沉水植物修复受污染水体的机理和应用前景研究

沉水植物修复受污染水体的机理和应用前景研究（精选6篇）

篇1：沉水植物修复受污染水体的机理和应用前景研究

沉水植物修复受污染水体的机理和应用前景研究

利用沉水植物修复受污染水体是一种经济、有效的治理方法.本文结合目前的研究现状,对沉水植物修复受污染水体的机理进行了论述,并对利用沉水植物修复受污染水体的.前景进行了探讨.

作 者：作者单位：刊 名：中国科技博览英文刊名：ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN年，卷(期)：“”(29)分类号：X5关键词：沉水植物 修复 富营养化 重金属

篇2：沉水植物修复受污染水体的机理和应用前景研究

水生植物净化受污染水体研究进展

摘要：综述利用水生植物净化受污染水体的.研究和应用现状,探讨水生植物的净化机理及净化效果,展望水生植物净化技术的发展前景.作 者：刘松岩 何涛 周本翔 作者单位：信阳农业高等专科学校,河南,信阳,464000期 刊：安徽农业科学 ISTICPKU Journal：JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES年，卷(期)：,34(19)分类号：X7关键词：水生植物 污染水体 水体净化 研究与进展

篇3：沉水植物修复受污染水体的机理和应用前景研究

关键词：植物修复,重金属,污染水体

近几年来, 随着民用固体废弃物不合理填埋和堆放, 大量污染物的排放导致各种重金属污染物进入水体, 使水体悬浮物和沉积物中的重金属含量急剧升高。重金属污染水体在许多的污染水体中相比, 其具有难度较高、花费较大的特点, 重金属污染水体传统的处理投资巨大以及效果不理想。植物修复技术是新近发展起来的生物修复技术的一个分支。相比传统的方法, 具有成本低廉的优势。本文针对植物修复技术的原理、工程应用及发展进行了综述。

1 植物修复技术原理与类型

植物修复技术是一种新原位治理环境污染技术, 机理是利用植物或微生物的新陈代谢进行积累及化解污染物。

目前发现的重金属超积累植物有700多种, 凤眼莲、水芹菜、香蒲、芦苇、香根草等都对重金属具有良好的吸收积累效应。根据植物修复的作用机理, 总体上可分为:植物吸收、植物挥发、植物吸附和植物固定等[3]。

1.1 植物吸收

植物吸收指植物根系对重金属进行吸收, 并转移到地上部分, 最后收获茎叶, 离地处理。根袋 (rhizobag) 试验表明, T.caerulescens可以将土壤中的Zn从不溶态转化为可移动态, 活化土壤中不溶态的重金属。

1.2 植物挥发

目前在这方面研究最多的是金属元素汞和类金属元素硒。实践证明, 利用分子生物学技术将细菌中汞抗性基因导入植物后, 使其具有汞浓度条件继续生存的能力以及所吸取的汞还原成单质汞。

1.3 植物吸附

表面吸附是选择性吸收和螯合离子交换等物理和化学过程共同作用的结果。是沉水植物和浮叶根生植物消除重金属的主要方式。

1.4 植物固定

植物固定, 是利用植物与添加物质致使环境中的金属流动性降低。但不能主要问题是暂时性的, 不能彻底去除重金属污染问题, 容易受到环境条件的影响。

2 植物修复工程的应用

植物修复技术广泛应用于污水治理中, 重金属污水方面应用得人工湿地技术以及生物塘工程比较多。

2.1 人工湿地

人工湿地对重金属的去除主要集中在植物对重金属的去除作用上, 包括植物的稳定、生物富集和摄取吸附。还可以通过植物挥发、甲基化等作用达到目的。另外, 就是湿地填料对重金属的固着和吸附[9]。人工湿地生态结构比较复杂, 再者重金属容易对植物产生毒害, 因此, 当植物吸收达到一定程度, 就不利于重金属的持续去除。Yang B[10]等研究了铅/锌矿废水经过人工湿地长期处理, 该湿地建设至今已有十几年的光阴, 镉、铅和锌去除率效果显著, 分别为94.0%, 99.0%和97.3%, 若人工湿地和氧化塘进行结合处理, 可以达到更好的净化效果。

2.2 氧化塘

氧化塘是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施, 其处理污水的过程实质上是一个水体自净的过程。在净化过程中, 既有物理因素, 如沉淀、凝聚, 还有化学因素, 如氧化和还原, 以及生物因素。我国韶关对净化塘系统对重金属净化后均达到国家排放要求[7]。

3 植物修复技术的发展

利用植物单一的处理技术, 容易受环境影响, 效果波动可能性很大。如果在利用新技术进行改造, 可以加强其修复效果。

3.1 前处理技术

污水里有毒物质过高时对植物会产生毒害, 此时处理效果不佳, 甚至导致植物死亡。严寒时期植物生长受抑, 处理效果同样不佳。一般植物修复处理高浓度废水时进行前处理, 以提高处理效果。常用前处理有物理沉降及过滤系统, 以减少人工湿地堵塞。采取降解有机污染物的措施, 如利用厌氧或好氧生物反应器或热处理、超声波等方法将固体颗粒物破碎等。

3.2 微生物的应用

在修复重金属污染方面, 一方面, 微生物能增强植物对污染环境的适应能力, 促进植物对有机物的吸收而间接加速有机污染物的降解[8]。闻岳等[13]研究认为, 植物根际微生物在湿地物质和能量代谢中发挥着重要的作用。另一方面, 微生物能通过增加金属的生物可利用性, 或促进植物生长的作用来使植物累积金属量增加。孙乐妮等采用稀释平板涂布法从海州香薷根际筛选铜抗性菌株, 分离纯化到27株抗Cu2+20mg/L的细菌, 菌株的这些生物学功能可能对海州香薷的生长及根际铜的活化起到一定促进作用[14]。

3.3 基因工程的应用

野生植物量小而限制了它在实际工程中的应用, 若是能利用克隆技术分离出其基因, 培养大量植物, 对植物的修复能力将得到大幅度提高。根据笔者查阅资料, 植物体内的组氨酸含量具有重金属的富集作用[11]。我国目前已克隆出镉敏感性基因、高亲和性锌等基因, 这些对于生物技术的应用提供了很好的平台[12]。

4 总结与展望

综上所述, 植物修复技术具有以下优点: (1) 处理费低, 与常规的填埋法等相比具有明显的优势; (2) 属于原位处理技术, 具有保护表土、减少侵蚀和水土流失等功效, 对环境影响最小, 是目前最清洁的污染处理技术; (3) 产生的废物量较小; (4) 能处理的重金属种类相对较多, 是一种“广谱”的处理技术。局限性在于运作条件高、处理时间长、占地面积大及受气候影响严重。

植物修复作为一项新兴的绿色污染治理技术, 当前仍处于实验研究阶段, 要真正在实践中广泛应用, 还需要不断深入研究和实践才能使植物修复技术更加完善。

(1) 继续寻找生物量大、适应性强和具有累积效应的植物, 还需研究提高超富集植物的重金属浓度水平和产量的方法和技术。

(2) 其他方法与植物修复技术的结合。在有其他非生物修复技术的辅助下, 植物修复技术能够发挥最大的功效。

(3) 结合植物分子生物学、植物生理学、遗传学或微生物学等学科能更好地发展植物修复技术。例如, 对生理学、生物化学的基础研究的增加将有助于迁移、积累和螯合机制的理解;用分子生物学手段来培养实用的转基因植株。

参考文献

[1]旷远文, 温达志, 周国逸.有机物及重金属植物修复研究进展[J].生态学杂志, 2004, 23 (1) :90-96.

[2]何池全, 李蕾, 顾超.重金属污染土壤的湿地生物修复技术[J].生态学杂志, 2003, 22 (5) :78-81.

[3]姚超英.重金属废水的植物修复技术[J].中国科技信息, 2006, 16:39-40.

[4]桑伟莲, 孔繁翔.植物修复研究进展[J].环境科学进展, 1999, 7 (3) :40-44.

[5]窦磊, 周永章.酸矿水中重金属人工湿地处理机理研究[J].环境科学与技术, 2006, 29 (11) :109-111.

[6]肖瑾, 成水平, 吴振斌, 朱邦科.植物修复技术及其在污水处理中的应用[J].淡水农业, 2003, 36 (5) :60-63.

[7]范修远, 陈玉成.重金属污染水域的植物修复[J].研究报告, 2003 (4) :12-16.

[8]夏会龙, 吴良欢, 陶勤南.凤眼莲植物修复水溶液中甲基对硫磷的效果与机理研究[J].环境科学学报, 2002, 22 (3) :329-332.

[9]闻岳, 周琪, 蒋玲燕, 等.水平潜流人工湿地对污水中有机物的降解特性[J].中国环境科学, 2007, 27 (4) :508-512.

[10]孙乐妮, 何琳燕, 张艳峰, 张文辉, 王琪, 盛下放.海州香薷 (Elsholtzia splendens) 根际铜抗性细菌的筛选及生物多样性[J].微生物学报, 2009, 49 (10) :1360-1366.

[11]Kramer U, Cotter-Howells J D, Charnock J M.et al.Free histidine as a metal chelator in plants that accumulate nickel.Nature.1996, 379:635-638.

篇4：水生植物修复污染水体研究

1、植物修复技术概述

植物修复技术是新近发展起的生物修复技术的一个分支。所谓生物修复技术是指利用生物生命代谢活动对水体中污染物的吸收、转化和降解，达到减缓或最终消除水体污染、恢复水体生态功能的生物措施，这一过程是受控或自发的。而植物修复技术就是利用绿色植物及其根际的微生物共同作用，以清除环境污染物的一种新的原位治理技术。水生植物对污染水体的修复净化是在适宜的条件下水生植物通过吸附、吸收、富集和降解几个环节来进行修复的，植物可通过根系吸收，也可直接通过茎、叶等器官的体表吸收，吸收到体内的有机物。一些属于难降解的种类，如重金属及DDT、六六六等有机氯农药，可贮存于植物体内的某些部位，其蓄积量甚至达到很高时植物仍不会受害。如将蓄积大量污染物的植物体适时地从水体中移出，则水体即可达到较好的净化效果。也有一些有机污染物，如酚和氰等进入植物体内，可被降解为其它无毒的化合物，甚至降解为CO2和H2O，这是更为彻底的净化途径。

植物修复技术与传统的物理化学修复技术相比，具有以下优点：①费用省，植物修复技术可以现场进行，减少了运输费用。避免了人类直接与污染物接触；②环境影响小，不会形成二次污染或导致污染物的转移；③可以最大限度地减低污染物浓度；④工程造价相对较低，不需要耗能或耗能很低；⑤能实现水体营养平衡，改善水体的自净能力，并具有一定的生态景观效应。

2、水生植物净化污水的机制

2.1植物吸收

水生植物在生长过程中，需要吸收大量的矿质元素，而废水中所含的大量氮、磷等营养物质恰好可以满足植物的生长需要，供其生长发育。无机氮（NH3－－N）作为植物生长过程中不可缺少的物质可被植物直接摄取，合成蛋白质与有机氮，最后转化成生物量，再通过植物的收割从废水和湿地系统中除去。无机磷也是植物必需的营养元素，在植物吸收及同化作用下可转化成植物的ATP、DNA、RNA等有机成分，最后通过收割植物而移去。通过科学技术等研究发现，芦苇在生长期对NH3－－N的摄取量很大，其吸收作用是芦苇湿地净化氮的主要过程。

2.2微生物降解

在污水处理系统中，微生物对各种污染物的降解起着很重要的作用。在氮的去除过程中，尽管有植物的吸收，但是硝化和反硝化仍然是主要的去除机制，通过细菌的硝化和反硝化作用氮的去除率占总去除率的４５％以上。种云霄等则报道，浮萍氧化塘中存在众多好氧、兼氧和厌氧微生物，氮、磷有机物的降解主要是通过微生物来完成，浮萍正是和这些微生物协同作用一起完成对各种氮、磷污染物的去除。这正说明了水生植物的根际区域可为微生物发挥降解作用提供所需要的微环境，同时，水生植物的根系分泌物可以促进微生物生长，从而间接提高了水生植物的净化效率。可见，水生植物通过和微生物的联合作用对氮、磷污染物可以产生更强的去除效果。

2.3植物组合

应用多种类型植物的组合修复重金属污染水体是未来的一个发展方向。目前的研究主要集中在利用单种生活型植物治理重金属污染，但是其治理效果是有限的。利用多种大型水生高等植物和水生植被组建人工复合生态系统在治理污水时具有独特优势，它可克服单一水生植物季节性变化明显，生物净化作用不稳定的缺点，发挥多种水生高等植物在时间和空间上的差异，实现优势互补。然而，具体哪些种类组合可达到最好的治理效果，这方面的研究还不是很多，有待今后加强。

2.4工程应用

水生植物已被广泛的应用于水体重金属污染治理中，植物缓冲带、植被恢复、植物塘、人工湿地和人工浮床等都是比较常见的技术。一方面由于水生植物修复性能有一定波动性，在不同的环境条件下会有差异，同一种操作方式应用于不同处理工艺，效果往往有好有坏。另一方面，当水生植物的去污能力达到饱和或到了凋亡季节，植物体的清除也是比较费时费力的工程。虽然水生植物修复有不少突出的优点，但是究竟如何将它更有效地用于工程实践，还需要进一步的系统研究。另外，水生植物治理修复重金属污染水体工程周期过长，对突发性污染事故治理效果不明显等问题，在实际工程实施中都应当考虑到。

3、发展前景

由于植物修复是一种低投资、高产出、环境效益好，尤其是治理费用要比传统技术低，并且对重金属的治理成效具有永久性的方法，已被证明是一项非常有应用前景的水污染处理新技术，并起着越来越重要的作用。但植物修复技术是一门新兴的技术，进一步寻找或应用基因工程技术培育出具有良好遗传性状、能适应不同浓度不同季节和地域、快速高效并能同时修复多种污染的植物新品种是今后植物修复的研究方向。

参考文献：

[1]刘音,张升堂．被污染水体的植物修复技术研究进展［J］．安徽农业科学，2009，37（15）：7147-7149

[2]王震宇，温胜芳，李锋民.南四湖湿地六种水生植物的磷素根际效应[J].中国环境科学，2010，30：64～68.

[3]黄德锋，李田，陆斌.复合垂直流人工湿地污染物去除及微生物群落结构的PCR-DGGE分析[J].环境科学研究，2007，20（6）：137-141.

篇5：沉水植物修复受污染水体的机理和应用前景研究

三种水生植物对Cd污染水体的修复研究

通过溶液培养,研究了剑兰、台湾水韭、尖叶皇冠等水生植物对Cd污染的修复效果及Cd对这三种水生植物的生长、Cd积累的影响.研究结果表明,①随着Cd浓度的增加,三种植物的`干物重均会显著降低;②Cd对植物有较强的毒害作用,高浓度的Cd会影响植物的正常生长,并进而影响植物对Cd的积累量;③剑兰是一种很有潜力的可用于Cd污染水体修复的耐性植物.

作 者：李华 程芳琴 王爱英 杜红梅 LI Hua Cheng Fangqin Wang Aiying Du Hongmei 作者单位：山西大学,环境与资源学院,山西,太原,030006刊 名：山西大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF SHANXI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：28(3)分类号：X52关键词：植物修复 重金属 镉

篇6：沉水植物修复受污染水体的机理和应用前景研究

重金属污染土壤的植物修复技术是绿色生物技术,该技术的应用受制于两个主要因素:超积累植物生物量小和土壤中重金属有效性低.本文在收集大量资料基础上,论述了蚯蚓与重金属的`相互关系:重金属对蚯蚓的毒理效应和蚯蚓对重金属的忍耐力.根据在重金属污染土壤中, 蚯蚓活动能提高植物生物量和土壤中的重金属的生物有效性,论证了在重金属污染土壤植物修复技术中引入蚯蚓的可行性,并指出引入蚯蚓的植物修复技术当前的研究热点及今后的研究方向.

作 者：冯凤玲 成杰民 王德霞 FENG Feng-ling CHENG Jie-min WANG De-xia  作者单位：山东师范大学,人口资源与环境学院,山东,济南,250014 刊 名：土壤通报  ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF SOIL SCIENCE 年，卷(期)： 37(4) 分类号：X5 关键词：蚯蚓   重金属污染   植物修复   应用前景