水體磷脅迫對濕地植物大薸修復技術的影響研究獲獎科研報告

水體磷脅迫對濕地植物大薸修復技術的影響研究獲獎科研報告摘要：水體磷污染是世界所面臨的重要環(huán)境問題之一，如何防治水體磷污染已經成為我國水環(huán)境保護的重要課題。而植物修復技術是利用特定的植物對某種環(huán)境污染物的吸收、超量積累、降解、固定、轉移、揮發(fā)及促進根際微生物共存體系等特性，降低或清除環(huán)境污染物，使污染環(huán)境得以恢復的科學與技術，具有成本低廉、操作簡單、對環(huán)境友好等優(yōu)勢給水體磷污染提供了最佳的選擇，其修復機理包括吸收作用、富集作用、沉降、吸附和過濾作用、生化作用，對此，尋找理想的磷富集型濕地植物是磷污染水體植物修復技術應用的基礎和關鍵。。

關鍵詞：磷污染;植物修復

自然界中湖泊、河流、海洋等水體受污染范圍廣、污染物多而復雜，因流動性難于控制，水生植物修復富營養(yǎng)化水體既能利用水體自身資源，還能增加水體多樣性，并結合水中動植物、微生物加強水體自凈能力。氮、磷元素的增加時引起水體富營養(yǎng)化的主要因素，貧營養(yǎng)水體的P/N含量為8/312mg/m3，中營養(yǎng)水體P/N為20/500mg/m3，富營養(yǎng)水體P/N為80/1000mg/m3，可知磷元素是控制水體富營養(yǎng)化的主要因子;對我國富營養(yǎng)化水體的調查顯示，80%水體受磷元素控制。

水體富營養(yǎng)化已成為世界性的環(huán)境問題，近年來利用水生物修復技術[1]，在治理營養(yǎng)化水域方面取得一定的效果。大薸[2]（學名：Pistiastratiotes）又名水浮蓮、水芙蓉、肥豬草，隸屬天南星科大薸屬植物大薸（PistiastratiotesL.），多年生漂浮性的水生草本植物，植株根系發(fā)達，生長、繁殖迅速，易于管理，可以吸收水體中大量營養(yǎng)物質，對營養(yǎng)化水體和污水處理具有重要作用。人工濕地[2]是模擬自然濕地的生態(tài)系統(tǒng)，基本原理是在人工濕地填料上種植特定的濕地植物，建起一個人工濕地生態(tài)系統(tǒng)，利用濕地系統(tǒng)過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等作用，將富營養(yǎng)化湖泊和水體中的污染物物質和營養(yǎng)物質吸收分解，從而使水質中總氮、氨氮、硝態(tài)氮、總磷、磷酸根、COD（化學需氧量、ChemicalOxygenDemand）六大指標得到去除?？傊?，水生植物處理富營養(yǎng)化水體不僅投資少，運行費用低，還有處理污水中營養(yǎng)物質（N、P）及其他污染物等方法簡單，易操作;植物資源可回收利用，并獲得-定經濟效益;環(huán)境擾動少;有較高美化環(huán)境價值易為社會接受等優(yōu)點。另外，它同樣有不足之處：（1）植物系統(tǒng)易遭蟲害，應注意防蟲;（2）植物的枯枝敗葉易造成營養(yǎng)釋放，應注意及時清理，另外植物死亡后應該及時收集和栽種;（3）在冬季多數(shù)植物地上部分枯死，凈化效果有所降低;（4）植物凈化系統(tǒng)一般占地面積較大。如果能發(fā)揮其優(yōu)點克服其應用中的不足，將分子生物學的方法應用于植物修復的研究，提高修復效率是目前亟待解決的問題。

1.國內外研究現(xiàn)狀和及未來發(fā)展趨勢

1.1國內發(fā)展趨勢

我國利用水生植物凈化水質的研究始于20世紀70年代中期;研究的重點為靜態(tài)條件下單一物種及多種植物配植、動態(tài)條件下水生植物對污染物濃度較高的污水的凈化作用。ZHou[3]等利用水生植物系統(tǒng)處理北京動物園的廢水，改善廢水水質，TN和TP分別減少58%和38%;沈耀良[4]等對金魚藻、伊樂藻、苦草3種沉水植物凈化污染水體效果進行試驗研究，結果表明，可使NH4-N和TN分別由1.10-1.30、3.70-4.60mg/L降至0.10-0.15、0.71-1.02mg/L，PO43-和TP分別由0.06-0.08、0.45-0.47mg/L降至0.014-0.018、0.03-0.071mg/L。1998年，王國祥[5]等采用漂浮、浮葉及沉水植物塘相間連接，實現(xiàn)了對太湖局部水域水質較理想改善。

1.2國外研究進展

近些年來發(fā)展起來的以水生植物為核心的生態(tài)浮島和人工濕地為利用植物修復技術處理污水提供了多種可行的方案。人工浮島是1979年由德國HOEGER提出并成功建造，20世紀90年代中期得到日本科學家廣泛認同并被應用于湖泊治理。20世紀80年代，美國根據(jù)相同原理開始利用魚類養(yǎng)殖廢水水培生產生菜、西紅柿，草莓和黃瓜等蔬菜及風信子等花卉。NATHALIE等用水培系統(tǒng)飄浮栽培毛曼佗羅凈化修復生活污水，取得了較好的效果。

1.3未來發(fā)展趨勢

水生植物在處理富營養(yǎng)化水體中的研究已經很成熟，在很多研究中作者對水生植物大藻吸收氮、磷的處理利用效率的基礎上選擇大藻為研究對象。通過適當?shù)娜藶檎{控環(huán)境因子使用于凈化水體的人工濕地植物適應能力、去污能力達到比較理想的狀態(tài)。

對濕地植物濕地植物的要求是耐淹、生長期長、根系發(fā)達、良好的富集作用及景觀。總之，利用水生植物修復污染水體為我國及世界其他地區(qū)日益惡化的水環(huán)境提供了一個切實可行的解決辦法，具有良好的研究和應用前景。

對于我國的水環(huán)境污染問題，只有從生態(tài)的角度修復和重建生態(tài)系統(tǒng)，恢