水生植物对水体的净化作用及凋落物对水质影响的研究进展

【摘 要】综述了近几年来水生植物在富营养化水体净化中应用、对重金属的富集，并对水生植物凋落物腐烂分解对水体水质的影响进行了概述，探讨了水生植物在水质净化应用中的利弊，并对水质净化过程中水生植物的应用提出了建议。

【关键词】水生植物；富营养化；重金属；克藻效应；腐烂分解

0.前言

我国由于经济的快速发展和人们对环境和资源不合理的开发利用，水体的富营养化问题尤为突出，在1996年，26个国家重点控制湖泊中，总体处于富营养化状态的已高达85%[1]，对污染水体的治理和修复已刻不容缓。水生植物可以从水体和土壤中吸收和富集营养元素等用于生长，并通过与环境的相互作用来改变水体的理化性质，从各方面改善水质。

1.水生植物对水体的净化作用

1.1水生植物对富营养化水体中N，P的去除作用

水生植物可以在生长发育过程中从水体和底泥中吸收大量的氮，磷等营养盐，维持水体营养平衡，金树权[2]研究了10种水生植物氮磷吸收和水质净化的能力，表明不同水生植物的氮磷含量和水质净化能力存在较大的差异，其水体氮，磷的去除率分别为36.3%-91.8%，23.2%-94.0%，说明水生植物对水体的净化能力是很明显的，与水生植物的净增生物量存在较高的相关性。周金波[3]研究了6种水生植物在低温和静水条件下的去除水体氮、磷的能力，结果表明金鱼藻和黑藻冬季停止生长，大聚藻、香菇草、鸢尾和黄菖蒲能正常生长且生物量有所增长，大聚藻、香菇草、鸢尾、黄菖蒲、金鱼藻和黑藻的TN净化增效作用分别为45.7%，39.6%，18.7%，16.4%，6.1%和-4.1%；TP净化增效作用分别为31.1%，30.1%，16.7%，9.9%，3.3%和-2.0%； 说明在冬季低温条件下大聚藻和香菇草仍可作为优选水生植物在应用于各种生态净水工程中。刘盼研究了紫叶酢浆草、凤眼莲、大i3种水生植物的生长状况及对3种不同富营养化水体的净化效果。大i对三种不同水体的总磷平均吸收率分别为95.98%，紫叶酢浆草为86.62%，凤眼莲为88.88%；大i对三种不同水体的总氮平均吸收率分别为84.24%，紫叶酢浆草为66.98%，凤眼莲为70.49%；说明3种水生植物均能显著改善富营养化水体的水质其中，大i的净化效果最为明显，凤眼莲次之。

1.2 水生植物对水体重金属元素的富集作用研究

各种工业废水的排放的重金属很难自然降解或者生物降解，会在水体中长期存在，通过食物链的富集放大作用危害人类健康，因此水生植物对重金属的吸收和富集的研究也非常重要。黄永杰_ENREF_5研究了8种水生植物对水体中5种重金属Cu，Pb，Cd，Zn和Mn富集能力，结果表明水生植物对这五种重金属都有一定的耐性，不同水生植物和同一水生植物的不同器官中的重金属含量都有明显地差异，但其富集系数均大于1，富集能力均较强。潘义宏野外调查和室内分析，研究了云南阳宗海南北两区域自然生长的17种水生植物对重金属的富集与转移，其中 9种沉水植物同时对As、Zn、Cu、Cd、Pb的富集系数（植物全株重金属含量与水中该元素含量的比值）远大于1，具有共富集特征.在其中金鱼藻、黑藻、八药水筛、小眼子菜、穗状狐尾藻5种水生植物同时对As、Zn、Cu、Cd、Pb具有较强的吸收和富集能力，在重金属复合污染水体修复中具有较大潜力。

2.水生植物凋落物分解对水体水质影响的研究

2.1不同生活型水生植物腐烂分解过程的对比

从水生植物生活类型看，可以分为挺水型、浮叶型、沉水型和漂浮型，李文朝[7]研究了东太湖挺水植物、浮叶植物、沉水植物优势种1年的腐烂分解过程，结果表明，浮叶植物腐烂分解速度快，周年腐烂分解率高；沉水植物初期腐烂分解速度较快，但周年腐烂分解率较低；挺水植物腐烂分解过程比较缓慢。挺水植物和浮叶植物生物质的周年腐烂分解率在70%以上，沉水植物则不到50%，其中，磷优先释放出来。唐金艳对6种水生植物进行64d的腐烂分解试验，结果表明：6种水生植物的腐烂分解速率差别较大，浮叶植物分解速度最快，沉水植物次之，挺水植物最慢，挺水植物芦苇腐解过程中的水体化学需氧量、总氮和总磷浓度最低； 在茭草分解后期，水体化学需氧量和总氮浓度上升，水质变差。浮叶植物荇菜和莲腐解过程中，水体化学需氧量和总氮浓度高于其他植物。沉水植物菹草和狐尾藻腐解过程中，水体铵态氮、硝态氮和总磷浓度最高。

2.2腐烂分解时间阶段的研究

在腐烂分解过程中，营养盐的释放规律与时间和季节的变化息息相关，张来甲在温室中模拟太湖的水、土、植物情况，研究了苦草在衰亡腐解过程中营养盐的释放规律以及对水体水质的影响，苦草衰亡与腐烂分解对水体水质的影响呈2个阶段.第1阶段为10月-翌年2月寒冷的秋、冬季节，表现为降解释放过程，但这一过程向水体及底泥中释放的碳、氮、磷较少，大部分碳、氮、磷仍保留在苦草残体中，水体pH及ρ（DO）也没有明显的变化.第2阶段为3-4月天气回暖后，苦草残体的腐解速率急剧加快，向水体及底泥释放大量营养盐；3月水体TOC、TN、TP总量较2月分别增长了216.64%、60.96%、144.40%，底泥中TOC、TN、TP总量分别增长了31.20%、9.41%、19.99%；pH增长了6.27%，ρ（DO）降低了91.5%.沉水植物腐解过程中各营养盐的赋存形态不断发生转化，并在水-底泥-植物三者间进行迁移。张菊采用网袋法研究了东平湖沉水植物菹草的分解失重和营养元素的变化动态. 结果表明菹草在0-14d分解较快，40d可分解80%，通过模型初步估算，各营养元素的释放主要集中在菹草腐烂分解的前期（0-14d），东平湖内该期间 C、N、P，S的释放量约为2510t，1187t，147t，235t，相当于水中C、N、P，S分别增加约29.9，2.84，0.35，0.56

mg/L，造成了水体的“ 二次污染”。

3.总结

水生植物在国内外水污染治理和生态修复过程中成功应用的案例越来越多，但是在水体修复的过程中，水生植物由于外力作用和植物本身生长周期等一些因素会导致腐烂分解所造成的水体二次污染，所以在怎么减少水生植物净化水体过程中腐烂分解对水体水质的影响，是以后在水体净化和生态修复中应用水生植物时最应该关注的问题，也是值得关注的问题。

【参考文献】

[1]马经安，李红清.浅谈国内外江河湖库水体富营养化状况[J].长江流域资源与环境，2002（06）：575-578.[Jing'an Ma，Hongqing Li，2002（06）：575-578.]

[2]金树权，周金波，朱晓丽等.10种水生植物的氮磷吸收和水质净化能力比较研究[J].农业环境科学学报，2010（08）：1571-1575.[Shuquan Jin，Jinbo Zhou，Xiaoli Zhu等.2010（08）：1571-1575.]

[3]周金波，金树权，姚永如等. 冬季低温条件下6种水生植物水质氮、磷净化能力比较[J].浙江农业学报，2011（02）：369-372.[Jinbo Zhou，Shuquan Jin，Yongru Yao等，2011（02）：369-372.]