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摘要：水体重金属金属污染不仅对水生植物、动物，乃至对人类都产生了重大的危害。本文主要介绍当前水体重金属污染生物治理方法的研究，以及水生植物中的浮萍对于水体污染治理的研究及应用进展。
关键词：水体重金属；污染治理；浮萍
0 前言
水体的重金属污染严重影响环境质量，对重金属污染的治理是当前环境科学研究的重点课题之一。重金属进人水生生态系统后，分布于水生生态系统的各个组分中，对生态系统各组分产生影响（即生态效应）。当生物体内重金属积累到一定数量后，就会出现受害症状，生理受阻、发育停滞，甚至死亡，并使整个水生生态系统结构和功能受损、崩溃。对于人体来讲，重金属能抑制人体化学反应酶的活动，使细胞质中毒，从而伤害神经组织。还可导致直接的组织中毒，损害人体解毒功能的关键器官肝、肾等组织。
1 水体重金属污染现状
对我国各大湖泊的调查结果表明，江河湖库底质的污染率高达80.1％。2003年黄河、淮河、松花江、辽河等十大流域的流域片重金属超标断面的污染程度均为超V类。2004年太湖底泥中总铜、总铅、总镉含量均处于轻度污染水平。黄浦江干流表层沉积物中Cd超背景值2倍、Pb超1倍、Hg含量明显增加；苏州河中Pb全部超标、Cd为75％超标、Hg为62.5％超标。城市河流有35.11％的河段出现总汞超过地表水Ⅲ类水体标准，18.46％的河段面总镉超过Ⅲ类水体标准，25％的河段有总铅的超标样本出现。全国近岸海域海水采样品中Pb的超标率达62.9％，最大值超一类海水标准49倍；Cu的超标率为25.9％，Hg和Cd的含量也有超标现象。国外同样存在水体重金属污染问题，如波兰由采矿和冶炼废物导致约50％的地表水达不到水质三级标准。英国斯旺西的金属熔炼工业中心导致了水环境Cu、Zn、Pb、Cd等重金属的严重污染。印度存在包括重金属污染在内的各种环境问题，使得河水不适合使用。
2 生物法处理重金属废水
利用生物方法处理重金属有微生物、动物和植物三种方法。目前用于重金属离子吸附的微生物主要是利用水体中的微生物或者向污染水体中补充驯化的高效微生物，在优化的条件下经过生物还原反应将重金属离子还原或吸附成团沉淀。而水体底栖动物中的贝类、甲壳类、环节动物等对重金属具有一定富集作用。如三角帆蚌、河蚌对重金属（Pb2+、Cu2+、Cr2+等）具有明显自然净化能力。植物修复则通过植物吸收、植物挥发、植物吸附和根际过滤等方式来积聚或清除水体中的重金属。根据水生植物生长形态的不同，大型水生植物主要分为挺水植物、浮水植物和沉水植物三大类。挺水植物能吸收水、底泥中氮、磷等营养元素，通过竞争途径抑制同样吸收氮、磷等营养元素的藻类的繁殖。沉水型水生植物指扎根于水底淤泥中或沉于水中的植物，在营养竞争方面占据了极大的优势，可以通过光合作用向水体输送氧气。
浮水型水生植物营养物质有很强的吸收能力，能直接从污水中吸收有害物质和过剩营养物质，可净化水体，它们繁殖力很强，并能够随着水流及水中营养物质的分布不同而漂移。
3 浮萍在水污染治理中的应用
浮萍属于浮萍科浮萍属小草本浮水植物，因其生长速度快，对生长环境要求低，生物量易于加工处理等优点正逐渐被广泛应用。目前国内外有关浮萍对重金属的吸收方面的研究也在增多。浮萍对重金属的吸收机制主要通过螯合和区室化作用、微生物降解、物理化学（挥发、吸附和沉降）等来耐受并吸收富集环境中的重金属。吴燕等[1]在不同浓度锌处理下培养浮萍，探询浮萍对水体Zn的吸收富集能力。Rahmani等[2]研究不同前处理下下浮萍对水中的Pb的去除。Myriam[3]等研究了在不同浓度下无污染浮萍和废弃铀矿浮萍对Cu的耐性。徐楠等研究了不同浓度Hg、Cd及其复合污染对浮萍叶片生理生化以及超微结构的毒害影响。王爱丽等[4]用Cu2+作为胁迫因子研究了Cu2+对浮萍叶片数、叶绿素含量和过氧化物酶活性的影响。马广岳等[5]以浮萍为材料，研究La、Zn及其交互作用对体内活性氧清除系统的影响。张建平等[6]探讨了Cd对浮萍的叶片的光合功能的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆张莉等应用浮萍试验技术捡利Cu、As污染的植物学毒性。Khellaf等[7]研究浮萍对Cu、Ni、Cd和Zn对的耐性。Paczkowska等[11]研究了浮萍在Cd和Pb两种重金属胁迫下的氧化酶的活性。结果表明浮萍对铅的吸收优于其他植物，在治理一些特别严重的铅污染水体时，浮萍应为首选。此外浮萍对Fe、Zn、Mn、Cu、Cr的的去除率都很高，且重金属之间不存在拮抗或者协同作用。
4 浮萍污水处理系统的应用进展
目前浮萍污水处理系统主要应用于处理氮磷污染水体。澳大利亚新南威尔士的Northern Tablelands则尝试在生活污水经过活性污泥延时曝气工艺处理的出水中培养浮萍吸收氮磷。在美国的北卡罗来那州，猪场废水的处理成为重要的课题，研究人员正在尝试将猪场废水经升流式厌氧污泥床处理后，利用浮萍来吸收其中的营养物质，生成的浮萍生物量再作为禽畜饲料利用。美国伦纳公司在墨西哥的Campo De Carlo修建了一座可每天处理687000加伦污水的处理系统。该系统利用浮萍来处理污水并生产出有益的副产品，处理出水可直接灌溉当地的农耕地。世界银行也赞许浮萍处理系统，并承诺拨款在突尼斯和摩洛哥修建几个类似系统。
与氧化塘等处理系统相比，浮萍处理系统最大的优点在于有更高的氮磷去除率，并且通过生物量资源化利用还可获得一定的收益。在这些系统中，浮萍处于核心地位，它的光合作用使系统可以直接利用太阳能；而浮萍的生长带来的适宜的栖息环境，使多样化的生命形式在系统中的生存成为可能，这些植物和生物的联合作用使污染物得以降解。
除单独使用外，浮萍工艺也经常被组合应用或与其它处理工艺组成联合处理系统处理各类污水。在四川成都处理受污染的府南河水而在岸边建造的活水公园，形成含有高、低等生物的生物群落，与系统各塘、床单元共同构成了较为完整的具有净化污水功能的生态滤池。
在废水检测中，也有利用浮萍生长抑制试验评价污染物质的毒性。采用浮萍生长抑制试验测试植物毒性，不仅克服了藻类生长抑制试验的缺点，并且用于废水生物监测时可以更换试液，能更好反映废水毒性的变化。
参考文献：
[1]吴燕，柯文山，陈建军等.浮萍对水体Zn的吸收富集能力及SOD抗氧化酶活性反应[J].2009，31（3），319-321
[2]Rahmani，G.N.H.，and Sternberg，S.P.K.Bioremoval of lead from water using Lemna minor[J].Biores.Technol.，1999，70，225-230.
[3]Kanoun-Boulé M，Vicente J.A.F，Nabais C，et al.Ecophysiological tolerance of duckweeds exposed to copper[J].Aquatic Toxicology 2009（91）：1-9
[4]王爱丽，宋志慧，程守敬.Cu2+对浮萍的毒性作用[J].青岛科技大学学报.2004，25（1）：18-20.
[5]马广岳，施国新，王学等.镧、锌及其交互作用对浮萍活性氧清除系统的影响[J].农村生态环境.2004，20（3）：42-45.
[6]张建平，陈娟，胡一鸿等.镉胁迫对浮萍叶片光合功能的影响[J].农业环境科学学报，2007，26（6）：2027-2032.
[7]Khellaf N，Zerdaoui M.Growth Response of The Duckweed Lemna minor to Heavy Metal Pollution[J].Iran.J.Environ.Health.Sci.Eng.2009，6（3）：161-166.
论文作者:谷兆萍
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/4/8
标签：浮萍论文; 重金属论文; 水体论文; 植物论文; 系统论文; 水生植物论文; 生物论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;