菖蒲属植物在水污染治理中的应用探讨

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年28卷9期   作者:梁祺茁 李娜 杨亚扶
[导读] 伴随社会经济的持续、快速发展,环境污染问题越发严重,尤其是水污染,
        摘要:伴随社会经济的持续、快速发展,环境污染问题越发严重,尤其是水污染,所造成的负面影响正在逐渐显现。本文首先简要分析了富营养水体中菖蒲属植物的应用,探讨了菖蒲属植物所具有的克藻以及在净化重金属污染水体中的作用,望能为此领域研究提供些许借鉴。
        关键词:菖蒲属;水污染;重金属;克藻
        当前,伴随城市化建设的不断推进,工业产业的持续发展,许多工厂污水、生物污水在没有经过处理的情况下,而经次级河流被大量排到江河湖泊当中;而在这些污水当中,不仅含有大量无机物(如N、P及重金属元素等),而且还含有多种有机污染物,因而会严重污染水体,对人们生命健康造成严重威胁,为了人类更好的生存与发展,对水体污染进行有效控制与治理,已经成为当前研究的重要课题。针对采用水生高等植物对水体进行净化的方法而言,其作为一种新型的水污染处理方法,具有低耗、高效的特点,因而在欧美等发达国家已得到广泛应用。菖蒲属系是一种天南星科多年生草本植物,有研究指出,其在水污染治理中有着不错效果。本文结合当前实况,就其应用方法及进展探讨如下。
1.污染水体治理中菖蒲属植物的应用
        由于废水当中含有丰富的营养物质(比如P、N等),当此些废水流入到湖泊、江、河当中时,会引起水体的严重富营养化,据相关调查研究得知,在我国的所有湖泊水库当中,约有70%存在不同程度的富营养化,因而不仅会对人畜的饮水安全造成严重影响,而且还会干扰到水体景观作用。针对菖蒲属植物而言,其有着比较大的生物量,比较快的生长速度,比较强的吸收能力,其要想生长,需吸收大量的营养元素,如P、N等。有报道指出,47天的石菖蒲对TN、TP、氯化物所具有的去除率分别为84.6%、42.7%、88.9%,而且还能降低生物需氧量(93.5%)、有机耗氧量(43.7%),增加溶解氧(26.3%)。有学者以某水库为研究对象,采用菖蒲对其中的营养盐进行处理,最终结果得知,49天的菖蒲对TN的去除率为53.87%,对TP的去除率为55.61%,对NH3-N的去除率为50.75%,另外还能降低COD(48.26%)。有报道指出,伴随初始浓度的不断增加,水体当中含有的TP、TN在具体的去除量上,呈现出随之增加的态势。在中、高浓度的污染水体当中,菖蒲的生长状况相比于低浓度污水体,要明显偏优;采用菖蒲属植物对人工湿地进行模拟,结果显示其在净化城市生活污水方面的能力强,对其地上部分进行收割,是将生活污水当中所含P、N等元素予以去除的最佳途径。需要指出的是,无论是石菖蒲,还是菖蒲,均能当作对富营养化水体进行净化的不错植物选择,比如我国三峡水库的次级河流临江河回水区,便是采用上述这两种植物,将其当作浮岛植物,以此对富营养化水体进行净化处理的,从中可知,其效果理想。因此,不管是在净化河流湖泊富营养化水体方面,还是在处理城市生活污水上,石菖蒲、菖蒲均有着不错的应用效果,有着良好的应用前景与价值。
2.克藻作用及应用
        如果水体存在比较严重的富营养化,那么藻类特别是蓝藻,便会借此而出现大量繁殖的情况,最终便会造成水体当中其它生物因长时间缺氧而引发死亡;此外,还需要指出的是,藻类在大量繁殖时,还会持续释放毒素,因而会对人畜饮水安全造成严重威胁。

所以,在对水体富营养化情况进行实际治理时,其中的一个关键方面便是对藻类生长施加抑制。有研究指出,当石菖蒲根系将大量的脂溶性有机物质分泌至水体当中时,便会引发石菖蒲克藻效应。有学者经深入研究证实,基于自然光照下,菖蒲无论是对水华鱼腥藻、斜生栅藻,还是对小球藻、羊角月牙藻,都有良好的化感抑制效能。尤其是小球藻、水华鱼腥藻,其抑制率可以达到惊人的91.1%、100.00%。有学者借助两厢培养池,就菖蒲对铜绿微囊藻所具有的化感抑制作用进行深入研究,从中得知,菖蒲对微囊藻的生长、繁殖具有良好的抑制作用,能够用作富营养化水体当中藻类生长、繁殖的治理。
3.重金属污染水体中菖蒲属植物所具有的净化作用
        在我国水体当中,存在着比较严重的重金属污染问题,尤其是江河湖库,其底质在具体的污染率上,能够达到80.5%。针对水生高等植物而言,其能够对多种重金属进行吸收,比如Cr、Hg、As、Cu及Pb等,而且还以一种金属螯合物的形式,在植物体的某一个或多个部位处不断蓄积,以此达到修复受污染土壤、污水的目的。
        有学者采用石菖蒲对金属开展离子富集试验,最终结果发现,在试验开始后的前7d,石菖蒲在消除养植水体当中的CU2+方面,有着不错效果,去除率可达到85%。另有报道指出,石菖蒲的根与茎对Zn的富集系数为46.34,As为36.4,Cr为14.35,Cu为8.91,Ni44.41;而其叶对Zn的富集系数为115.2,As1.62,Cr4.30,Pb6.08,Ni为4.10。从中可知,石菖蒲的茎与根对于重金属所具有的富集能力,相比于叶,要明显偏优。现阶段,已有许多关于菖蒲对重金属具有富集作用的报道,如有研究指出,菖蒲可以将水体当中的Cd吸收掉,去除率能够达到14758.1mg/kg,如果处于比较高的Cu浓度污染朱提当中,比如30mg/L,那么菖蒲对于Cu所具有的富集系数为100.81。另有报道指出,对于Cd而言,菖蒲对其的富集系数为83.2,而对于Pb、Zn,却有着比较弱的富集能力,分别为0.3、1.2。
        因此,在对高浓度Cu、Cd污染水体进行治理时,可将菖蒲属作为其首选物种,其对于那些被重金属所污染的生态环境,有着较好的修复效果。
4.结语
        综上,在社会经济大发展的时代背景下,环境污染问题正在变得越发严峻,尤其是水体污染,我国许多湖泊、水库等均存在不同程度的污染,水体富营养化情况比较严重;而对于菖蒲属植物而言,其对环境有着比较强的适应性,而且还有着较快的生长速度、生物量大,因而在水体污染治理中,有着不错的应用价值与前景。
参考文献:
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