浮萍在水体修复中的 应用研究进展

1. 浮萍在水体修复中的应用研究进展 报 告 人：蔡 树 美 2008年11月日 Company Logo

2. 内 容 • 水体污染问题 • 水生植物的净水机理 • 浮萍治理受污染水体应用研究 • 浮萍治理受污染水体的研究热点 • 浮萍在水体污染治理中的应用展望 Company Logo

3. 一 水体污染问题 水体污染的定义： 由于人类活动排放的污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体，超出了水体的自净和纳污能力，从而导致水体及其底泥的物理、化学性质和生物群薄组成发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能，从而降低水体使用价值的现象。 造成水体污染的因素： (1)向水体排放未经过妥善处理的城市生活污水和工业废水 (2)施用的化肥、农药及地面污染物被雨水冲刷，随地面径流进入水体 (3)随大气扩散的有毒物质通过重力沉降或降水过程进入水体等 Company Logo

4. 水体“富营养化”: 是指N、P等营养物大量进入水体，使得水中藻类等浮游生物旺盛增殖，从而破坏了水体的生态平衡，使得水体失去原有的价值。 滇池蓝藻暴发 太湖污染水体 Company Logo

5. 水体“富营养化”危害： 1、水体外观呈现颜色、混浊，影响景观。 2、水体散发不良的气味。藻类和其它生物产生土腥素及硫醇、 吲哚、胺类等物质，从而使得水体散发土腥味、霉腐味和鱼腥味。 3、藻类毒素直接危害人体健康。如赤潮时某些甲藻产生了石 房蛤毒素。 4、由于藻类大量死亡，耗氧微生物分解藻类而消耗大量。 5、水生生物大量死亡：水中溶解氧减少；藻类堵塞鱼鳃。 6、源水引起水厂滤池的堵塞，影响出水质量。 Company Logo

6. 太湖鱼类死亡 90 年代初，太湖北部紧邻无锡市的梅梁湾因水华大量暴发，使得无锡市多处自来水厂过滤池堵塞，造成 116 家工厂停工，直接经济损失 1.3 亿元，死鱼 4.45×104Kg。 2007年5月29日，无锡的太湖再次爆发大规模蓝藻，带来的直接后果是：无锡全城所有的自来水都发生恶臭现象，吃饭不再香、洗澡不再香、刷牙不再香、洗衣服不再香，整个空气中都弥漫着一股类似于下水道那种恶臭。 Company Logo

7. 水体污染的防治 1、减少污染物的排放 ① 改革生产工艺； ② 综合利用废水 2、废水无害化 3、对水体及其污染源进行监测和管理。监测的主要指标有下面几个： ① pH值，反映水体或废水的酸碱度及酸碱性污染的含量； ② 悬浮物质含量； ③ 需氧有机物，主要测定BOD、COD等综合指标； ④ 有毒物质，如重金属、氰化物、亚硝酸盐的含量； ⑤ 其它特定指标，针对废水特点而定。例如核电站排水的放 射性指标、医院和生物制品业废水的病原体指标等。 Company Logo

8. 废水处理技术 为了分离出废水中各污染物物质，或将其转化为无害物质，人们采用了多种方法。废水处理方法应针对污染物的不同特点，可选用不同处理方法、这些方法可按作用原理分为物理法，化学法和生物法。 ①、物理法：沉淀法、过滤法、离心分离法、气浮法、蒸发结晶、 反渗透法 ②、化学方法：混凝法、中和法、化学沉淀法、氧化还原法、电渗析法 ③、生物方法：活性污泥法、生物膜法和生物(氧化)塘法、污水灌溉 Company Logo

9. 二 水生植物的净水机理 1、吸收作用 在生长过程中，需要吸收大量的N、P等营养元素，并同化为自身的结构组成物质（蛋白质和核酸等），从而使富营养化水体得到净化。 2、降解作用 截留在根系周围的有机胶体或悬浮物并将其分解矿化。 3、吸附、过滤、沉淀作用 发达的根系，附着于根系的细菌体。 4、抑藻作用 水生植物和浮游藻类在营养物质和光能利用上是竞争者，前者个体大、生命周期长、吸收和利用营养的能力都很强，能很好地抑制浮游藻类的生长。此外，某些水生植物根系还能分泌克藻物质，如用培养石菖蒲的水培养藻可以破坏藻类的叶绿素a、使其光合速率、细胞还原TTC的能力显著下降；此外水生植物根圈为底栖动物、浮游动物提供栖息环境，其中有的动物如水蜗牛，隆线藻及螺类都易浮游藻类为食。 Company Logo

10. 三 浮萍治理受污染水体应用研究 浮萍科植物的生物学特性： 浮萍科植物是一类以漂浮为主的水生被子植物，主要是无性繁殖。叶状体(长径均不及1 cm) 呈绿色，具有不明显的掌状脉1～11 条(无根萍无脉) ，背面有时呈紫色。其基部中心具有不定根，一般为1 至多条或无根，根冠鞘状，脱落；基部(即狭窄的一端) 有时近中部，其两侧各具有一个向外开口的夹层囊或仅一端具有一个似鱼篓子口样的开口，其内均生有一个新叶状体，伸出，有细柄或无细柄。断离母体或数代相连为其主要的繁殖方式，在它们大约4 个星期的生命周期中，至少可以繁殖10～20 次。在正常气温下，浮萍科植物在冬季将死之前，其夹囊或开口内生椭圆形的冬芽，脱离母体沉入水底，翌年春再浮出水面发芽成新株。 Company Logo

11. 浮萍科植物的分类： 该科植物包括4个属，28个种，分布遍及全世界温暖地区，多生于沼泽、湖泊等静水中。我国有3属6种。 植物体无根，基部具1囊 植物体具根，基部具2囊 根成束，多数 　--紫萍属 根1--浮萍属 --芜萍属 Company Logo

12. 浮 萍 属 (Lemna L.) • 漂浮或悬浮水生草本。 • 叶状体扁平，2面绿色， 具1-5脉；根1条，无维管束。叶状体基部两侧具囊，囊内生营养芽和花芽。 分种：品藻，浮萍，稀脉浮萍 Company Logo

13. 紫萍属 (Spirodela Schleid) 叶状体扁平，阔倒卵圆形，长5～8mm，宽4～6mm。先端钝圆，表面绿色，背面紫色。背面中央丝状根5-11条。常以侧芽进行繁殖。晚秋植株产生冬芽，多年生，浮生于池塘、稻田、水沟等静水小水体。 分种：紫萍，少根紫萍 Company Logo

14. 芜萍属 (Wolffia Hork.ex Schleid) 叶状体两面绿色，近扁平，斜倒卵形或倒卵状长圆型。长3-5mm，宽2-4mm。先端钝圆，基部钝，无柄。根1，根冠锐尖。胚珠1，直立。生于池沼中。 分种：芜萍 Company Logo

15. 采用浮萍科植物（以下简称浮萍）净化受污染的水体，既有其他水生植物净化水体的特点，又具有其他许多高等水生植物所不具备的优点。主要表现在:采用浮萍科植物（以下简称浮萍）净化受污染的水体，既有其他水生植物净化水体的特点，又具有其他许多高等水生植物所不具备的优点。主要表现在: ① 繁殖速度快 ② 容易收获 ③ 生长范围广，适应性强 ④ N，P 含量高 ⑤ 减少水分的蒸发 ⑥ 限制光线穿透水面及藻类和蚊子的增长 ⑦ 浮萍科植物的收获可以带来一定的经济效益 Company Logo

16. 由于利用浮萍治理受污染水体有很多其他治理方法无法比拟的优点，所以无论是在废水的处理上还是在水体的生态恢复上，利用浮萍来处理受污染水体已引起人们的关注。由于利用浮萍治理受污染水体有很多其他治理方法无法比拟的优点，所以无论是在废水的处理上还是在水体的生态恢复上，利用浮萍来处理受污染水体已引起人们的关注。 • 有研究表明，利用浮萍处理系统(duck-based systems)对BOD，COD 的去除能力可达到传统稳定的氧化塘处理系统的效果，但对悬浮物的去除要好于传统的氧化塘处理系统，原因是以浮萍为基础的处理系统可以抑制藻类的生长。 Company Logo

17. 四 浮萍治理受污染水体的研究热点 （1）由于浮萍具有吸收氮磷能力强、生长速度快、易收割且可作为高蛋白动物饲料等特点，利用其净化氮磷污水已成为环境领域的研究热点之一。 表1 一些大型水生植物的N, P 含量和生长率 Company Logo

18. （2）近年来，我国在该领域也开展了实验室规模的基础性研究工作，如环境和营养条件对浮萍生长的影响、浮萍吸收氮的动力学特性及浅水体浮萍污水净化系统的除氮途径等，取得了大量重要成果，明确了浮萍单种体系下的污染物去除及浮萍生长等相关规律。（2）近年来，我国在该领域也开展了实验室规模的基础性研究工作，如环境和营养条件对浮萍生长的影响、浮萍吸收氮的动力学特性及浅水体浮萍污水净化系统的除氮途径等，取得了大量重要成果，明确了浮萍单种体系下的污染物去除及浮萍生长等相关规律。 （3）然而由于浮萍只能耐受较低有机污染，在高有机污染条件下其对氮、磷吸收效率明显下降，因而如何提高其对高有机污染以及污水的净化能力对于推广浮萍污水净化系统的应用具有重要意义。 Company Logo

19. 五 浮萍在水体污染治理中的应用展望 随着水体污染的不断加剧，人们已经认识到了治理水体污染的必要性。特别是近几年，农业面源污染已给广大农村地区的水体造成了严重的威胁。农村地区由于土地资源丰富，是最适合利用浮萍治理污染水体的地方。浮萍将会对乡村的污水治理发挥巨大作用；另外，近几年，随着城市人口的增加和旅游业的发展，已经给一些大的公园和游乐场所的景观水体造成了很大影响，许多景观水体已失去了其应该具有的景观价值而成为黑臭难闻的臭水沟。国内一些名胜旅游景点水体的N ，P 和COD 等的含量都严重超标，远远超过了富营养化的国际标准。 Company Logo

20. 浮萍能够为其他对水生生态系统恢复有促进作用的生物提供庇护所，形成较为复杂的生态修复系统。所以，在污染水体的生态修复过程中，浮萍能够发挥很大的潜力。对于城市中的小型污染水体，如公园内的湖泊、池塘、苏州河的支流等，应用浮萍能够吸收富集氮磷和多种污染物的特性，定期收获从而使其从水体中去除，能够取得很好的净化效果，逐步修复建立健康的水生生态系统。浮萍对水面的覆盖，还可以去除臭味，减少蚊虫的滋生，美化景观，而且收获的浮萍可以作饲料养鱼和喂养畜禽，或者作为绿肥还田。国内不少中药工作者甚至还开发浮萍的药用价值，用于治疗鸡感冒、儿童急性肾炎、痤疮、糖尿病、鹅掌风等，均取得良好的效果。所以说利用浮萍净化污水具有较高的经济价值、生态效应和社会效益，有良好的应用前景。浮萍能够为其他对水生生态系统恢复有促进作用的生物提供庇护所，形成较为复杂的生态修复系统。所以，在污染水体的生态修复过程中，浮萍能够发挥很大的潜力。对于城市中的小型污染水体，如公园内的湖泊、池塘、苏州河的支流等，应用浮萍能够吸收富集氮磷和多种污染物的特性，定期收获从而使其从水体中去除，能够取得很好的净化效果，逐步修复建立健康的水生生态系统。浮萍对水面的覆盖，还可以去除臭味，减少蚊虫的滋生，美化景观，而且收获的浮萍可以作饲料养鱼和喂养畜禽，或者作为绿肥还田。国内不少中药工作者甚至还开发浮萍的药用价值，用于治疗鸡感冒、儿童急性肾炎、痤疮、糖尿病、鹅掌风等，均取得良好的效果。所以说利用浮萍净化污水具有较高的经济价值、生态效应和社会效益，有良好的应用前景。 Company Logo

21. 将浮萍用具有美学价值的筐体圈住，制成浮萍净化生物反应器，将是既能提高水体的景观价值，又能净化水体的好办法，利用浮萍生长速度快的特点，将其他植物难高效分解的农药、重金属等的基因片段转移到浮萍体内，培养高效分解和吸收特定污染物的新品种，使浮萍在水污染的治理方面发挥更大的作用。 Company Logo

22. Company Logo

23. 我们只有一个地球 我们只有一个地球──走可持续发展之路 是人类社会共同的唯一选择！ Company Logo

24. Thank You ! Company Logo