畜禽废水的植物净化技术
近年来，随着甘肃省水产养殖业的快速发展，特别是规模化养殖场的建立，给甘肃省农村畜禽养殖业带来了经济增长。然而，养殖废水中含有大量的有机物，并伴有重金属、残留药液、消毒剂、各种病原体等污染物，会严重污染周围的水环境、土壤、大气，甚至威胁人们的健康。而且养殖场多在农村，管理者环保意识不够，污染治理技术不到位，导致畜禽养殖废水污染问题日益严重。畜禽养殖废水污染已成为继工业污染和生活污染之后的第三大农业面源污染。
1、畜禽养殖废水处理方法
水产养殖废水的处理是近年来的研究热点。目前，主要的处理方法有物理方法、化学方法和生物方法。物理法主要利用过滤、絮凝沉淀、吸附等方法去除养殖废水中的悬浮物，减少污染物负荷。化学法主要是用化学药品中和，离子交换去除有害物质。生物法是水产养殖废水的常用方法，主要是利用微生物对有机物的分解和转化，达到净化水质的目的。
由于养殖废水中污染物浓度高、成分复杂，实践中采用多种方法综合处理可以达到较好的处理效果。但是这些方法虽然可以净化废水，但是成本比较高，畜牧养殖户和经营者承受不了。因此，如何探索一种新的技术和方法，既能很好地处理废水，保护环境，又能降低成本，节约费用，是解决水产养殖污染的关键。因此，低投入的植物修复技术被引入到育种污水处理中。该方法投资少，运行费用低，利用自然界的植物净化废水。适用于部分中小型农场，也是实现人与自然和谐健康发展和可持续发展的新的技术创新路线。
2.植物净化和修复技术
植物修复技术是基于植物对部分或某些污染物的耐受和过量理论，利用植物及其共生微生物组成的生物系统，对废水中的污染物进行吸收、消化、转化和富集，将有毒有害物质转化为无害物质或在植物体内积累，从而达到降低污染物浓度、净化水质的目的。植物不仅可以去除废水中的污染物，还可以通过植物的吸收实现水中某些营养物质的循环利用。还可以绿化养殖场环境，改善大气环境，促进整体生态环境的良性发展。
植物的水质净化和修复功能主要包括以下几点:
2.1促进悬浮物的沉降
水生植物利用其发达的根系在水中形成密集的植被，形成致密的滤层，减缓水流，通过沉淀或附着减少废水中的悬浮物或不溶性胶体物质，促进废水中悬浮物的沉降，并从植物根部释放氧气形成根际氧化带，使底泥由厌氧状态转为好氧状态，利用微生物进行好氧分解。因此，为了减少污水中的悬浮物，可以选择一些根系发达的植物。
2.2降低水中氮和磷的含量
无机元素氮和磷是水体富营养化的主要原因。利用植物减少污染水体中的氮和磷是控制水体富营养化的有效途径。由于氮、磷是植物的主要结构成分，植物生长时，对废水中氮、磷等营养物质的吸收速度非常快。如果能有效利用生物质，可以通过收割植物将废水中的氮、磷等营养污染物带出。中国科学院水生生物研究所(陈金霞等，2000)在湖北黄石完成了具有污水净化和污水回用双重功能的新型稳定塘的设计。试验结果表明，即使在冬季，温度较低时，植物对氮磷的去除率也较高。此外，有报道将香根草、水芹、黑麦草制成浮床，对去除水中的N、P和抑制藻类生长有明显效果。
许多学者对氮、磷的植物修复进行了研究，发现植物各器官中的氮、磷含量均高于空白对照。试验前，氮、磷在植物体内的分配规律为根跳、叶跳、茎跳，植物吸收污水后，分配规律为叶跳、根跳。可以看出，植物叶片对氮、磷的吸收率较高，其次是茎和根。本研究结果对指导氮磷的去除有很好的思路，在处理高浓度氮磷时，可以选择一些枝叶发达的植物进行净化处理。
2.3吸收和分解有机污染物
有机物进入植物有多种代谢机制，包括富集、转化和降解。
植物除了直接吸收和分解有机物外，还可以通过根系分泌有机酸，刺激根际微生物群落的活性，促进微生物对有机污染物的降解。
随着生态要求的提高，植物净化废水中有机物的相关研究报道越来越多。廖新洛等(2004)研究了猪场废水处理中使用的植物，通过实验研究发现，适合猪场废水的植物为风车草和香根草。赵丽娜等(2007)研究了植物对污水中有机污染物TN、TP、CODcr的去除效果，发现芦苇、菖蒲、香蒲对这些有机污染物均有较好的去除效果。雷德克。r等(1985)发现凤眼莲在夏季脱氮效果较好，而冬季脱氮效果较好的植物是水龟。
不同污水中有机污染物的含量不同。因此，为了探索适合不同养殖废水的净化植物，应通过实验研究筛选适合不同区域的植物，选择一种或几种抗污染能力强的植物进行搭配，从而实现废水净化的植物修复。
2.4重金属的吸收
与其他污染物不同，重金属不能被植物直接降解，只能从污染的水中转移到植物体内，从而降低水中重金属的浓度。重金属在水生植物不同部位的分布特征一般为根跳、茎跳、叶跳。这主要是由于植物为了避免重金属对其生理活动的毒害，通过一定的解毒机制来避免重金属向上迁移。因此，只要找到能够超积累或超耐受有害重金属的植物，就可以将重金属污染物从水中转移到植物的特定部位，然后对植物进行处理，或者植物将重金属固定在一定的空间内，阻止其扩散。
研究表明，植物可以吸收大量的重金属污染物，并在植物组织中积累。吸收重金属元素比普通植物多100多倍的植物称为超积累植物。Cr、Co、Ni、Cu、Pb等元素的累积含量一般在0.1%以上，Mn、Zn的累积含量一般在1%以上。因此，重金属污染的植物修复方法往往是寻找能够超积累或超耐受有害重金属的植物，将金属污染物以离子的形式从地表水中转移到植物的特定部位，然后对植物进行处理，或者依靠植物将金属固定在一定的环境空间中，防止进一步扩散。
3.结论
虽然植物修复在我国起步较晚，但已经取得了大量的研究成果，植物修复技术在畜禽养殖废水的净化和处理中具有很大的应用前景。植物修复技术在治理效果、经济效果、景观效果和可持续发展程度等方面已显示出优势。运用绿色植物生态修复技术，可以实现人与自然的协调发展和可持续发展。(来源:兰州交通大学博文学院)
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