2 影響修復效果的因素
2.1 植物物種的差異
不同的植物,生長速率不同,對營養物質的需求和吸收能力不同,對微生物生長的促進作用不同,因而凈化水體的能力也各不相同。林連升等研究了輪葉黑藻、伊樂藻和金魚藻三種沉水植物對富營養化池塘養殖水的修復作用。試驗研究表明,這三種藻類對水體中的氮磷均有良好的凈化效果。對氮磷的去除能力為:輪葉黑藻﹥伊樂藻﹥金魚藻。丁惠君等研究了菖蒲、鳶尾、美人蕉等三種濕生植物對微囊藻的化感作用。試驗結果表明,菖蒲的抑制作用最強,鳶尾次之,美人蕉最弱[12]。
2.2 水體富營養化的差異
在富營養化程度不同的水體中,植物修復的能力也有差異。在一定的濃度范圍內,水生植物的凈化率隨水體中N、P等物質的含量增加而加大[13]。隨著氮、磷初始濃度的降低,降解速率常數相應增加,但兩者的變化趨勢不同。水體中磷的去除速率取決于植物生長速率和植物組織中的磷濃度,植物體中磷的濃度越高,植物去除水體中磷的能力越強[14]。
于曦等研究了槐葉萍對不同富營養化水體的修復作用。研究結果表明,盡管槐葉萍在不同富營養程度的水體中都生長良好,但是,對輕度富營養化水體的凈化效果遠高于對重度富營養化水體的凈化效果,在輕度富營養化水體中生長最好[15]。宋關玲等對適用于青萍的富營養水體進行研究,研究表明,青萍在不同程度的富營養水體中均能生長,但其適合生長于磷質量濃度在0.2-5mg/L(尤其是0.5mg/L左右)的水體環境中,適合應用于富營養化水平較高的水體環境中[16]。
2.3 植物種植方式對修復效果的影響
利用不同植物的生長特性進行適當配合種植有可能提高水體的總體凈化效率。在一些藻型富營養化水體中,恢復原有水生植被,特別是沉水植被恢復受到極大限制。利用飄浮植物、挺水植物作為先鋒物種,抑制藻類生長,吸收營養物質,凈化水體,可以為沉水植物引植創造條件。由于不同的水生植物對不同污染物的凈化率不同,多種植物組合比單種植物能更好地對水體凈化,不同水生植物不同時期的生長速率及代謝功能不同,凈化水體的效果較好。植物的組合具有合理的物種多樣性,從而更容易保持長期的穩定性,而且也會減少病蟲害。黃蕾等研究水芹菜和微齒眼子菜可作為構成雙層次群落結構的優選植物種類,用于修復太湖地區富營養化水體。
2.4 其它因素
除了上述因素,還有一些因素會影響水生植物修復富營養水體,如,溫度,透明度和微生物等。水生植物對污染物的吸收受溫度的制約,當溫度處于植物適應的范圍內時,隨著溫度的升高植物的生長速度加快,其對水體中氮、磷等營養物質的去除效果也隨之增強。夏、秋季節,許多喜溫水生植物處于生長旺盛期,同時也表現出較高的凈化效率,這是由于水生植物的凈化能力與其自身的生長狀況及新陳代謝有關。但對于耐寒植物來說,情況卻相反,在寒冷季節對水體中污染物有較高的凈化率,如水芹、聚草等。
水體透明度表示光線在水體中的透射深度,其大小隨水體和其中懸浮物、浮游藻類對入射光的吸收和散射的差異而變化水體透明度會影響其中水生植物的生長狀況,大量的研究結果表明,在水體的一定深度存在光補償點和補償深度,只有在光補償(點)深度以上,沉水植物才能進行正常的光合作用和呼吸作用,植物才能生長。
3 結語
采用水生植物凈化富營養化水體,具有投資少、運轉費用低、節省能源、基本無二次污染等特點。但和所有處理技術一樣,利用水生植物修復富營養化水體也存在其自身局限性。如處理時間長、占地面積大及受氣候影響嚴重等。今后對水生植物水體修復的研究應該著重加強以下幾方面:(1)不同生境條件下水生植物的生理生態研究;(2)不同條件下水生植物的最優選型和最優群落配置的研究;(3)低透明度污染水體和行洪河道水生植物生存的研究;(4)不同水生植物對于不同污染因子的生存閾值問題。