水生植物净化污水与生态开发利用

生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY摘 要：对水生植物的利用不论是净化污水、生物生化等方而还是在畜禽养殖业作青饲料方面，它的作用及 各种效益都是非常显芸的。走循环之路，可利用再生绿色能源来发展畜禽及水产养殖业，达到形成良性循环的 目的。水生植物的生长环境只要求水质的pH值68在其生长i程中需要大童的N、P及徹量元素是再生能 力很强的绿色能源植物。水生植物在生活污水或养殖业排出的污水中可以更加速生。水葫芦一般5d可繁疽1 株靳植株.8个月能繁衍60万株的庞大群体；细绿萍3d就可豌一莽水生植物具有不占用耕地、緊殖速度快、 管理方便等特点，是一种取之不尽、用之不竭的再生绿色能源。关键词：水生植物；污水净化；生态利用；生态效益；繁衍水生植物净化污水与生态开发利用周春祥I,郎玉农2,李海2,白桦I（1天津市汉沽区生态工程研究所，天津300191； 2.辽宁省盐破地利用研究所，辽宁盘锦124200）生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY周春祥男，天津人，农艺师,主要从事水稻、小 麦栽培及水牛植物繁殖、越冬、保种 苗，并利用水生植物在生态方面的开 发等项工作。文章编号:1005-4944( 20C9 )05-0006-04收稿日期= 20()9-08-31本所多年对水牛植物水葫芦 I 等引种研究与探讨,对水生植 *物净化污水与生态工程的开发利用，形成了一爍套的科学利用方法， 而且还在不同领域进行了大胆的试验研 究和探讨，并且取得了良好的社会效益、 生态效益和经济效益，对社会作岀了较 大的员献.也得到了养殖户和各级领导 的赞誉，我们利用水生植物在各个领域进行 了大胆的试验研究得到了较满意的效 果。水生植物具有繁殖不占用耕地、繁殖 速度快、管理方便等待点,对生活污水中 鬲营养化的污水净化非常理想、经济费 用极低，而且水生植物还是畜禽养殖业 的优质青饲料，食用水生檢物可提高畜 蠶的疾病免疫力、防出疾病的发生，对畜 禽的提早出栏和提高产蛋率等也会产生 促进作用。引种天津市汉沽区生态工程研究所始建 于1985年，白建所当年，从辽宁省盐碱 地利用研究所引进水胡芦25 kg、细绿萍 15 kg的种苗。引进到本所后，经过科学 管理,1985年当年收获水葫芦125.6 t 以上,细绿萍68.8 t以上。针对天津地区 的污水净化.我们利用水生植物进行了 研究通过试验收到了非常显着的效果， 并茯得了天津市科委颁发的成果证书。 在作为畜禽的讶饲料上面，我们1988年 向市科委市农委申报立项“水生植物开 发利用的研究”，通过利用水生植物人批 址养殖猪、鸡、鱼等与喂饲精料的备禽 进行比较，试验效果也非常明显。两种水生植物的生物学特性水葫芦生物学待性水胡芦学名凤眼莲，别名假水仙，属 雨久花科。水葫芦生长繁殖的战适宜温 度是20-35匚当气温升至35-38汇时， 其生长速度缓慢。水葫芦抗寒能力较差, 当气温低于5弋时就会死亡。其生氏旺 盛李节盛开一种藕荷花井常美丽壮观。 细绿萍生物学特性细绿萍，就是细满江红，属满江红生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY6 盘堂环境与发展庄生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY科。细绿萍原以野生状态分布于北美洲 的北部、阿拉斯加及其南部各州.南美洲I 的智利、玻利维亚、巴西等地也有分布c i 细绿萍生长最适温度是14.5-24.3匸在 此条件下产最平均3d可增加1倍。它I 不适宜在恒温条件下生长且不耐髙温1当温度升至28弋以上时.繁殖速度显著 滅慢。而且细绿萍抗寒性能良好它在 -5花低温条件下，可存活140 h.短期内： 可耐_815*低温在冰冻条件下仍可! 保持鲜嫩多汁。水生植物对生活污水净化效果1988年本所组织部分科研人员利 用水葫芦、细绿萍对南开大学天津大学i 校园内的生活污水池进行了净化.净化 30 d后异味基本消失。经测定对悬浮 物净化效果日平均为39%,嗅阈直径10 drf35趋于0。不仅使得污水坑塘的水 质得到了很大的改善.而且利用净化的I 污水还养起了商品鱼，只利用细绿萍喂! 徴：通过此项目充分讦明了利用水生植 物净化污水的显著效果，乂尝试了利用 水生植物养仮的诸多好处.取得了社会 效益、生态效益和经济效益， 水葫芦净化污水的效翼通过实践证明.水葫芦在胖态污水 中I4d后对COD降解率为75%.510 d BOD降解率为90%.对铅(Pb)、锌 (Zn)、钢(Cu)的去除效果也非常明城对悬浮物净化效果U平均为39%.哎闹 点径10 d可由35趋于0。水葫芦生长 繁殖需耍大压的氮(N)、磷(P)及微蚩元 索，因此对富营养化的生活污水净化效 果就更为显著-细绿萍净化污水的效果据分析.细绿萍放养8d后可使 DO增加60%,COD降解95%,对钮 (Cd)、铅(Pb)、碎(As)、锌(Zn)冇明显的 吸收作用，在适宜的温度下其对很多有 害物质元索都有一定的吸收作用，水生植物净化污水机理与作用水葫芦净化污水机理与作用由于水葫芦根系发达，分枝速度快. 一般5d町繁殖I株新植株8个月能繁 衍成60万株的群体。水葫芦因每片叶色 羹承担叶、花的审锻悬浮于水面生长，可 占据有利的生态位。水葫芦与蓝藻几乎 同季节繁殖生长，并且生长速度快，因此 与蓝藻竞争时.将占据优势地位。水葫芦 具冇发达的根系，它的根系往往与水面 以上的植株体等高.其散生在水中成为 微生物理想的栖息场所.使吸附在其根 部的污染物可通过根系微生物的净化得 到降解:此外.其发达的根系与水体接粧 :面积大形成了一道密集的过滤泾，当水 I流经过时.水中的污染物可通过过滤吸 附、凝积、沉淀等作用而被去除,，水葫芦 在生氏过程屮需要大址的氮(N)、瞬(F) 及微世元索物质.町用于治理富营养化 及黑臭的水体。惊人的繁殖速度造就了 它超强的净化水质本领，庞大的根系不 断地吸收水中的污染物。通过实践研究 发现.水葫芦根和叶片的渗滤液均能够 抑制浮藻类的生长，同时还发现，水葫芦 发达的根系所分泌出的物质及附着生 长的看生生物、生物膜微生物，可有效降 解毒杀酚、氢等多种有机谁物。水閒芦工 从污水中还能解除镉(Cd)、铅(Pb)、汞 (Hg)、铜(Cu“)、银(Ag)、钻(Co)、律(SC 等重金属元素。在水葫芦水生植物的作 用下，可消除富营养化水质滋生的藻类. 对其他浮游生物也可以起到有效的抑制 作用,水葫芦在吸收水域中营养化物质、 净化水休中有机污染物的同时.植株的 增长速度增尺就非常惊人，水域中富营 养化成分越高它的生长速度就越快， 细绿萍净化污水机理与作用细绿萍净化污水冇好多地方与水葫 戶很相近，它也有较庞大的根系.它在富 营养水域中吸收水位极少的潮湿泥土中 的氨、氮、磷及重金属元素.它的根系扎 到泥土中3O、5O cm深度。在潮湿有水的 情况下它的抱子增分生较慢.只能向立 型生长.绿色部分可高达20-25 cm,生 长挺立，而且还富有弹力，直立而不倒. 再往高处生长就出现倒伏现象。湿生对 细绿萍的越夏很冇利.见水后浸人很快 漂浮水闻.繁殖迅速细绿萍住生长过桎生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY孙玉敏等.水生植物对污水净化的作用.生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY项目放养水生植物前水样放养水生植物后水样水葫芦细绿萍氨氮1.4460.5080.527礪0.1730.0740.0920.0120.0050.006表1放养水生植物前、后水样中氮、璘和重金属铜离子的数据采集/mg-L-1注:本表所有数据均是2008年监测，由本所鸿定。中对0P需fit很大，如架在富営养化水 中3 d就可以翻一番可准续净化水质。以上2种水生植物对污水净化都有! 一定的作用叫利用水生植物对被污染水 中的污染物进行净化、吸收及分解，并通 过选择不同的水生植物及组合来适应不! 同的受污染的水体，可使受污染的水体 得到有效的净化并能保持水质（表1人 I水生植物美化环境水生槓物业k命力特別强.在生活污 水沟、坑塘里,它们能生长非常旺盛,使 周围的环境生机盎然、满目绿色不仅给 自然界增添了亮丽的风景，还给人一种 清新的感觉、到8、9月份水葫芦生长出 一种璃荷颜色的花来 I分美丽和壮观CI 细绿萍在10月份气温低于5弋时满沟I 塘一片红色，因此得名“红萍”，让人赏心 悦冃。水生植物生态开发利用水前芦、细绿萍不但可净化污水、美 化环境，而且在其他方面也进行了开发 利用。冃前有关材料表明在我国南方 各省有用细绿萍作稻田绿肥，还有的搞 “稻-萍-做”。在我国北方也有的搞了 “稻-萍-蟹”,各种效益郁非常显著南 方各省搞的“稻萍角”中，萍是核心，I 有了萍，水稻田有了肥料，田中养的鱼有 了饵料由于萍的加入，才完善了这个生 态循环过程。特别当前广大农村养殖业的扩大，水生植物列入养殖业中不可缺 少的一环。在精料搭配细绿萍喂鸡f鸡 粪搭配细绿萍喂猪一猪粪搭配细绿萍 喂血一鱼塘肥水养萍一*鱼吃萍肥沃 塘泥作农田肥料在这一小小的循环中， 萍仍然是核心,由于它的加入，使其中各 项养殖业的成木降低.而且做到了物尽 其用.种植业有了肥料既提高了产皇， 增肥了地力，而且还改善土壤的环境。从 而便养殖业和种植业提高了经济效益、 生态效益和社会效益。通过本所3年在利用水葫芦、细绿 萍喂饲猪、鸡、鱼的试验表明结果是成功 的不但节省精料,而且不同程度地提高 了经济效益。在猪饲养上可节省精料 20%-35%,在鸡的饲喂上可节省精料 10%-20%,在色的饲喂上可节省精料 10%-50%o在北方养殖水生植物X由于昼夜温 差大光照乂非常充足，愧此水生植物积 累的养分非常髙c鲜萍含粗蛊白18% 2%.粗脂肪0.4%5%,无氮浸出物3% 3.5%。鲜水葫芦含粗蛋白1.78%2%.粗 脂肪0.3%，无氮渗出物3.6% .并富含有 丰常的钙、磷等多种物质。水生植物适口 性好，猪、鸡、鸭、鹅、鱼都喜欢吃。植物 总是经历由幼小至枯老的生长过程，饲 草鲜嫩可口的适喂期是短暂的.而细绿 萍的生长期为2-3d.水葫芦生氏期为 37 d,由于水生植物生长期短，即使是 生长定型后，仍是鲜嫩的，这种生物学特 性.就保证畜禽每日吃到鲜嫩多汁的青 饲料。同时.细绿萍喂养畜禽，从水中捞 出不用加工即可喂饲：水葫芦捞取后， 经过打浆，可混于稱词料中效果更佳、喂 饲水生植物.侖禽不仅腺情好.毛色发 亮.消化力强.而II可防除疾病。细绿萍 有发汗、利尿、祛湿、治顽癣的功效;水葫 芦含有二氣化硅、钙、镁、钾、钠、氯、铜、 铉、铁、硫酸根、磷酸根离子、胡参卜素等 元索，饲喂后有清凉解毒、除湿祛风热等 作用.对猪、鸡、鱼胃肠道疾病有抑制和 治疔作用。饲喂效果最明显的属产仔母猪巴一 年下来每头母猪可节省开支200-260 元。对产出的仔猪与喂精料的对比，仔猪生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY 郎业广等环渤海海岸荒生态系统的研究 赵熬琴等.细绿萍、水葫节引种试验总结.郎业广等北方发展水生饲料生产的意义及其前景生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY体魄健壮.免疫力显著增强，仔猪死亡 率降低.通过试验，比眼精料的仔猪可增 重1.5-2駆,减少了猪的常见疾病肠炎掏 疾等的发生。用细绿禅加精饲料喂鸡 每只殉一个周期可节省资金4.5-5元， 提髙鸡的产蛊率2%。产岀的鸡蛋蛋黄 颜色要比喂精料的深通过检脸.蛋的核 黄素和蛋门质含虽要比喂精饲料高岀 2%3%0对鸡的常见病白痢、鸡痘有一 定的抑制和治疗作用通过实际观察鸡 只体能衰老要延长90 d以上，即使逬入 淘汰期，羽毛还是丰满、体质还很健壮, 鸭、鹅效果就逻为显著不但节省了大晟 的精料，对生长速度和产蛋率都有显著 的提高，水生植物给造纸提供原材料据国外资料报逍$.菲律宾毎年用水 葫芦作造纸原料将水葫芦变废为宝.加 以利用，节省了大量木材。发酵制沼气或氾肥水葫芦含纤维素、木质索较高.是一 种良好的发酵底物 1kg干水葫芦的产 气啟约344 I.比相同质量下的麦秸、向 日葵秆要高,与猪粪产气仗相当;还可利 用水葫芦来厌氧羅肥.它的含水钛企 60%为宜。每年平均毎667 nf产350 I 水葫芦，通过厌氧发酵能产生3 200万 m，的沼气.相当于1.18万t石油。此外. 利用水葫芦产沼气发电，为缓解供电矛 盾提供了新的思路，饲养蚯蚓据研究表明蚯蚓体内含有大址 的蛋白质（粗蛋白15%17%）,可作为魚、 家禽畜的饲料。利用水葫芦养蚯蚓可以 把水葫芦体内的蛋白质转移到蚯蚓体 内，从而制成高蛋白优质饲料。将蚯蚓饲 料添加到饲料中饲养家鑫、家奇，可提岛 畜禽的产锻和产蛋率，降低饲料成本.提 高效益，据研究每日给仔猪加喂150 g 蚯蚓,15d后可比对照增重90.3%。印 度的科研人员研究发现，用水葫芦养蚯 蚓比牛粪和沼渣效果好，在同等条件下， 蚯蚓在水舗芦培养基上的增长率（与培 养前相比）为150% ,而利用牛粪和沼渣 繁笊蚯蚓的增长率分别为】48%和 119%,作土壤肥料和改良剂水葫芦在经过蚯蚓反应器被蚯蚓消 化之后它的代谢产物是良好的肥料和 土壤的活性剂，对十字花科没有任何副 作用。水葫芦经泄肥后也堆一种优质的 有机肥料.不但改善土壤环境,而且可以 综合土壤的酸碱度.也是土壤的有效改 良剂。利用水葫芦栽培食用菌.水葫芦含有丰富的纤维素、蛋白质、 脂肪。同时，作为食用的栽培基质与稻草 相比有以下优点:一是更适合的碳氮比， 水葫芦的碳氮比为24：3,稻草中的为53： 5；二是较低的木质素含址.水葫芦的木 质索含虽为9%,稻草中木质素含星为 17%。结束语本所研究利用水生植物已经有20 多年了，试验证明,水生植物在污水净化 中起到的作用是显著的，通过科学的管 理能很好地达到美化环境、改善人居生 活的目的.而且水生植物在促进畜禽饲 养的良性循环中也起到了很大的作用. 在各个方面产生了明显的社会效益、生 态效益和经济效益。由于现在的条件和 设备所限，我们的研究工作还不能达到 理想的深度和精度.在今后的工作中,要 下大力气把工作做精做细。在今后的研 究工作中，耍大力开拓农村广阔的科研 市场.重点研究水生植物的生态开发与 利用，在能源、土壤改良等方面更深层 次、更多领域地研究利用水生植物,让其 发挥更大的作用。【參考文献】1 贺 锋,吴振斌.等水生杭物在污水 处理和水质改善中的应用J.橫物学 通报.2003.20（6）:641-647.周春祥.白 桦.细绿萍、水胡芦生 物学待性及利用价值（JJ.农技服务, 2008,25（10）:28. . . 、.生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY . . 、.生物多样性保护PROTECTION OF BIODIVERSITY 徐亚同導利用水葫芦等治理太湖蓝漢及其资源化利用. . . 、.