水环境污染已是当今世界范围内普遍存在的问题，我国水污染问题尤其突出。我国是一个多湖泊的国家，面积在1km2以上的湖泊全国共有2300个，湖泊总面积约为71787km2，约占全国总面积的0.8%。随着经济的迅速发展，农业技术的进步，城镇的人口和排污量不断增加，使污染湖泊水体的因素日益增多,大量的工矿业废水、生活污水及农业污水排入江河湖海，造成土壤、地表水及地下水受重金属、有机毒物、油类及氮、磷营养盐等的严重污染，大量的营养物质不断流入湖泊，湖泊富营养化日趋严重。近20年来，我国有害的赤潮事件就有300多起，仅1998年全年发生赤潮22起，直接经济损失超过10亿元，2000年东海发生的特大赤潮、2006年松花江流域化学污染事件、2007年太湖蓝藻事件等都严重地影响了人们的生产生活。
目前全国80%以上的城市河流都受到污染，许多大江大河的城市段已达不到III类水质的标准。据全国2 222个检测站的统计，在138个城市河道中，符合II、III类水质标准的仅占23%，超过V类水质的占到38%，能饮用的地面水所剩无几。2008年度全国七大水系407个重点监测断面中，只有34%适于直接饮用(属I类水质)，24.8%适于渔业生产(属I、II类水质)，38.1%适于游泳(属I、II、III类水质)，另有38.1%是没有任何用途的臭水(属V类、劣V类水质)。
在工业化、城镇化进程中，农村的水环境也遇到空前的威胁，尤其是长江三角洲发达地区的农村水环境生态，90%以上已丧失其基本功能。因此，我国的水体污染情况特别严重，以严重影响到我国经济和社会的可持续发展，污染水体的修复已经成为当务之急。
二、水生植物在污染水体修复中的应用
目前水污染治理的方法主要有三类：物理方法、化学方法和生物方法。植物修复技术是新近发展起的生物修复技术的一个分支。是指利用生物生命代谢活动对水体中污染物的吸收、转化和降解,达到减缓或最终消除水体污染、恢复水体生态功能的生物措施。植物修复技术作为一项绿色污染治理技术与传统的物理化学修复技术相比，具有以下优点：①费用省，植物修复技术可以现场进行，减少了运输费用。避免了人类直接与污染物接触;②环境影响小，不会形成二次污染或导致污染物的转移;③可以最大限度地减低污染物浓度;④工程造价相对较低，不需要耗能或耗能很低;⑤能实现水体营养平衡，改善水体的自净能力，并具有一定的生态景观效应。
水体污染物主要有金属污染、农药污染、有机物污染、非金属如氮、磷、砷、硼等污染及放射性元素如锶、镭、铀等污染。水生植物能通过吸收、吸附和富集作用除去污水中的污染物，包括对氮、磷的吸收利用、对重金属的富集、对某些有机污染物及其它有毒有害物质的去除。
1、水生植物对氮、磷的吸收利用及去除
氮和磷是植物生长的必需元素，利用水生植物对氮、磷元素的吸收作用就能够同时达到对氮、磷元素的去除。水生植物对氮、磷均有一定的吸收能力，但不同的水生植物吸收能力不同。此外，不同水生植物以及同一水生植物的不同生长期、不同部分吸收氮、磷的能力也不同。研究结果发现，夏季水生植物去氮效果顺序为：凤眼莲﹥浮莲﹥水鳖﹥浮萍﹥槐叶萍﹥紫草﹥水蕴草;夏季除磷效果最好的是凤眼莲和水蕴草。
2、水生植物对污水中重金属元素的去除
重金属污染现已成为危害最大的水污染问题之一。由于重金属元素具有难降解、易积累、毒性大等特点，另外还能被水生植物富集吸收进入食物链，危害人、畜、鸟等各种生命。重金属可以从多个方面危害到人的健康，在受污染的水环境中,重金属污染尤其应受到人们的关注。
水生植物通过根部可以直接吸收水溶性重金属，还能通过根际环境来改变污染物的化学形态，达到降低或消除重金属污染物化学毒性和生物毒性的作用。一般来说，水生植物对重金属的吸收积累能力为：沉水植物﹥漂浮植物﹥挺水植物。不同植物以及同一植物的不同部位浓缩作用也不同，一般为：根﹥茎﹥叶。
3、水生植物对污水中有机污染物及其它有毒有害物质的去除
水生植物能吸收、富集一些有毒有害物质，如有机污染物及一些病原体等。有机污染物的吸收是通过水生植物和微生物共同作用完成的。废水中不溶性有机物通过沉淀、过滤作用，从废水中截流下来而被微生物利用;可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收和生物代谢降解过程被去除。水葱可使食品厂废水中化学需氧量(简称COD)降低70%～80%，使生化需氧量(简称BOD)降低60%～90%，茭白、慈菇对城市污水中BOD的去除率可达80%以上。此外，还有许多水生植物对污水中的有机污染物及其它有毒有害物质有较高的吸收、吸附和富集作用。
三、水生植物修复技术
1、浮岛技术
浮岛技术的净化机理是通过在浮床上种植水生植物，利用植物对氮、磷等营养物的吸收作用，以及根系附着微生物对污染物的降解作用，达到净化水体，有效控制水体富营养化的目的。人工浮岛技术作具有直接从水体中去除污染物、充分利用水面而无需占用土地、适应较宽的水深范围、造价低廉且运行管理相对容易、创造生物的生息空间、改善景观及有一定的经济效益(浮床栽培植物可以作为蔬菜、饲料、工业原料等)等综合功能，在难以恢复岸边水生植物带的河流、湖泊或池塘等富营养化水域应具有广泛的应用前景。
人工浮岛技术是生态技术，无环境风险和二次污染，创新点是将陆生植物经培育引入水体种植。人工浮岛具有以下优点：①浮岛浮体可大可小，形状变化多样，易于制作和搬运;②跟人工湿地相比，植物更容易栽培;③无需专人管理，只需定期清理，大大减少人工和设备的投资，降低了维护保养费和设备的运行费用等。
人工浮岛建成后能提供 4种基本的生态功能：①提供生境：人工浮岛能支持许多植物的生长，从而可为鱼类、鸟类和两栖类等生物提供生境和避难所，在一定程度上恢复了湖泊生态系统的生物多样性;②净化水质：浮岛植物具有较大的密度和生物量，这意味着其能贮存大量营养物质;浮岛植物根系微环境有利于微生物的大量生长，从而有利于发挥微生物对水质的净化作用;而且，人工浮岛能通过植物根系的吸附和消浪作用促进悬浮物沉降，能通过遮荫效应、竞争营养和降低水温抑制浮游植物的生长;③消浪护岸：人工浮岛能通过消浪作用稳定湖滨带，形成有利于水生植物恢复的相对的静水环境;④改善景观：浮岛上不同类型植物的生长能可营造出一幅水上人文风景画卷，形成美丽的景观，迥异于恢复前单调的人工堤岸。
与水体治理的传统技术相比，人工生物浮床的建设、运行成本较低，两块500 m2的浮床造价在80万元左右，即使如此，相对传统治污技术，生物浮床的工艺费用节省了50 %以上。此外，某些经济作物(如蔬菜、花卉)可以营销市场以获得经济效益。人工生物浮床除能去除水体中的污染物，从而净化水质这一最重要的功能外，其良好的景观效果、增加生物多样性以及一定的经济效益使得这一技术将具有广阔的应用前景。
2、人工湿地技术 人工湿地是人工建造的、可控制和工程化的湿地系统，其基本原理是通过湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用来达到废水处理的目的。这种湿地系统是在一定长宽以及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料(如卵石等)混合组成填料床，污染水可以在床体的填料缝隙中曲折地流动，或在床体表面流动。在床体的表面种植处理性能好、成活率高的水生植物(如芦苇等)，形成一个独特的动植物生态环境，对污染水进行处理。湿地水生植物在净化水质、治理水污染等方面起着重要作用。与传统的污水二级生化处理工艺相比，具有净化效果好、去除N与P能力强、工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、对负荷变化适应性强、工程建设和运行费用低、出水具有一定的生物安全性、生态环境效益显著、可实现废水资源化等特点。
利用湿地水生植物处理污水在欧美等发达国家的应用已经颇为广泛。在丹麦，利用漂浮植物、沉水植物、挺水植物以及草滤带组成的人工湿地，对控制农田径流污染发挥污水净化效应;在英、美、日、韩等国都已建成一批规模不等的人工湿地。美国有600多处人工湿地工程用于处理污水。日本渡良濑蓄水池的人工湿地也是一个十分成功的净化污水的例子。日本渡良濑蓄水池的人工湿地，是一座设有人工设施的芦苇荡，将蓄水池的水引到芦苇荡，通过吸附、沉淀及吸收作用，去除水中的氮、磷及浮游植物，达到对水体进行自然净化的目的。这种净化过程循环进行，确保蓄水池水质洁净。渡良濑人工湿地的人工植被从陆地到水面依次为：杞柳(水边林)—芦苇、荻、蓑衣草(湿地植物)—茭白、宽叶香蒲(吸水植物)—荇菜、菱(浮叶植物)，形成了一体的生态空间。此外，在瑞典、芬兰、德国、英国等其他发达国家，都在各自的研究基础上不断开发新型的湿地植物，不断加强对湿地水生植物治污作用的研究。
我国湿地研究工作起步较晚，对城市湿地水生植物治理水污染作用的研究更是处于开端阶段。
3、水生植被的组建及恢复
在湖泊、水库组建常绿型人工水生植被，使之形成生长期和净化功能的季节性交替互补，不仅可以净化湖泊、水库内的水质，而且可以阻止大量的外来污染物进入水体。
多种植物组合比单种植物能更好地对水体净化。这是因为：不同水生植物的净化优势不同，有的可以高效地吸收氮，有的却能更好地富集磷;每种植物在不同时期的生长速率及代谢功能各不相同，由此导致不同时期对氮、磷等营养元素的吸收量也不同，而且随着植物发育阶段不同，附着于植物体的微型生物群落也会发生变化。微型生物群落的变化会直接影响植物对水体的净化率，当多种植物搭配使用时就有利于植物间的取长补短，保持较为稳定的净化效果;多种植物的组合具有合理的物种多样性，从而更容易保持长期的稳定性，而且也会减少病虫害。
4、消落带植物修复
消落带是指水利工程因运行需要调节水位消涨或自然水系最高水位线与最低水位线之间形成的消落区域，一般包括河道堤岸型、湖泊堤岸型和水库岸坡型3种。水库消落带在库区水体与陆岸之间形成的巨大环库生态隔离带，是一种特殊的水陆交错湿地生态系统。
消落带植被能拦截陆岸水土流失带来的大量泥沙并吸收非点源污染物质，减少水库与河道的淤积与污染;以消落带植被为主体的消落带湿地生态系统能分解吸收库区水体中的营养物质，减少库区的富营养化水平;消落带生态系统是河流生态系统的重要组成部分，其健康状况直接影响到大量生物的生存;消落带植被有固定河岸的作用，能防止堤坡因河水的冲刷而崩垮。
四、水生植物苗木的市场现状
从相关资料分析，目前水生植物市场呈现如下特点：
1、销售量猛增。随着水景工程与湿地工程的增加，水生植物销量以25-30%速度。各地的城市水景开发工程、湿地保护工程住宅小区水景工程的增加给水生植物创造了一个广阔的空间，随着这些水景开发项目的推进，今后水生植物的需求量必然会持续增长。
2、资源的多样性需求 品种开发已由单一的荷花睡莲等品种向多品种开发转变, 市场对品种的选择空间增大。
3、市场空间扩大。由于环境建设的深入发展,受国际湿地保护公约的积极推动,水生植物的应用领域在拓宽。最早水生植物在风景区、公园中应用较多,逐渐在房地产水景、庭院水景、城市绿化美化方面的应用越来越广。
4、市场对产品质量要求在提高。随着市场发育越趋成熟，对产品质量的要求也就越高，加上施工企业之间的竞争激烈，投资方对景观要求严格所以对产品品种的纯正、规格的计量、价格的合理都提出了新的要求。
五、水生植物市场需求
水生植物近年来的需求呈逐年上涨趋势，市场的兴起有多方面的原因，但最主要的原因有如下几个方面。
1、人工水景 目前，住宅小区、公共绿地中营造的人工湖、小溪流，出于美化水体及净化水质的需要，种植适量的水生植物已成为设计师常用的手法。随着人们对环境美观的要求不断提高，各种形式的人造水景将越来越多。水生植物已经成为园林绿化工程中的一个充满生命力的流行主题和崭新亮点。
2、湿地公园 由于我国在工业化和城镇化进程中生态环境遭到严重破坏，为恢复生态环境，2000年，国家制定并发布了《中国湿地保护行动计划》。2003年，我国完成了首次全国湿地资源调查，国务院于当年批准了《全国湿地保护工程规划》。随着《全国湿地保护工程规划》的出台，各地上马了一些湿地公园和生态农业观光项目。这样，水生植物的用量不断增大。
3、污染水体修复 随着城市建设速度的加快，大量污水、废水的排放严重污染了环境和水源，造成水质日益恶化，水资源日益不足。大量工程实践表明，水生维管束植物处理法不仅能起到净化水的作用，还能改善生态环境，促进退化水生态系的恢复，并且具有低投资、低能耗的特点，近年来已成为环境领域的研究热点之一。水生植物对污染水体具有不同程度的净化能力使得水生植物在近年来的环境治理工程中频频出现，这是促进近年来水生植物生产和销售的另一个重要原因
4、天然河道、湖泊 为改善天然河道及湖泊的景观，在适宜观赏的区域种植各种水生植物。营造生态景观，水生植物是不可缺少的材料。
5、人工湿地 为净化水质，或作为污水处理，建立人工湿地是一种低成本的有效手段，同时又具有景观效应。因此，净化功能强的水生植物大有用武之地。
6、人工浮岛 为了能在深水区域及潮汐河道中种植水生植物，营造水景，净化水质，采用在人工浮岛上种植水生植物已成为一种可行的方案。
7、沉水植物植被 水生植物中沉水植物是一类净水作用强，有利于水体清澈的品种，具有沉水植物植被的水体生态才是完备的。随着水生植物应用的深入，应用范围将不断扩大，应用方式也将推陈出新。
六、水生植物苗木市场存在的问题
当前水生植物苗木市场存在的问题主要有以下几个方面：
1、生产上的盲目性，不作市场调查的跟风种植。
2、销售上的无序竞争对多数企业伤害极大。
3、植物配置不够合理，景观单一，季节性景观落差太大。观赏最佳期仅从初夏至仲秋的半年时间，而在寒冷的冬季，一片荒芜，这里就反映出一个资源多样性不足的问题。
4、反季节栽培的容器苗供不应求。现在多数园林绿化工程，都很难在最佳栽培季节内完成，如果能提供高质量的容器苗，对“急于求成”的形象工程来说，真是如鱼得水。
七、开发水生植物的建议
1、针对缺少高大的耐湿、耐盐碱乔灌木，使景观缺乏层次感的不足，应该适当增加柳树、水杨、中山彬、池杉、落羽杉、榉树、乌桕、水松、楱子、柽柳、水栎、佛氏尼亚栎以及常绿或半常绿的蒲苇等种的繁殖，以弥补市场上的短缺;
2、制订产品质量标准，提高种苗出圃质量，树立名牌意识。通过优胜劣汰，重新洗牌，把企业提升到一个新的高度;
3、强市场调研，按照市场需求选择前景好、效益好的开发品种，跳出大路货、追求数量的怪圈;
4、今后，要选择一些具有较高环保性、经济上可行、同时可资源化利用的本土水生植物.
5、并进一步完善产业服务机制，如水景、湿地修复的设计、施工(含种苗供应)、养护，主动地与水景、湿地项目的市场接轨，争取产销有机结合;
八、需要解决的关键问题
1、继续寻找开发生物量大、富集污染物能力强的超富集植物，是植物修复技术走向工程应用的首要任务。鉴于超富集植物的专一性(往往只对某种特定的污染物表现出超富集能力)、区域性强，且大部分仍处于试验阶段，距实际应用还有一定距离，因此，今后应大力开发适应性强、生物量大、对多种目标污染物具有富集能力的超富集植物。
2、人工浮岛技术治理污染水体的植物遴选与组合 据不完全统计，到目前为止对用于净化富营养化水体的高等植物进行过研究的有近80余种，主要是一年生或多年生草本植物和花卉等，且利用水生高等植物净化污水成本低，效果好，简单易行。由于不同植物的生理特性不同、净化富营养化水体的效果不同、收获物的用途或经济价值不一样，因此选择出适合环境特点、具有较高净化能力、又有一定经济价值的浮床植物或植物组合就是人工生物浮床要解决的关键问题之一。
3、水生植物的生长易受季节的影响，这就要求选择出喜温及耐寒的水生植物种类，这样才能适应不同季节，达到终年净化污水的目的;
4、不同条件下水生植物的最优选型和最优群落配置的研究。
九、投资水生植物效益分析
全社会环保意识的提高，城乡经济建设的高速发展，环境绿化成本的压力加大，人居环境的高标准定位，大面积湿地修复任务繁重，给水生植物产业提供了绝好的发展机遇。江苏省共有湿地5997万亩，约占省国土面积的39%，是全国湿地资源最为丰富的省份之一。从湿地植物资源来看，江苏湿地高等植物就有484种。因此，我省的水生植物的产业化发展空间十分巨大。太湖暴发蓝藻危害，这对从源头上根治太湖环境，改善水质，提出了刻不容缓的要求。目前，江苏省委省政府提出了建设一带三网多点的林业生态工程，苏州综合治理太湖的清淤工程涵盖140多公里太湖岸线，率先尝试将防洪大坝恢复为自然生态湿地，种上各种水生植物。无锡市为治理太湖将在3年内投入30亿元，总工程量是4.17万亩。以上仅仅举江苏一例，如果放大到全国，在未来的几年内，市场对水生植物的需求量可见一斑。开发水生植物用于污染水体绿化、美化、净化，具有广阔的应用前景，可以“公司+农户”的形式带动周边农户共同发展，必将产生巨大的经济效益、社会效益和生态效益。
十、风险分析
采用水生植物净化富营养化水体，具有投资少、运转费用低、节省能源、基本无二次污染等特点。但和所有处理技术一样，利用水生植物修复富营养化水体也存在其自身局限性。如处理时间长、占地面积大及受气候影响严重等。水生植物的生长受风、湿度、温度、光照等气候条件的影响，具有一定的区域性，适宜的风速和湿度会影响污染物的挥发及植物的蒸腾作用，光照、温度的变化对植物的光合作用及光合产物的运输、分布至关重要，进而影响根分泌物的含量与组成，最终影响植物的修复效果。因此，水生植物修复选择植物宜因地制宜，首选生长在受污水体中的原生植物，既治理了受污水体，又恢复了水体自身的自然生态系统。同时亦可引种外来物种，但其对当地水体的适应性及修复效果尚需进一步研究论证。
十一、结论
我国水污染问题尤其突出，主要表现在城市污水处理率低以及湖泊海洋富营养化等方面。利用水生植物净化污水具有投资、维护和运行费用低，管理简便，污水处理效果好，可改善和恢复生态环境、回收资源和能源以及收获经济植物等诸多优点，特别适合小城市污水处理和富营养化湖泊治理。水生植物处理系统工艺包括人工湿地、植物净化塘、水域浮床等，这些处理系统在城市污水、富营养化水体、工业废水净化方面均表现出良好的效果，引起国内外的关注。水生植物修复技术具有投资、维护和运行费用低,管理简便，处理效果好，可改善和恢复生态环境，回收资源和能源以及收获经济植物等优点。水生植物修复富营养化水体在理论上是可行的，在实践上也是可操作的。随着研究的深入与技术的完善,水生植物在解决水体富营养化方面将有更广阔的前景。水生植物修复技术作为一种绿色技术将会有更加广阔的发展天地，发展水生植物苗木有着良好的应用和市场前景。
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