度著名的的恒河已經被嚴重污染，威脅著近1/3居住在河流附近的印度國民的用水安全。也有沿岸城市把廢水排入河道，再加上恒河兩岸周邊低種姓貧困人口在河水中沐浴洗滌更加劇了污染，所以恒河的污染已經成為印度水資源的極大隱患。

密西西比河，作為美國最大的河流，一度已經成為了美國的象征，而且是到美國留學、旅游時必到的打卡地。然而現在它已經成了水污染的重災區，污水中含有汞等有毒有害物質。

2.2 令人擔憂的污水現狀

同樣，我國的污水處理現狀也不樂觀。我國七大水廠、主要湖泊、沿海水域和部分地區的地下水也受到了不同程度的污染。河流主要受氨氮、生化需氧量、揮發酚等有機污染物的污染；湖泊以富營養化為特征，主要污染物為總磷、總氮、化學需氧量等；近岸海域的主要污染物是無機氮、活性磷酸鹽和重金屬。這些因素構成了水環境問題廣泛、破壞嚴重、治理難度大等特點。在經濟高速發展的今天，我們決不能走某些國家“先污染后治理”的老路，否則將付出極大的代價。因此，我們必須建立污水處理廠。城市水污染的治理具有非常重要的作用。在許多城市使用先進的清潔系統，處理當地廢水，解決和防止水污染問題的加劇。但是，與現代歐美發達國家相比，我國目前的經濟形勢短板還是相當大的。我國建造一個處理量大的污水處理廠，按照發達的資本主義國家模式，資金和管理成本驚人，如果是在北上廣深等一線大城市還可以勉強大規模普及，但在經濟欠發達或者根本不發達地區大面積推廣普及是根本不可能的，這是目前污水處理急需解決的問題。

2.3 國內污水處理意識

水在經濟發展和人民生活中發揮著重要作用。所以國家要想長遠發展，絕對不能成為“污水大國”，否則不僅會喪失在環境保護方面的國際話語權，而且水資源方面一定會受制于人。我國政府高度重視節約用水，加強節水工作，在學校、單位和其他地方大力宣傳，把節約資源和保護環境列為國家的基本國策之一，如今節水政策已經深入人心，取得了一定成效。但是，污水處理部分比起西方發達國家仍然不盡如人意，因此，應進一步提高對污水處理的認識并進行技術創新：首先，要不斷宣傳污水處理，讓它滲透到人們的生活中，潛移默化地影響人們的生活。第二，政府必須不斷完善污水處理制度，鼓勵公民監督工廠是否合法排放廢水廢氣廢料，大力鼓勵公民舉報不法工廠。第三，政府要加大資金投入并引進污水處理人才，研發新型污水處理方式，從而促進污水處理技術的更新換代。第四，要加強對尚未被污染河流湖泊的保護，防止出現“一邊污染一邊治理”的荒唐現象，在附近村落大力宣傳環境保護。

3 以藻類和維管植物為例對污水的處理

3.1 水生植物的類別及其優點

水生植物的生活方式不同，大概有以下幾類：挺水植物、浮葉植物、沉水植物和浮生植物、漂浮植物等等。水生植物是大自然污水處理的主力軍，也是水領域的天然守護神。而藻類以及水生維管植物，以其成本低、效率高、操作步驟簡單、觀賞價值高、應用范圍廣、環境友好等優點逐漸進入世界各國科學家的視野。科學家之所以把目光投向水生植物，不僅僅是因為對環境的友好度，也是因為水生植物可以實現再生水的利用。由于中國人口的密集和經濟的蓬勃發展，水資源消耗非常快，這在一定程度上加劇了中國的“缺水”問題。在解決水資源短缺問題的同時，在“南水北調”等國家性的大工程上，如何循環利用廢水已成為當務之急。我國的污水利用率遠低于中東國家，利用水生植物處理污水并回收利用也成為環境工程師們感興趣的熱點[1]。

3.2 藻類植物與污水處理

藻類是標準的低等植物。藻類污水處理法價格也更低，效率比較高。經植物處理的污水會產生一定的沉淀，而如果利用藻類清理污水，沉積物甚至還可以成為魚料喂魚。另外，由于缺氧的緣故，污水或多或少都會產生一定的惡臭，但是藻類釋放的氧氣幾乎可以完全中和污水產生的惡臭，可謂一舉兩得。

藻類處理方法目前已經在國內外得到了廣泛應用，處理生活污水已經有了很長的歷史，而且人們拓寬了它的應用范圍，將其應用于治理環境中其他有毒有害的廢水。隨著環境工程科學家們對藻類的研究更加深入，人們發現，藻類可以去除掉能夠污染水體并使水體富營養化造成生物入侵的氮，磷等營養元素，也可以去掉對環境有著極大危害的有機物和重金屬等。

3.3 濕地與污水處理

人們往往認為建造濕地不僅費時費力，而且還占地極大，需需要大量的人力來維護。實際上并不完全是這樣，在西方國家，這種人工濕地不僅可以處理村鎮排放出來的廢水，還可以縮小自己的形態，應用于單個的家庭中，這也是人工濕地的神奇所在。

3.4 水葫蘆等高等水生植物與污水處理

生活污水所含污染物的濃度不會很高，而且必須要考慮在城市方面地皮少，地價貴的限制，由此看來，建立生物生態系統處理污水，是一個比較好的選擇。

除了藻類等浮游生物以外，利用水葫蘆，水花生等高等水生植物治理污水的辦法也逐漸走入了科學家的視野。與其他生物處理技術相比，它的優點很明顯—首先，成本低，其次，植物可以美化環境；再次，也是最重要的一點，水生植物可以對化學物質進行分解和代謝，避免了對生態的傷害，并保護了人畜的健康[2]。

3.5 蘆葦與污水處理

蘆葦是一種濕地植物，可以說是各種水生小動物的天然保護神，中國古代就有勤勞勇敢的勞動人民將其編織成籃子、衣服甚至是各種工藝品，也有“蒹葭萋萋”的吟詠，使其成為了男女相悅彼此喜歡的見證者。它是大自然中不可缺少的植物，同時還是人類清理污水的好助手。在廢水處理中，蘆葦可視為微生物反應系統中的一個復合微生物，與蘆葦的根系相連，形成一個標準的微生物反應系統。

4 水生植物處理污水的局限性

水生植物處理污水自然會有自己的局限性。一是植物有一定的壽命，在北方尤其是東北地區冬天基本不可能存活，容易大量死亡，不僅冬天的廢水處理成了大問題，還會造成植物殘骸積累的污染。二是水生植物一般來說繁衍非常迅速，而且植物的殘枝敗葉給繁殖提供了大量的營養，清除殘骸不及時就會導致繁衍過快，容易出現生物入侵適得其反；三是植物聚集地非常容易滋生害蟲，而且植物對于害蟲抵御力非常脆弱，如果防蟲做不好，將功虧一簣；四是植物系統占地很大，與征地居民協調需要大量的資金和人力，成本高，政府可能難以負擔。五是如果植物殘骸大量積聚，還有可能傳播疾病。所以，最好的解決辦法是大力宣傳污水治理政策，地方政府也要積極引進大量的環境工程高新技術人才，深入研究水生植物污水處理技術，克服水生植物的缺點，取長補短。

5 地域因素的影響

地域因素也是水生值物處理污水的一個非常重要的考慮因素。東北地區冬天寒冷而漫長，實驗周期過長，可以利用的植物過少，需要極大的防凍成本，資金和人力投入太大，得不償失。西北地區又過于干旱，少湖泊和河流，經濟欠發達，難以養活水生植物，且容易破壞當地的環境條件。西南地區，由于青藏高原海拔過高，只適合生長一些高海拔植物，普通的植物難以存活，而且青藏高原地廣人稀，現代化工廠較少，對生態化處理污水需求并不是很大。云貴高原又是地形復雜缺少平原地區，剛剛起步的工廠不適合建在地形復雜、容易出現山體滑坡等各種地形災害之處；所以江南地區的珠三角，長三角這兩塊著名的富庶之地就成了率先開始利用水植物減少污水排放最好的“實驗田”。江南地區雨水豐沛，雨熱同期，地形平坦，經濟發達，河流眾多，而且因為經濟和人口因素，現代化工廠較多，況且當地旅游業發達，古城眾多，政府急需保護生態環境，促進旅游業發展。

6 結語

綜上所述，利用水生植物來解決我國的廢水處理問題，擁有廣闊的前景和展望。雖然現在中國的污水處理工藝暫時落后于歐美國家，但是相信我們的環境工程專家一定能攻克上面所述的種種問題，使其成為子孫的百年福祉。