生态修复常用水生植物汇总.pptx

生态修复常用水生生态修复常用水生植物汇总植物汇总生态板块艺术中心2014.8目录1重金属修复植物2水生耐污植物3当前存在问题 通过生态方式修复河水、净化水质，实现污染水体净化与修复的手段越来越受到普遍关注。因此，寻找高效净化水体的水生植物是生态修复的关键。水生植物净化水体一方面是能够吸收氮磷供自身生长和代谢使用，另外多种水生植物还有很强的富集重金属的能力。由于不同的植物对不同的重金属有其不同的耐受限度，故有必要知道其对重金属离子的耐受临界值。表1 部分水生植物对重金属的耐受上限值(mg/L)1 1 重金属修复植重金属修复植物物 1.1植物对重金属耐受上限重金属离子 HgCuCdZnPb水车前-15.40.104.0040.3金鱼藻1.007.805.00-水葫芦0.0620.05.0010.030.2荇菜-0.200.50-水葱-30.0-大薸-5.0010.0-不同植物对同种重金属的富集能力有所不同，而同种植物对不同重金属的富集能力也不尽相同。表2 重金属富集植物及去除效果汇总1 1 重金属修复植重金属修复植物物 1.2重金属富集植物Cd、Pb富集植物富集系数（Cd）富集系数（Pb）-根茎叶根茎叶-旱伞草157.7524.16107.548.23-鸢尾122.86.69224.5114.53-菖蒲88.947.3966.922.24-美人蕉120.9426.0536.655.9-注：灯芯草、梭鱼草能够不同程度降低水体中重金属含量，对Pb和Cd具有较强的富集能力。Cu、Pb、Zn富集植物富集系数（Cu）富集系数（Pb）富集系数（Zn）根茎叶根茎叶根茎叶芦苇2.991.216.993.748.324.29茭白9.122.5916.185.8226.939.06水鳖6.11.5833.41510.024.73其他重金属富集植物(浓度单位均为mg/kg）重金属种类富集植物备注Pb、Zn、Cu、As、Mn凤眼莲在初始浓度Mn55mg/L水体中，对Mn的富集系数为（茎叶102.90，根210.09），在初始浓度（Cu，Zn，Cr，Fe，Cd：15）5天去除率90%以上。对Hg、Cu、Cd、Zn、Pb的耐受上限分别为：0.06、20、5、10、30.2。Cd、As、Hg、Zn荇菜对Cd、Zn的耐受上限分别为：0.5、0.2。Cd、Cr、Hg、Pb普生轮藻-As,Cd,Pb、Cu、Zn大薸初始浓度（Cd，Cu，Zn：5；）7天去除率20.1%，50.48%，60.4%。对Cu、Cd的耐受上限分别为：5、10。Pb、Zn东方香蒲铅富集系数为（根66.86，茎叶41.38），在Pb300mg/L，可以正常生长，不受抑制。Pb、As轮叶黑藻在初始浓度为(As:0.175mg/L、Pb:0.06mg/L）的污水中，As和Pb的富集系数分别为592，142。As、Cd大茨藻又能积累并移除大量的重金属（As和Cd）。Co、Cr金鱼藻对重金属钴、铬有较强的超富集能力。对Hg、Cu、Cd的耐受上限分别为：1、7.8、5。Pb、Hg苦草对重金属Pb和Hg具有较强的吸收富集作用；初始浓度（Hg：0.1，0.5，1.0，3.0）6天去除率70%84%。Cu、Mn石菖蒲初始浓度（Cu，Mn：2.0）去除率91%-99.7%。Zn莼菜-Cd水葱对重金属具有较强的耐受性，且镉富集能力较强。对Cd的耐受上限分别为：30。As、Cu槐叶萍同时槐叶萍对砷和铜具有良好的富集效果。初始浓度（Cu：150）3天去除率92.8%98.0%。Zn、As菹草-水车前对Cu、Cd、Zn、Pb的耐受上限分别为：15.4、0.1、4、40.3。由表2，对Cd、Pb具有较强富集能力的水生植物主要有：旱伞草、鸢尾、灯芯草、菖蒲、美人蕉、梭鱼草。芦苇、茭白、水鳖对Zn、Cu、Pb具有明显的吸收富集作用。在Cu9.00mg/L，Pb1.01mg/L，Zn6.00mg/L的水体环境下，上述三种植物均可以正常生长。狐尾藻和小眼子菜对As、Zn、Cu、Cd和Pb均具有较强的吸收富集能力。对As和Pb的吸收效果尤其明显，在初始浓度为（As:0.175mg/L、Pb:0.06mg/L）的污水中，狐尾藻和小眼子菜对As和Pb的富集系数分别为(342，124)和（524,93）。另外多种植物对不同重金属具有富集能力，均可以作为水生态修复的潜在物种。2 2 水生耐污植水生耐污植物物 2.1水生植物对氮磷的吸收水生植物水体修复u2.1.1水生植物体内氮磷含量 通过水生植物对氮磷的吸收，治理受污染水体效果明显。根据不同植物体内氮磷含量高低，可以优选出高效净化水体的水生植物。表3 不同水生植物体内氮磷含量由上表：浮水植物体内氮磷含量最大，其次是沉水植物，最后是挺水植物。2 2 水生耐污植水生耐污植物物 2.1水生植物对氮磷的吸收植物名称最大高度（m)氮含量（mg/kg)磷含量（mg/kg)薏苡224.1-25.64.2-5.6芦苇318-212.0-3.0花叶芦竹217.2-35.11.7-6.2野茭白110.9-25.11.3-6.9茭白1.816.8-27.94.4-5.3千屈菜0.812.3-29.91.61-5.94香蒲25.0-240.5-4.0灯芯草1152鸢尾0.54.7-25.32.3-4.7菖蒲1.211-352.3-5.7大薸12.0-481.5-11.5浮萍25.0-50.04.0-15.0凤眼莲10-401.4-12槐叶萍20-481.8-9.0苦草0.516.9-30.52.2-4.7穗花狐尾藻1-381.2-6.4u2.1.2水生植物对氮磷的净化效果 通过水生植物对氮磷的吸收，治理受污染水体效果明显。根据不同植物体内氮磷含量高低，可以优选出高效净化水体的水生植物。表4 几种水生植物对氮磷的净化效果2 2 水生耐污植水生耐污植物物 2.1水生植物对氮磷的吸收植物名称 初始浓度（mg/L）去除率（%）植物名称 初始浓度（mg/L)去除率（%）芦苇 铵态氮3.46；总氮15.97；硝态氮1.10；总磷3.05；90.27，91.90，89.08，82.60 旱伞草 CODcr150-180；总P4.55；总N41.70；93.91；81.18；水葱 76.71，68.16，74.41，86.27 茭白 94.17；78.05；水花生 92.24，91.60，91.10，95.10 香蒲 96.81；78.95；香蒲 91.67，92.30，59.97，83.00 藨草 90.05；79.62；慈姑 86.53，87.58，79.69，84.76 菖蒲 94.10；74.25；大聚藻 总氮16.0-110.51；总磷2.49-9.03 89.90，75.30 马蹄莲 89.86；85.17；香菇草 91.80，79.10 凤眼莲 93.98；89.25；水芹 91.50，94.00睡莲 92.57；82.52；美人蕉 88.00，74.30 紫萍 91.34；81.63；凤眼莲 80.40，77.80 金鱼藻 85.11；79.62；大薸 74.90，69.90 水浮莲 92.01；85.67；黄菖蒲 38.60，50.40 旱伞草 CODcr350-400；总P9.78；总N54.78；72.90；84.43；鸢尾 50.00，50.40 茭白 67.33；81.53；旱伞草 CODcr50-60；总P2.47；总N15.13；75.81；74.98；香蒲 70.67；84.22；茭白 82.35；53.52；藨草 67.05；83.70；香蒲 70.79；69.61；菖蒲 58.71；81.08；藨草 62.00；86.30；马蹄莲 67.87；86.32；菖蒲 65.23；70.80；凤眼莲 86.68；84.96；马蹄莲 70.32；77.36；睡莲 84.27；86.42；凤眼莲 99.27；80.93；紫萍 68.80；82.55；睡莲 89.23；75.57；金鱼藻 52.42；81.04；紫萍 93.19；71.40；水浮莲 72.94；90.19；金鱼藻 65.70；70.20；水浮莲 82.95；88.09；由表4，以上植物对氮磷均具有较好的去除效果。其中凤眼莲、水浮莲、旱伞草、香蒲对各种程度的污染均具有很强的去除能力，去除率在70%以上。除凤眼莲与睡莲外，其他水生植物对高浓度的污染水体中的总磷去除效果较差，均未达到70%。表中水生植物中，黄菖蒲和鸢尾对氮磷的去除效果最差。2 2 水生耐污植水生耐污植物物 2.1水生植物对氮磷的吸收水生态修复植物2 2 水生耐污植水生耐污植物物 2.2有效净化有机物的水生植物 名称初始浓度（mg/kg）去除率（%）旱伞草CODcr50-60；总P2.47；总N15.13；96.36；茭白98.38；香蒲95.14；藨草87.45；菖蒲90.28；马蹄莲93.12；凤眼莲99.19；睡莲96.36；紫萍98.79；金鱼藻93.52；水浮莲99.60；旱伞草CODcr150-180；总P4.55；总N41.70；99.34；茭白93.85；香蒲99.34；藨草92.75；菖蒲97.36；马蹄莲97.80；凤眼莲97.58；睡莲98.79；紫萍99.56；金鱼藻92.75；水浮莲99.78；旱伞草CODcr350-400；总P9.78；总N54.78；90.90；茭白76.18；香蒲86.91；藨草73.31；菖蒲74.13；马蹄莲82.31；凤眼莲87.73；睡莲88.14；紫萍87.32；金鱼藻72.29；水浮莲79.55；表5 几种水生植物对CODcr的净化效果 表5表明伞草等水生植物对有机污染物的净化效果明显。其中，旱伞草在各种污染浓度下CODcr去除率均能达到90%，其他植物在前两种污染水平也都保持90%以上去除率。在污染程度最重（CODcr350-400mg/L、总P9.78mg/L、总N54.78mg/L）的情况下，伞草等植物的去除率也能保持在较高的水平，为75.87%-88.14%。此外：茭白、慈姑对城市污水BOD5去除率可达80%以上。芦苇、香蒲、眼子菜和凤眼莲等去除石油废水的有机污染物达95%以上。水葱可使食品厂废水中COD降低70%-80%，使BOD5降低60%-90%。盐生灯芯草、灯芯草和水葱等对酚的净化能力都很强，100g植物在100h之内对酚的吸收分别达到204mg/L，230 mg/L和202 mg/L。表6 水生植物对DDT的去除效果 由表6，眼子菜和蓼属植物对农药DDT净化能力很强。当水中DDT浓度为0.445g/L时，眼子菜体内浓度达到1.0mg/L，富集系数为2220，水中DDT浓度为2.1g/L时，富集系数为3500。水中DDT浓度为0.30g/L，蓼属植物体内浓度可达30.3mg/L，富集系数为10万。水葱对乐果的去除效果较强，去除率高达78.6%。另外，水葱和菖蒲对多效唑（杀虫剂）的积累和降解能力较强，可明显缩短多效唑的半衰期，在高浓度多效唑（200mg/L)水体中仍能正常生长。水生鸢尾、菖蒲和千屈菜对加速降解阿特拉津（除草剂）过程中享有较大贡献，利用他们进行水体中阿特拉津的污染修复具有较大可行性。2 2 水生耐污植水生耐污植物物 2.3有效吸收农药的水生植物植物名称农药类型初始浓度去除效果眼子菜DDT0.445-1.0g/L富集系数为：2220-3500蓼属植物DDT0.30g/L富集系数为：100000水葱乐果5mg/L去除率：78.6%综上，常用的生态修复水生植物如下表所示：表7 常见生态修复水生植物污染因子 修复植物Cd旱伞草、鸢尾、菖蒲、美人蕉、灯芯草、梭鱼草、荇菜、普生轮藻、大薸、大茨藻、水葱Pb旱伞草、鸢尾、菖蒲、美人蕉、灯芯草、梭鱼草、芦苇、茭白、水鳖、凤眼莲、普生轮藻、大薸、东方香蒲、轮叶黑藻Cu芦苇、茭白、水鳖、凤眼莲、大薸、石菖蒲、槐叶萍Zn芦苇、茭白、水鳖、凤眼莲、荇菜、大薸、东方香蒲、莼菜、菹草、水车前As凤眼莲、荇菜、轮叶黑藻、大茨藻、槐叶萍、菹草、水车前Mn凤眼莲、石菖蒲Hg荇菜、普生轮藻、苦草Cr普生轮藻、金鱼藻Co金鱼藻氮磷旱伞草、香蒲、凤眼莲、睡莲、紫萍、水浮莲、芦苇、水花生、慈姑、茭白、马蹄莲、水葱、大薸、美人蕉COD旱伞草、茭白、香蒲、藨草、菖蒲、马蹄莲、凤眼莲、睡莲、紫萍、金鱼藻、水浮莲BOD5茭白、慈姑、芦苇、香蒲、眼子菜、凤眼莲、水葱酚盐生灯芯草、灯芯草、水葱农药眼子菜、蓼属植物、水葱、菖蒲、水生鸢尾、千屈菜 大薸和凤眼莲具有生物侵略性，在生态工程中应注意其管理；大聚藻和香菇草具有一定的耐寒特征，在我国南方地区冬季低温条件下可以少量生长；黄菖蒲和鸢尾对水质净化效果相对较差，但是在我国南方地区冬季低温条件下能够正常生长，因此可以将这几种挺水植物与其他水生植物组配使用，以提高冬季条件下的持续净水能力和景观效果。利用植物进行土壤污染修复的研究较多，但对水体中植物污染修复尤其是重金属修复的应用还不是很多，植物对水体中污染物的吸收与累积、对不同浓度污染物的耐受性研究以及耐受性强水生植物的筛选等也有待于进一步推进。另外，由于地域及市场因素，水生植物市场量与需求量信息不对称，一旦水生生态修复规模化后，极有可能产生供需难以平衡的潜在问题。因此，在植物生态修复领域还需开展多方面的工作：（1）多数水生植物在冬天枯萎休眠，需进一步筛选、培育耐寒能力强、环境适应性强的水生植物；（2）研究多种类型植物的组合修复污染水体效果，系统地对水生植物污染物质的吸收能力和耐受性进行研究。（3）研究水生植物在多种污染物复合污染条件下的修复能力，并解决水生植物因复合污染、种群竞争、微生物侵袭等可能导致的修复能力下降问题。（4）大致了解目前市场上水生植物种类与数量，根据项目水处理的规模与水污染程度，估算水生态修复所需水生植物种类与数量，以便有针对性的进行种苗的储备与调整，确保项目顺利实施并最终达到良好的处理效果。3 3 当前存在问题当前存在问题谢 谢！