在水污染控制中水生植物的生态效应

水处理技术:目前我国绝大部分的污水处理厂均采用传统的二级活性污泥法处理工艺，而高额的工程投资和运转费用则制约了其推广和应用，尤其是对我国欠发达地区，资金和短缺问题普遍，许多中小城镇仍没有完善的污水处理系统。大量的研究结果表明，即使是在资金有保障的前提下，仅靠建立污水处理厂对点源进行处理，也很难使水污染得到有效控制。通常植物在生长过程中，能忍耐土壤中高浓度的污染物，植物的这种抗毒性作用，为植物对土壤和水体中的污染物吸收和降解奠定了基础。该技术与我国的经济发展水平相适应，对于解决中小城镇的污水处理和生态环境的改善具有重要的实践意义。
1、水生植物的生态效应
水生植物除了直接吸收、固定、分解污染物外，通常只是间接地参与污染物的分解，通过对土壤中细菌、真菌等微生物的调控来进行环境的修复，植物在水污染控制中生态效应主要表现在以下方面。
1.1物理作用
覆盖于湿地中的水生植物，使风速在近土壤或水体表面降低，有利于水体中悬浮物的沉积，降低了沉积物质再悬浮的风险，增加了水体与植物间的接触时间，同时还可以增强底质的稳定和降低水体的浊度。此外，植物的存在削弱了光线到达水体的强度，阻碍了植物覆盖下的水体中藻类的大量繁殖，尤其是在浮萍类植物的湿地系统中比较常见。植物的存在对基质具有一定的保护作用，在温带地区的冬季，当枯死的植物残体被雪覆盖后，植物则对基质起到很好的保护膜作用，可以防止基质在冬季冻结，以维持冬季湿地系统仍具有一定的净化能力。植物对基质的水力传导性能产生一定的影响，植物的根在生长时对土壤具有干扰和疏松作用，当根死亡或腐烂后，会留下一些管型的大孔隙，在一定程度上增加了基质的水力传导性。淹没于水中的水生植物的茎和叶形成的生物膜，为大量的光合细菌、藻类和原生微生物等在植物组织上的生长提供了一定空间，埋藏于土壤中的根和根区也为微生物的活动提供了巨大的物理活动表面，植物根系也是重金属和某些有机物的沉积场所。因此，植物地上和地下的生物膜对于湿地中发生的所有微生物过程都具有重要作用。
1.2植物对污染物的吸收作用
植物的生长和繁殖离不开营养物质，水体中的相当部分的营养物被植物转化或保存在植物体内。对于不同型的水生植物，普遍认为漂浮植物吸收能力强于挺水植物，沉水植物最差。与木本植物相比草本植物对污水中的污染物则具有较高的去除率，如有芦苇的湿地对NH+4-N的去除率接近100%，而无芦苇时，仅为40%～75%.定期和持续地从湿地系统中收获成熟的植物，并能妥善处理收获的植物，是保证污水中的养分被有效去除和防止对水体造成二次污染的唯一途径。植物的对污水的净化作用是植物吸收和微生物综合作用的结果，植物的存在有利于硝化、反硝化细菌的生存。张鸿等研究表明，在种植水芹、凤眼莲的湿地中，硝化和反硝化细菌的数量均高于没有植物的湿地，水芹湿地的细菌数量多于凤眼莲湿地的细菌数量，但前者对氨氮的去除率却低于后者，说明人工湿地系统中对 N的去除植物的吸收占主导地位。吴振斌等在进行的上、下行流的复合人工湿地系统的研究中，分别种植不同植物的湿地对COD、BOD5、TN、TP的去除效果均好于没有种植植物的对照湿地。湿地植物直接吸收和利用可利用态P，起到去P的作用，并且植物的生长状况直接影响到植物的去除效果，植物的良好长势是对 P去除的保证。