9.1水生植物修复技术9.1.1水生植物净化水体的机理水生植物对污染物的净化作用原理主要在植物的根、茎和叶对污染物的吸收。（1）水溶态污染物到达水生植物根、茎和叶表面水溶态的污染物到达水生植物根表面，主要有两个途径：一条是质体流途径，即污染物随蒸腾拉力，在植物吸收水分时与水一起到达植物根部；另一条是扩散途径，即通过扩散而到达根表面。到达根表面的污染物不一定被植物根所吸收。水生植物吸收河湖底泥中污染物的种类和数量除受底泥特性、污染物种类和浓度影响外，还取决于植物的特性。水溶态污染物到达水生植物茎和叶表面，主要也有两个途径：一条是茎和叶的气孔吸收途径，即水体污染物吸附在气孔而进入植物体内；另一条是角质层途径，水体污染物在水生植物茎和叶表面，表面活性剂能显著降低水溶液的表面张力而进入植物体。（2）水溶态污染物进入细胞的过程植物的细胞璧是污染物进入横物细胞的第一道屏障。在细胞壁中的果胶质成分为结合污染物提供了大量的交换位点。细胞膜调节着着物质进出细胞的过程，它与细胞壁一起构成了细胞的防卫体系。污染物通过植物细胞进入细胞的过程，日前认为有两种方式；一种是被动的扩散，物质顺着本身的浓度梯度或细胞壁的电化学势流动；另一种是物质的主动传递过程，这种传递需要能量。这两种过程都与细胞膜的结构有关。生物膜是非极性的类脂双层膜，在脂质双分子层内外表面镶嵌着蛋白质特异载体分子，正常情况下对物质的吸收具有选择性。Park把细胞膜透过机理归纳为以下几个主要方面：①②③流动输送：生物膜有许多孔隙和细孔，水溶性的化学物质和难脂溶性的微粒子化合物随水流通过细胞膜。如果水溶性和难脂溶性的粒子直径在8.4nm以上就不能通过膜。②脂质层受控扩散：脂溶性化合物受这类扩散的影响。脂溶性化台物在水中扩散是以乳液状态存在，当与生物体膜接触，部分脂溶性化合物溶解在细胞膜中，借助于扩散作用而进入细胞内。③媒介输送与动能载体输送；担任化合物输送任务的是生物膜内的载体，它使化合物在生物体内得以输送。促使媒介输送的能量为浓度比，促使能动载体输送的能量来自生物化学作用。9.1.2水生植物的净化作用水生植物主要包括三大类：水生维管束植物、水生藓类和高等藻类。全球在污水治理中应用较多的是水生维管束植物，它具有发达的机械组织，植物个体比较高大，通常可分为挺水、浮水、漂浮和沉水4种类型，见表9.1。表9.1水生植物类型及生长特点类型生长特点代表种类挺水植物根茎生于底泥中，植物体上部挺出水面芦苇、香蒲浮叶植物根茎生于底泥中，叶漂浮于水面睡莲、荇菜漂浮植物植物体完全漂浮于水面，具有特殊的适应漂浮生活组织结构凤眼链、浮萍沉水植物植物体完全沉于水气界面以下，根扎于底泥或漂浮于水中狐尾藻、金鱼藻植物对水体的净化具有非常重要的作用。污染的净化作用主要表现在：(1)物理作用水生植物的存在减小了水中的风浪扰动，降低了水流速度，并减小了水面风速，这为悬浮固体的沉淀去除创造了更好的条件，并减小了固体重新悬浮的可能性。植物的另一重要作用是它的隔热性。在冬季，当人工湿地中的水生植物死亡并被雪覆盖后，它就为人工湿地提供了一个隔热层，这样有利于防止人工湿地土壤冻结。(2)植物的吸收作用水生植物能直接吸收利用污水中的营养物质，供其生长发育。有根的植物通过根部摄取营养物质，某些浸没在水中的茎叶也从周围的水中摄取营养物质。水中植物产量高，大量的应用物质被固定在其生物体内。当收割后，营养物就能从系统中被除去。废水中的有机氮就能被微生物分解与转化，而无机氮作为植物生长过程中不可缺少的物质被植物直接摄取，再通过植物的收割而从废水中除去。(3)植物的富集作用许多的水生植物有较高的耐污能力，能富集水中的金属离子和有机物质。如凤眼莲，由于其线粒体中含有多酚氧化酶，可以通过多酚氧化酶对外源苯酚的羟化及氧化作用而解除酚对植物的毒害，所以对重金属和含酚有机物有很强的吸收富集能力。水生植物还能吸附、富集一些有毒有害物质，如重金属铅、镉、汞、砷、钙、铬、镍、铜等，其吸收积累能力为：沉水植物＞漂浮植物＞挺水植物，不同部位浓缩作用也不同...
