六類抗污染藥用植物環(huán)境改善應(yīng)用的分析比較
發(fā)布時間:2018-06-26 來源: 日記大全 點擊:
摘要:當前環(huán)境污染尤其是水體、大氣污染日益嚴重,植物凈化環(huán)境、治理污染的作用越來越受到重視。本文以鳳眼蓮、蘆葦、香蒲、菖蒲、蘆薈、松柏為代表,就藥用植物在凈化改良環(huán)境方面的特點與應(yīng)用進行了分析及比較,以期能加深針對藥用植物與生存環(huán)境之間相互作用的研究及開拓藥用植物在改善治理環(huán)境污染方面的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:六類藥用植物;抗污染;環(huán)境改善
基金項目:2014年江蘇省高校哲學社會科學研究一般項目資助,項目編號2014SJB598
中圖分類號: S567;S688 文獻標識碼: A DOI編號: 10.14025/j.cnki.jlny.2018.08.057
植物改善環(huán)境的實例很多,本文就鳳眼蓮、蘆葦、香蒲、菖蒲、蘆薈、松柏六類藥用植物進行應(yīng)用比較。
1 藥用植物對水體污染的改善作用
1.1 沉水植物對水體污染的改善
過去湖水富營養(yǎng)化十分嚴重,當時由于種種原因造成沉水植物大量消失,水生植物群落的構(gòu)成遭到了極大破壞,漂浮植物漸漸變?yōu)榈械奈ㄒ粌?yōu)勢群落,由于其生長毫無節(jié)制,以致湖水中溶解氧不斷被消耗,長期得不到補充。漂浮植物雖具備較好的吸收氮、磷元素的能力,但過于繁盛帶來了可怕的后果,那就是漂浮植物一旦出現(xiàn)大量死亡腐爛,即會造成二次污染,反而加重了水體的富營養(yǎng)化。
通常來說,對于不同類型、品種的水生植物,人們發(fā)現(xiàn)漂浮植物的吸收能力要好過挺水植物,沉水植物的吸收能力最差。但是在生態(tài)系統(tǒng)中,沉水植物能起到穩(wěn)定底泥,提高水質(zhì)的作用。較之其外無沉水植物的分布區(qū),沉水植物分布區(qū)內(nèi),其總磷、氨氮、COD、BOD的含量通常極低。沉水植物生物量龐大,不斷與環(huán)境交換著宏量的物質(zhì)與能量,形成了巨大的環(huán)境容量和強大的自凈能力。大型沉水植物則通過根部吸收,因而比浮水植物具有更有效的富集氮磷的能力。經(jīng)過實地檢測發(fā)現(xiàn),生長有大量蘆葦?shù)乃w對污染物質(zhì)的去除率可達90%以上,而沒有蘆葦?shù)乃w,僅能達到30%~70%。
1.2水生植物對水體污染的改善
由于大量的營養(yǎng)元素排入到更新周期長的地表水體,使藻類等生物大量生長繁殖,水中有機物增長遠超過消耗,有機物積蓄,破壞水生生態(tài)平衡。富營養(yǎng)化引起藻類爆增,氧氣驟減,造成水體透明度降低,組織缺氧使大型植物退化,減少了植物的多樣性。反之,水生植物的穩(wěn)定底泥、抑藻抑菌等作用,對改善水質(zhì)具有重要的實踐意義,有些水生植物有吸收過量營養(yǎng)物質(zhì)的特性,可降低水體營養(yǎng)水平,并減少魚類所引起的沉積物重懸浮,降低濁度。利用水生植物吸收富集水體中過剩元素是治理和抑制湖泊富營養(yǎng)化的有效方法之一,具有高效、低耗、低費、可持續(xù)和自我更新性強等優(yōu)點,也是目前生態(tài)和生物方法中的常用技術(shù)。當前,部分國家已經(jīng)嘗試使用水生植物(包括藥用植物)污水處理系統(tǒng)來改善富營養(yǎng)化水質(zhì),包括蘆葦、鳳眼蓮、香蒲等許多種類,這些藥用植物可依據(jù)污染物性質(zhì)和氣候條件進行適當?shù)倪x栽。
在水生植物針對河體中氨氮、COD、總氮和總磷的凈化研究中,人們發(fā)現(xiàn)蘆薈等植物處理某段污水均體現(xiàn)出較好的改良效果:但無論是在COD、氨氮污染物凈化方面,還是在總氮、總磷凈化方面,蘆薈的處理效果都是最佳的。菖蒲具有較強的適應(yīng)能力,對氮磷污染物也具有一定的去除能力,氮磷累積量與植物生物量成正比:寬葉香蒲的生活能力強,對污水的凈化效果表現(xiàn)好,而且生長期長;寬葉香蒲對氨與氮的去除性能好、對磷有一定的去除作用;菖蒲、寬葉香蒲去除COD的效果最好,達90%左右。磷循環(huán)可能需要依靠大型植物的調(diào)控,水體底泥中磷的枯竭會導致香蒲減少,若其后泥中磷再次顯著的增加又可使香蒲重現(xiàn)。
農(nóng)田退水后湖泊水質(zhì)空間分布發(fā)生了變化,人們研究發(fā)現(xiàn)空間上分布不同的蘆薈與菖蒲對凈化效果施加了重要的影響。水生植物對其中的BOD5、CODcr、氨氮、總磷均具有較好的降低作用,其中對BOD5速率降低得最顯著,而對總磷的降解率較低,綜合污染大約整體下降30% 以上,可見蘆薈、菖蒲對農(nóng)田退水具有很好的改良效果。
1.3 水生植物根系微生物與鳳眼蓮等植物有明顯的協(xié)同凈化作用
植物凈化水體是以大型水生植物為主體,植物和根區(qū)微生物共生,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),合作凈化污水的。某些水生植物,可以借助通氣組織將氧氣從葉片輸送到根部,并擴散至水中,供周邊微生物,尤其是根際微生物呼吸和分解污染物之用。鳳眼蓮等植物根部,吸附有龐大的浮游生物和微生物,顯著增加了生物多樣性,并使各種類型污染物逐次得以處理。利用固定化氮循環(huán)細菌技術(shù),可使氮循環(huán)細菌不斷在水域中擴散,影響水生植物根部的微生物數(shù)量,接著通過硝化—反硝化作用,漸進加強水生生態(tài)系統(tǒng)自凈能力和強化自然水體除氮能力。這對進一步研究健康水生生態(tài)系統(tǒng)退化機理及加以修復具有重要意義。
某些藥用水生植物,例如香蒲,亦能抑制浮游植物,進而降低藻類的存量。水生高等植物明顯抑制藻類的作用主要包括,使藻類數(shù)量急劇下降和促進藻類群落結(jié)構(gòu)改變。雖然水生植物與藻類在營養(yǎng)、光照、生存空間等方面存在競爭,但除人工控制和低溫等條件下,一般是水生植物生長更占優(yōu)勢。藻類與大水生植物之間互生互克的作用在污水處理和水體生態(tài)改良方面有不容忽視的應(yīng)用潛力。
野外與實驗室研究表明,鳳眼蓮等植物通過根系向水中分泌一系列有機物,其在水中含量極微時即可干擾藻類的生理生化、形態(tài)和繁殖,使藻類數(shù)量明顯降低!跋闫亚秩胧街卫怼钡囊粋重要機理就是向周圍環(huán)境中釋放植物毒素——利用植物分泌物和植物周圍的微生物與藻類間相生相克的關(guān)系,去除藻類。這對于富營養(yǎng)化防治、水生態(tài)系的恢復和重建具有極大的意義。蘆葦也能對浮游藻類的生長起到一定的抑制作用。
1.4 利用植物對重金屬污染點位進行修復
在工業(yè)高速發(fā)展的今天,含有重金屬離子的廢水的產(chǎn)生與擴布越來越嚴重。重金屬已成為最重要、最常見的污染物之一。與有機物不同,重金屬不能被微生物所降解,只有通過生物的吸收并移除得以從環(huán)境中清理掉。植物具有生物量大且易于后處理的長處,因此利用植物對重金屬污染位點進行修復,是解決重金屬污染的有利選擇。植物對重金屬污染位點的去除修復有三種方式:植物揮發(fā),植物固定和植物吸收。某些藥用水生植物對重金屬Zn、Cr、Pb、Cd、Co、Ni、Cu等有顯著的吸收與積累能力。諸多研究表明,環(huán)境中的重金屬含量與植物組織中的重金屬含量成正相關(guān),因此也可以通過分析植物體內(nèi)的重金屬含量來指示警戒環(huán)境中的重金屬水平。
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