对水质污染现状下水生植物治理水污染方法和效果的综合探究

对水质污染现状下水生植物治理水污染方法和效果的综合探究

一．课题研究背景

随着我国工业化和城镇化的日益推进和成熟，水质污染的情况也日益严重，根据暨南大学环境工程专业的毕业生苏春银的《杭州水质污染情况报告》中对杭州西湖乡，临安万市镇，江苏无锡太湖的水质污染的相关调查显示在我国的长江流域的水质污染已相当严重，尤其是农村片源污染，由于难以控制，而且主要是牲畜养殖废水（含有高浓度氮磷）国家缺乏统一官网，而且农村的过量施肥和农药会污染地下水等。同时其中也提到工业废水的处理才是最大的难题，农村片源污染采取退耕还林，重建湿地等依靠自然调节方式还是卓有成效的；然而城市工厂的点源污染虽然污染范围相对较小，但其中危害却犹有过之，并且很难治理，因为往往工业污水中除了含有高浓度的氮磷，同时含有大量难降解有机物，如含苯环等，使得去污的生物难以存活，而可以在这种情况存活下来的生物又往往容易导致另一种形式的水污染所以工业污水通常都是较难处理的。在这样严峻的现况下，我们试图通过生物治理的方法来找到一种处理工业污水更有效的方法。而我们想到水生动物的治污效果虽卓越，但难以控制，且种类繁多，而我们毕竟条件有限，所以决定研究重心放在水生植物上，我们想先使用现有的几种水生植物治理污水的方法来观察其效果，找到它们的不足，并对症下药，找到更卓越的生物治理污水的方法。

二．课题研究目标

1.了解不停污染情况对传统水生植物的影响和水生植物对有害物质，过量物质的吸收效果和偏向

2.运用传统治污的水生植物处理污水，观察处理前后水质的区别，以及植物的存活状况

3.尝试使用新的水生植物处理污水，观察是否有效果，以及与传统治污水生植物治污的效果区别

4.研究有什么简易的处理水污染方法后可以初步降低水对水生植物的危害，提高存活率

三.课题研究理论依据

1.水质污染评判标准（根据《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002））

COD（化学需氧浓度）

简单来说，COD其实就是水中有机物浓度，一般传统的生活污水和工业污水都会出现的水质富营养化一般就是因为COD超标。

基本项目（包括铜，锌，汞，镉，铅，铬（六价），氟化物，氰化物，挥发酚等等）

具体标准不一一列开。这些都是有毒有害的物质，单独一个超标，水质都可以评判不合格。但要说明的是任何单独的一项都不弄反映出水质污染的程度，或是否算受到污染，只有全部指标的集合才能起到这样的效果，因为是要根据所监测的项目的水体功能，废水中所含污染物质及客观条件来确定的。

2.水质污染的具体来源和因素

1.悬浮固体

固体物会淤塞排水道，窒息水底栖生物，破坏鱼类产卵地。悬浮小颗粒会堵塞鱼类的腮，使它呼吸困难，导致死亡。悬浮固体物还会降低水质，增加净化水的难度和成本。现代生活垃圾中的难降解固体进入水体后会使水生动物误食后死亡

2.有机物和病原体（存在食物，植物，粪便，动物尸体中的有机成分）

大量消耗水中的溶解氧，危及鱼类生存。导致水中缺氧后使需要氧的微生物大量死亡。这类微生物可以分解有机质，维护水体自净能力。死亡后果是水体发黑，变臭，毒素积累，伤害人畜

3.重金属（汞，铅，铬，镍，硒，砷，镉，铊，铋，钒等）

对人，畜有直接的生理毒性。流入地下水或农业用灌溉水，会使作物受重金属污染，只是农产品具有毒性。沉积到水体底部，通过水生植物或微生物进入食物链，通过鱼类的等水产品进入人体内。

4.合成化合品（如：苯酚，多氯联苯，二噁英，呋喃等）

这类合成化学品多数是难降解的，对水生动物和人有毒性的物质。他们进入水体会危害水中植物，尤其引起水生生物繁殖行为的明显变化，进而影响整个水体的生态系统

5.酸性废水

降低水体ph值，杀死鱼类和其他水生动物种群。同时使金属的等其他有毒物质更容易溶于水中，进一步损害水体生态环境，同时大量灭绝水体中的水生生物会引起食物链的崩溃从而导至非水生生物的灭绝

6.氮磷钾盐和化合物（水体富营养化）

增加水体中藻类生长所需要的重要元素，引起藻类疯长，导致水体中细菌大量繁殖，大量消耗溶解氧，使其他水生生物死亡，同时释放毒素，，通过食物链进入人体，严重可致死7.油类物质

在水面形成薄膜，阻断空气中的氧溶解在水中，使得水质二话，危害水生生物的生态环境，引起水产量下降，污染水和水产食品

3.生物治污解析及传统常用方法

生物治污：主要是利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以讲解有机物，吸收无机盐，使水质趋于稳定，无害化的处理方法。经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最后以低能位的无机物稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境，或进一步处理。其中传统常用以及现在的主流方法是活性污泥法和生物膜法

1.活性污泥法

在缺氧段异养菌将污水中的淀粉，纤维，碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水分解为有机酸，使大分子有机物降解为小分子有机物，不溶性有机物转化为可溶性有机物，当这些经过缺氧水解得产物进入好氧池进行好氧处理时，提高水的可化性，提高养的效率。在缺氧段异养菌将蛋白质，脂肪等污染物进行氨化游离出氨，在充足的供氧条件下，自养菌的笑话作用将NH4+氧化为NH3-，通过回流控制返回到缺氧段，在缺氧条件下，异养菌的反硝化作用将NHO3-还原为分子态的氮，完成C,N,O在生态中的循环，实现污水无害化处理

2.生物膜法：生物滤池，生物转盘，生物接触氧化池等

主要原理与活性污泥法大致差不多，但不同的是，作为一种新工艺，它的特点在于将用于处理污水的生物在生物转盘上形成膜状生物性污泥，然后在水体通过时直接大量吸收污染物和污染元素，优点在于效率相对较高，速度较快，同时去污效果也不错，但缺点在于相比成

本较高

四.课题研究计划

先选定多种传统治污水生植物作为预选种，主要使用控制变量法和对照实验法。

1.小组成员分开采集多种不同的受污染的水质，并将其按污染来源分类，然后先按地表水环境质量标准进行第一次测量

2.试用同一植物对不同水质进行控亮和控质培育，同时观察同种类的水生植物在不同水质中的表现，分成多项指标记录水生植物的生长情况，根据原有理论基础分析不同的水体成分差异所导致的不同生长情况，然后按地表水环境质量标准进行第二次测量，通过第二次测量和第一次测量得出的数据进行比较得出预选种的植物的吸收偏向。

3.开始将水质进行第二次分类，根据水体成分主要分成两大类：生活污水和工业污水，开始将实验结论推向普遍性

4.将预选的不同种生物放在同类水质中进行培育，再对水质按地表水环境质量标准进行第三次测量，再次比较不同种生物对水质净化效果

5.再次尝试性选择新型尚未使用过的种类的水生植物加入预选种再次重复1~4步骤，得出相关数据，再次进行比对。，得出实验报告

6.这次对采集回的水体进行多种简易的方式进行初步净化，使用新的预选种，再次重复1~4,步骤，得出新数据，于上一份实验报告比对，得出新的实验结论。

7.对整个研究过程进行反思，观察是否有改进的空间