水生植物在水污染治理中的生态效应
水生植物对水环境污染的治理和修复
水生植物对水环境污染的治理和修复水生植物是一种非常特殊的植物，它可以在水中生长，不同于陆地上的植物，水生植物具有对水环境的治理和修复的功能。
在实践中，许多城市的水环境污染问题非常严重，因此需要引进水生植物来对水环境进行治理和修复。
本文将围绕着这个主题进行分析和探讨。
一、水生植物对水环境污染的治理对于水环境污染的治理，水生植物具有非常大的优势。
首先，水生植物可以吸收和净化水体中的有害物质，包括重金属、化学物质等。
其次，水生植物可以稳定水中有害物质的浓度，有效遏制污染物的扩散和传播。
最后，水生植物还能减少底泥中的废气排放，防止氧化还原反应对水体产生负面影响。
在水体中引进适宜的水生植物，通过植物自身的生长和代谢，对水体进行治理是目前比较流行的处理方式。
比如，在河流和湖泊中引进睡莲，既可以增加水体的氧含量，有助于水中生物的繁殖，又可以吸收水中的营养盐，有效遏制富营养化的发生。
同时，在河床上铺设适当的水生植物，可以有效增强河岸的稳定性，减少水土流失的现象。
另外，水生植物的引入还能有效减少底泥中的污染物，对底泥中金属离子、氮、磷等进行吸收和分解，并将其转化为有机物。
这一方面可以减少底泥污染对水质的负面影响，另一方面还可以增强水生植物的生长。
总的来说，水生植物在水环境污染治理方面具有独特的优势，同样也是一种能够实现生态恢复的有效措施。
二、水生植物对水环境污染的修复水生植物的生长和繁殖能够有效修复水环境污染，这也是将水生植物应用于污水处理的主要原因。
在生态系统恢复工程中，水生植物的引入能够促进新陈代谢以及环境的改善。
具体来说，水生植物的引入可以使水体的水位得到改善，形成多个生态环境，减少污染物对水体和水体生态系统的破坏。
此外，水生植物对水质的修复还有助于河流的生态系统建设。
比如，绿色藻类的引入可以有效提升河流的生态系统耐受性，促进水体中的营养循环管理，减少有害物质的产生。
此外，水生植物的生长还可降低水中硝化细菌数量，从而减少其对水体的污染。
水生植物对水质净化的作用与机制
水生植物对水质净化的作用与机制水是生命之源，而水的质量则关系着人们的健康与生存。
随着经济的发展和人口的增长，水污染问题越来越严重，成为世界范围内的焦点。
水质净化是保障人类健康的重要手段之一，除了传统的水处理方法外，水生植物净化水体的方法越来越受到关注。
本文将介绍水生植物对水质净化的作用与机制。
一、水生植物对水质的净化作用水生植物在水体中具有吸收养分和吸附污染物的能力，通过其根系、茎叶、花粉等部位有效地去除水体中的磷、氮、有机污染物、重金属等。
同时，水生植物微生物固定在植物表面或根部形成的生物膜也对水体微生物的减少起到了显著作用，使水体的细菌含量降低，水质提高。
此外，水生植物对调节水体温度、增加氧气含量、防止水体生态失衡等方面也起到了非常重要的作用。
二、水生植物对水质净化的机制1. 吸收养分与吸附污染物水生植物生长速度较快，具有吸收底泥中养分的能力。
它们的根系可以扎在底泥中吸收磷、氮等营养物质，起到了有效控制藻华的作用。
此外，水生植物的叶子、茎、花等部位具有吸附污染物的能力，在水体中吸附大量的重金属和有机污染物，逐渐净化水体。
2. 微生物代谢作用水生植物上的微生物主要以硝化菌、硫化菌等为主，可以对水体中的氨、亚硝酸、硫酸盐等进行代谢作用。
硝化菌可以将亚硝酸盐等氧化成硝酸盐，而硫化菌则可以将硫酸盐还原为硫化物。
这两种作用都可以促进水体中营养物质的转化，促进水体环境平衡。
3. 生物膜效应水生植物与周围水体之间会形成一种称为“生物膜”的界面。
生物膜是由群体微生物通过自身分泌物形成的微生态体系，可以吸收水体中的营养物和有机物，维持水体中的微生物种群的平衡，促进水体自净能力的提高。
4. 植物吸氧作用水生植物可以吸收水中的二氧化碳和底泥的有机物，并将其转换为氧气，增加水体中氧气含量，为水体中的生物提供了生存所需的氧气，降低了水体中有机物的浓度。
三、水生植物净化水体的应用在实际应用中，水生植物可以通过植物繁殖、扩大间隔、适当调节水位等措施进一步加强对水体的净化作用。
水生植物在水污染控制中有何生态效应
水生植物作为生态系统的一部分，与其他生物相互作用，共同维护水生生态系统的平衡。
水生植物在水质改善和生态修复中的应用价值
要点一
吸收污染物
要点二
生态修复
水生植物可以吸收和富集水体中的污染物，有助于改善 水质。
水生植物可以促进受损水域的生态修复，提高水体的自 净能力。
04
水生植物在水污染控制中 的实践应用
水生植物对有机污染物的降解作用
降解有机物
水生植物能通过生物转化 作用，降解有机污染物， 如苯酚、多环芳烃等。
转化机制
水生植物通过酶的作用， 将有机污染物转化为无害 物质，降低其对环境的危 害。
促进降解菌生长
水生植物还能促进某些降 解菌的生长繁殖，进一步 增强有机污染物的降解效 果。
水生植物对营养物质的吸收和去除作用
水生植物在水质监测和生态修复中的应用前景
指示生物
水生植物可以作为水质监测的指示生物， 通过观察植物的生长状况、叶绿素含量等 指标，反映水体的污染状况和生态修复效 果。
VS
生态修复
水生植物可以用于河流湖泊的生态修复， 通过种植耐污种类、优化配置等方式，提 高水体的自净能力，促进水生态系统的恢 复。
05
水生植物具有重要的生态功能，如提供栖息地和食物来源，参与物质循环和能量 流动，净化水质，增加水体透明度等。
水生植物对水体环境的适应性
生理适应
水生植物具有特殊的生理适应能力，如能够在低氧条件下生 存，能够吸收和储存水分，能够抵抗水流和波浪等自然环境 压力。
生态适应
水生植物能够适应不同的水体环境，如在水质清澈的水体中 生长的沉水植物，在浅水区生长的挺水植物，以及在沼泽地 生长的湿生植物等。
水生植物在水污染控制中有何生态效应
目录•引言•水生植物对污染物的吸收与富集•水生植物对水体生态系统的修复与维护•水生植物在水污染控制中的实际应用•水生植物在水污染控制中的潜力与展望引言水生植物的定义与分类定义水生植物是指生长在水中或水边的植物，它们能够在水中正常生长、繁殖并完成生活史。
分类水生植物主要分为浮水植物、沉水植物、挺水植物和湿生植物四类。
浮水植物如荷花、睡莲等漂浮在水面上；沉水植物如水草、黑藻等完全生长在水下；挺水植物如芦苇、香蒲等根部在水中，茎部挺出水面；湿生植物如水杉、柳树等生长在水边湿润土壤中。
影响水污染对人类健康和生态环境造成严重影响，如饮用水源污染、水生生物死亡、水体富营养化等。
现状随着工业化和城市化的快速发展，大量的污水被排入河流、湖泊等水体，导致水质恶化，生态系统受损。
水污染的现状及其影响01吸收污染物水生植物能够通过根系吸收水中的营养物质和重金属等污染物，从而净化水质。
02抑制藻类生长水生植物与藻类竞争光照、营养物质等资源，有效抑制藻类过度繁殖，防止水体富营养化。
03提高生态系统稳定性水生植物作为水生态系统的一部分，能够为其他生物提供栖息地和食物，增加生物多样性，提高生态系统的稳定性。
美学和文化价值：许多水生植物具有观赏价值，能够美化水域环境，同时它们也是许多文化和历史遗产的组成部分。
保护和利用水生植物也有助于传承和弘扬这些文化遗产。
综上所述，水生植物在水污染控制中具有重要的生态效应，它们能够净化水质、抑制藻类生长、提高生态系统稳定性，并具有美学和文化价值。
因此，在水污染控制工程中应充分利用和保护水生植物资源，以发挥其在生态修复和环境保护中的作用。
同时，也需要加强对水生植物的研究和管理，以更好地了解其生态功能和保护策略，为水生态系统的健康和可持续发展做出贡献。
富集富集机制01水生植物通过根部吸收和吸附作用，有效富集水体中的重金属离子。
02转化与解毒部分水生植物能将重金属转化为毒性较低或与生物活性较低的形式。
植物生态学汇报---水生植物在应对水环境污染中的作用
2.水生植物在污染水体修复中的应用
2.1人工湿地
2.1.1人工湿地系统是本世纪七十年代发展起来 的利用水生植物处理污水的新型废水处理,由于 建造和运转费用低、维护简单、效果好,且为众 多野生动物提供了栖息地,成了研究的重点。
2.1.2人工湿地一般由人工基质(一般为碎石)和 生长在其上的水生植物(如芦苇、短叶莎芷等组 成,是一个独特的土壤一植物一微生物生态系统。
存在的问题
海珠湿地公园是在原万亩果园的基础上进行规划设计的。园内种植有大 量原生 态果树，但由于缺乏科学合理的管理和规划，水质污染严重，湿 地功能下降，局部地区有退化趋势。
解决方法
为了净化水体，打造岭南水乡风情， 园内营造了多处亲水平台，通 过设置生态净化装置和种植水生植物，水质达到Ⅲ类。其中花溪作为 示范区主要亲水区，总面积1.18万m2，长650m，是海珠湿地公园的核 心景点。
净化原理
湿地剖面
沉水植物的作用 • 通过生长带走营养 • 浮游动物栖息地 • 小型鱼虾避难所 • 释放大量原生氧 • 磷的惰化沉降作用 • 增强氮的硝化、反硝化作用 • 化感作用，抑制藻类 • 固化底泥
水下生态系统结构
修复前后水质指标对比
修复前后水质复后，项目水体 水质显著提升， 由修复前的地表 劣质V类提升到 地表III类，部 分指标达到地表 II类标准。
水生植物在水污染治理中的净化机理及应用
水生植物在水污染治理中的净化机理及应用水生植物在水污染治理中发挥着重要的作用。
它们可以通过吸收和降解污染物的方式，净化水质，提高水体的生态环境。
水生植物的净化机理主要有以下几个方面：水生植物可以通过吸收水中的有机物和无机盐来净化水体。
水生植物的根系可以吸收水中的营养元素，如氮、磷等，减少水中营养物的含量，避免水体过度富营养化。
水生植物的叶片表面也能吸附水中的溶解有机物，如重金属离子、农药残留等。
水生植物还能通过生理作用对水质进行净化。
水生植物通过呼吸作用接收二氧化碳，释放出氧气，增加水中氧气含量，有利于水中生物的呼吸过程。
水生植物通过光合作用可以吸收大量的光照能量，减少水中的浊度，提高水体透明度。
水生植物的根系对水土保持起着重要的作用。
它们的根系可以固定土壤，减少泥沙的流失，防止水质的变浑。
水生植物的根系还可以形成一个复杂的根网结构，提供给水中微生物生长的庇护所，促进水体中微生物的代谢活动，降解有机物和重金属等污染物。
水生植物可以被用作人工湿地的植物。
人工湿地是一种模拟自然湿地的人工水体净化系统，通过水生植物的生态功能，达到水污染治理的目的。
人工湿地可以用于农田农药残留的降解和处理、城市污水处理等。
水生植物可以用于水培养殖和生态修复。
水生植物可以生长在水中，不需要土壤作为生长介质，可以直接通过水中的养分供养自身的生长。
水生植物可以通过水培的方式大面积种植，加速生长速度，提高水质净化效率。
水生植物还可以用于水体生态修复，通过引入适宜的水生植物来净化受污染的水体，恢复水体的生态系统。
水生植物在水污染控制中的生态效应
水生植物在水污染控制中的生态效应
水生植物在水污染控制中的生态效应
以水生植物为主体的水污染控制技术,利用植物及其微生物与环境之间的相互作用,通过分解、吸收或吸附作用,使水污染得到有效控制.利用水生植物对水污染的控制过程更强调人与自然的和谐相处,在净化污水的同时,也为野生生物提供了适宜的生境,使退化的水生生态环境得到改善.
作者：白峰青郑丙辉田自强作者单位：白峰青(长安大学,西安,710064)
郑丙辉,田自强(中国环境科学研究院,北京,100012)
刊名：环境科学与技术ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2004 27(4) 分类号：X173 关键词：水生植物水污染控制人工湿地生态效应。
植物生态学汇报---水生植物在应对水环境污染中的作用
三、案例研习
1.海珠湿地公园
• 海珠湿地位于广州市中心城区，海珠区东南部，是广州规模最大、保存 最完整的生态绿核，被称为广州市的“南肺”和“肾”。
• 主要包括万亩果园、海珠湖及相关河涌39条，总用地面积1100公顷，水 域面积达380公顷。区域内河涌纵横交错，湿地资源丰富，其中城市内湖 湿地59.7公顷，河涌湿地214.6公顷，涌沟—半自然果林镶嵌复合湿地 202.3公顷，湿地率达54.8%。
• 是珠三角河涌湿地、城市内湖湿地与半自然果林镶嵌交混的复合湿地生 态系统。
• 海珠湿地公园具有繁华都市与自然风光相融、湿地生态系统结构特殊等特色， 为候鸟迁徙重要通道、岭南水果发源地和岭南民俗文化荟萃区。
• 海珠万亩果园种植果树的历史由来已久，果园内涌沟密布，通过珠江三角洲 感潮河段的水文特性灌溉果树，形成我国非常罕见的城市湖泊与河流湿地类 型。
二、水生植物修复污染水体的研究进展
近年来,水系的近自然型治理在工业化国 家正逐渐成为改善水体环境的新理念,利用 水生植物具有净化水体的能力,并兼有美化 景观的作用,建成具有生命活力的水生生态 系统也成为一种新潮流。我国利用水生植物 净化水质的研究始于70年代中期,水生植物 可吸收、富集水中的营养物质及其它元素, 使水体中的溶解氧含量增加,抑制有害藻类 繁殖等
2.2 氮、磷污染的危害性 水体的氮污染会造成水体的富营养化现象。富营养化水体会使某些藻类恶性繁殖,出
现所谓的“水华”。这些藻类往往有一股腥味,使水质下降,水体透明度减少,色度增加, 水体变得混浊。其中的一些藻类的蛋白质毒素,可富集在水产生物体内,并通过食物链 使人中毒。大量藻类同时死亡时会耗去水中的氧,从而引起鱼类的大量死亡。还原态氮 排入水体会因硝化作用而耗去水体中大量的氧,造成水体黑臭。化合态氮对人及生物的 毒害作用。水中氨氮超过lm留L时,即会使水生生物的血液结合氧的能力降低,若饮用 NO3一N含量超过10mg/L的水(或NO3一50mgL/),可引起高铁血红蛋白症。
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水生植物在水污染控制中的生态效应
摘要：以水生植物为主体的水污染控制技术,利用植物及其微生物与环境之间的相互作用,通过分解、吸收或吸附作用,使水污染得到有效控制。
利用水生植物对水污染的控制过程更强调人与自然的和谐相处,在净化污水的同时,也为野生生物提供了适宜的生境,使退化的水生生态环境得到改善。
关键词:水生植物水污染控制人工湿地生态效应
水污染问题已成为目前人类面临的一大环境问题，它严重影响到人类的生产生活，为了治理水污染，人们想了很多方法。
目前我国绝大部分的城市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,资金和能源短缺问题普遍,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）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。
（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。
对于不同生活型的水生植物,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。
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。
（3）植物根系释放
湿地系统具有明显的缺氧环境,湿地中氧的传播速率约为陆地环境氧的传播速率的万分之一。
水生植物则具有适合在缺氧条件下生存的结构与特征，包括茎肥大,茎和根的中心具有较大的组织,茎中空,具浅根系等。
植物的这种特殊结构,有利于氧在其体内的传输并能传递到根区,不仅满足了植物在缺氧环境的呼吸作用,而且还可以促进根区的氧化还原反应与好氧微生物的活动。
将光合作用产生的氧传递到根区,在根区的还原态的介质中形成氧化的微环境,根区有氧区域与缺氧区域的共同存在为根区的好氧、兼氧和厌氧微生物提供了各自的小生境，使
不同微生物都能发挥各自的作用。
氧在植物根部的释放主要取决于植物内部氧的浓度、周围基质的需氧量以及植物根壁的渗透性。
植物通过吸收而在根部释放氧是由其本身的结构所决定的,植物的结构阻止了其在径向的泄露,并努力使释放到根区的氧的损失减少到最小。
氧的释放率一般在根的亚顶端区域最高,并随距离根尖的增大而降低。
水生植物具有对流型通气组织,其根区和根部都具有较高的内部氧的浓度,这种对流型的气体的流动明显增加了可供氧根的长度,同时还可以通过氧化和脱毒减少根部一些潜在的有害物质。
除了根系可以释放氧外,根系还可以释放其它物质。
一些植物的根系分泌物能杀死污水中的细菌和病原微生物,湿地运行过程中对细菌的高去除率,验证了上述结论。
一些植物释放的克生物质对其它植物的生长产生抑制或促进作用,表现植物间的相生相克作用。
凤眼莲、水花生、水浮莲、宽叶香蒲等可以分泌出克藻物质,对水体中藻类的繁殖具有明显的克制作用。
同样藻类也可以对高等水生植物产生克制作用,尤其是当藻类大量繁殖形成水华时,高等水生植物的生长率和叶绿素均呈下降趋势。
2、水生植物对水污染控制的影响因素
大量实践证明,水污染的控制与植物的类型、群落构成、覆盖度、水体透明度等因素相关。
（1）植物类型和群落构成
在提高植物处理效果研究方面,一个重要的研究内容是如何选择合适的植物种类和确定不同植物的组合。
漂浮植物是人工湿地中常用的一类植物,就去除效果而言,凤眼莲的净化效果最好。
挺水植物芦苇、香蒲的使用频率最高。
很显然,不同的物种或同一物种在不同湿地环境中的净化效果都会有较大的差异性。
很多实验结果表明,多种植物合理的搭配较单一植物具有较好的处理效果,混合种不仅使湿地的净化率提高,且净化效果更稳定,试验结果表明,沉水植物可以显著改善水体的理化性质,在不同营养级水平上具有维持水体清洁和自身优势稳定状态的机制,水生植物有过量吸收营养物质的特性,可降低水体富营养化水平。
水生生态系统逐步恢复,关键取决于其自身的自净能力和环境容量,而自净能力和环境容量又取决于稳定的和优化的水生植物群落的形成。
沉水植物群落的
是建立草海优化生态系统的基础,草海历史上长期以来,沉水植物就是湖泊中最主要的生产者。
随着水体富营养化的加剧,沉水植物大量消亡,草海的水生植物群落的构成发生了很大的变化,漂浮植物凤眼莲成为草海的单优势群落,致密生长的凤眼莲使湖水复氧受阻,水体中溶解氧得不到补充。
凤眼莲虽具有很强的吸收N、P 的能力,但过度繁盛的凤眼莲腐烂造成的二次污染反而加重了水体的富营养化水平。
（2）植物的覆盖度、污水浓度
菹草对水体和底泥中的N、P、Pb、Zn、Cu、As 等有较强的吸收、富集作用。
吸收能力的大小与其生物量和群体的覆盖度有关,当菹草的保持覆盖度为50 %时,生物量最大,净化效率也达到最大。
研究结果表明,随着磷营养盐水平的提高,叶内无机磷的含量也逐渐增加,而叶绿素则随磷含量的增加而降低。
（3）环境因子
影响水生植物去除率的因素有光照、水温、溶解氧、pH、营养盐和风浪等因素有关,不同生活型的水生植物对这些因素的敏感性不同。
所有水生植物都有其适合生长的季节和适宜的温度,水体的透明度则成为沉水植物的限定因子。
大量的研究结果表明,在水体的一定深度存在光补偿点和补偿深度,只有在光补偿(点) 深度以上,沉水植物才能进行正常的光合作用和呼吸作用,植物才能生长。
3、展望
植物在水污染控制中的作用已在很多水体恢复试验中得到验证,但水生植物在其中的作用,国内外目前还存在一些的争议。
绝大多数的室内和现场试验都表明,水生植物的作用是高效的或有效的。
水生植物能否发挥其最大的净化及应用潜力,关键在于植物种类的选择和植物群落的搭配,特别是通过试验选择耐污性强、净化效果好、适宜其生存环境的物种是一项优先考虑的工作。
多个物种的合理搭配无疑会增强系统的对水体的净化效果,而根据各地的具体情况进行植物筛选和系统观测研究,则是选择理想物种,发挥植物最大潜能的有效途径。
利用水生植物对污水的净化作用对污染水体的修复过程,很少有废物和排放物产生,无疑为我国日益恶化的水环境修复提供了一个良好的策略。
我们坚信，在人们的继续努力下，一定会找到治理水污染的最佳方法。
参考文献
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