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摘要 近年来，水生植物原位修复作为一种低耗高效的治理技术而受到重视。本文分析了水生植物在水污染修复中的机理、类型和种类，并对发展应用前景进行展望，以期为相关人员提供参考。
关键词 水污染；修复；水生植物
中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）14-0192-02
Abstract In recently，macrophytes in-situ phytoremediation receives attention as an low power and high efficiency treatment.This paper analyzed the mechanism，type and species of phytoremediation of polluted water，predicted its prospect，so as to provide references for relevant personnel.
Key words water pollution；phytoremediation；macrophyte
植物修复污染水体的研究是指利用植物在生长过程中一系列生理、生化过程，吸收、降解、钝化有机污染物的一种原位处理污染，部分或完全修复和消除有毒有害物质[1]。1974年，Peterson等人利用水生植物去除湖泊、河流以及地下水的氮磷等营养物质。目前，全球共有近100个国家和地区开展了水生植物修复的相关研究，其中，中国、美国、印度研究最多。
1 水污染现状及危害
由于工业、农业的发展以及民用废弃物的不合理处置，水体中污染物质越来越多，给环境造成严重影响。每年全世界有逾4 200亿m3的污水排入江河湖海，5.5万亿m3淡水受到污染，其中处理过的污水不足10%，污染物降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺。近年来，我国水污染事件频发，每年发生逾1 700起。目前，我国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；90%的城市水域污染严重，地下水受到污染严重。水体中的污染物大多具有较高的稳定性，不易被降解性，当积累到一定的限度就会对水体—水生植物—水生动物系统产生严重危害，并可能通过食物链直接或间接地影响人类的健康[2]。
2 水污染的分类
水污染指水体因某种物质的介入而导致其理化性质发生改变，造成水质恶化，从而影响水的有效利用，破坏生态环境，直接或间接危害人体健康的现象[3]。污染物包括重金属、有机氯农药、非农药有机污染物、酸碱污染、有机毒物、放射性污染等。
2.1 重金属
重金属为比重>5 g/cm3，原子序数>20的金属元素，如Hg、Cd、Pb、Cr、Cu、Ni、As。水体重金属污染都是在开采、冶炼、生产及使用过程中产生。千屈菜、凤眼莲、香蒲和芦苇对Cu、Pb和Zn等重金属污染严重水体的修复功效明显，茭白对Cu、Zn和Mn的富集量均达到 60%以上，浮萍、水蔥和凤眼莲等水生植物对重金属的富集功效为普通水生植物的2～3倍。
2.2 有机氯农药
农药和化肥在使用过程中，大部分未被吸收利用而残留在土壤和漂浮在大气中，通过降雨和地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水，进而形成水污染[4]。乐果、敌敌畏含有有机磷农药的有机化合物，DDT、六六六含有机氯元素。DDT的代谢物都是持久性污染物，而水生植物鹦鹉毛、浮萍、伊乐藻可在6 d内富集水环境中全部的DDT，并能将部分DDT降解为DDD和DDE。
2.3 非农药有机污染物
2.3.1 耗氧有机污染物。主要来源于动物、植物残体和生活、工业产生的易分解的有机物（碳水化合物、脂肪、蛋白质等），如造纸、皮革、纺织、食品、石油加工、焦化、印染等工业废水，其在分解过程中要消耗水中的溶解氧，致使环境缺少氧气，进而造成水生植物或水生动物缺氧。
2.3.2 富营养化有机物。含氮、磷等营养物质大量进入水体，使水体富营养化，藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，水中生物大量死亡，水生植物群落衰退，生物多样性降低，使水环境系统遭到破坏。水生植物修复具有显著的去除N、P的效果，凤眼莲去除NH3-N的效率最佳，美人蕉去除TN和TP的效率最佳。
2.3.3 有机毒物。有机毒物指氰化物、氟化物、三氯乙醛、酚、石油类和难分解的有机污染物，其大都来自矿山、冶炼废水，或者工业生产过程中排出的油类物质及其衍生物。在海洋中，有机毒物主要来自油船的事故泄露、海底采油、油船压舱水以及陆上炼油厂和生化工厂的废水。水环境中的硝基芳香化合物污染主要来自于炸药工业。
2.3.4 病原微生物。医院废水、生活垃圾渗水、人畜粪尿灌水等污水给水体带来大量污染物的同时，也带来大量病源微生物，主要分为病源菌、寄生虫、病毒3类。
3 植物修复机理
3.1 吸收作用
水生维管束植物在水生生态系统中处于初级生产者的地位，与藻类相比，其生命周期长，通过自身的生长代谢可以大量吸收氮、磷营养物质，储存更加稳定，代表性植物有浮叶植物和沉水植物。
3.2 微生物作用
水生植物群落为微生物和微型动物提供了附着的基质。植物根区外的厌氧环境有利于厌氧微生物的代谢，根区有氧环境有利于微生物的降解。含氮有机物分解所产生的氨态氮可通过硝化作用和反硝化作用去除[5]。
3.3 吸附、截留、沉降作用
不溶性胶体会被漂浮植物发达的根系吸附或截留，细菌在其进入内源呼吸期后会发生凝聚，菌胶团可将悬浮性有机物和新陈代谢产物沉降下来。
4 植物修复类型
4.1 植物挥发
关键词 水污染；修复；水生植物
中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）14-0192-02
Abstract In recently，macrophytes in-situ phytoremediation receives attention as an low power and high efficiency treatment.This paper analyzed the mechanism，type and species of phytoremediation of polluted water，predicted its prospect，so as to provide references for relevant personnel.
Key words water pollution；phytoremediation；macrophyte
植物修复污染水体的研究是指利用植物在生长过程中一系列生理、生化过程，吸收、降解、钝化有机污染物的一种原位处理污染，部分或完全修复和消除有毒有害物质[1]。1974年，Peterson等人利用水生植物去除湖泊、河流以及地下水的氮磷等营养物质。目前，全球共有近100个国家和地区开展了水生植物修复的相关研究，其中，中国、美国、印度研究最多。
1 水污染现状及危害
由于工业、农业的发展以及民用废弃物的不合理处置，水体中污染物质越来越多，给环境造成严重影响。每年全世界有逾4 200亿m3的污水排入江河湖海，5.5万亿m3淡水受到污染，其中处理过的污水不足10%，污染物降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺。近年来，我国水污染事件频发，每年发生逾1 700起。目前，我国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；90%的城市水域污染严重，地下水受到污染严重。水体中的污染物大多具有较高的稳定性，不易被降解性，当积累到一定的限度就会对水体—水生植物—水生动物系统产生严重危害，并可能通过食物链直接或间接地影响人类的健康[2]。
2 水污染的分类
水污染指水体因某种物质的介入而导致其理化性质发生改变，造成水质恶化，从而影响水的有效利用，破坏生态环境，直接或间接危害人体健康的现象[3]。污染物包括重金属、有机氯农药、非农药有机污染物、酸碱污染、有机毒物、放射性污染等。
2.1 重金属
重金属为比重>5 g/cm3，原子序数>20的金属元素，如Hg、Cd、Pb、Cr、Cu、Ni、As。水体重金属污染都是在开采、冶炼、生产及使用过程中产生。千屈菜、凤眼莲、香蒲和芦苇对Cu、Pb和Zn等重金属污染严重水体的修复功效明显，茭白对Cu、Zn和Mn的富集量均达到 60%以上，浮萍、水蔥和凤眼莲等水生植物对重金属的富集功效为普通水生植物的2～3倍。
2.2 有机氯农药
农药和化肥在使用过程中，大部分未被吸收利用而残留在土壤和漂浮在大气中，通过降雨和地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水，进而形成水污染[4]。乐果、敌敌畏含有有机磷农药的有机化合物，DDT、六六六含有机氯元素。DDT的代谢物都是持久性污染物，而水生植物鹦鹉毛、浮萍、伊乐藻可在6 d内富集水环境中全部的DDT，并能将部分DDT降解为DDD和DDE。
2.3 非农药有机污染物
2.3.1 耗氧有机污染物。主要来源于动物、植物残体和生活、工业产生的易分解的有机物（碳水化合物、脂肪、蛋白质等），如造纸、皮革、纺织、食品、石油加工、焦化、印染等工业废水，其在分解过程中要消耗水中的溶解氧，致使环境缺少氧气，进而造成水生植物或水生动物缺氧。
2.3.2 富营养化有机物。含氮、磷等营养物质大量进入水体，使水体富营养化，藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，水中生物大量死亡，水生植物群落衰退，生物多样性降低，使水环境系统遭到破坏。水生植物修复具有显著的去除N、P的效果，凤眼莲去除NH3-N的效率最佳，美人蕉去除TN和TP的效率最佳。
2.3.3 有机毒物。有机毒物指氰化物、氟化物、三氯乙醛、酚、石油类和难分解的有机污染物，其大都来自矿山、冶炼废水，或者工业生产过程中排出的油类物质及其衍生物。在海洋中，有机毒物主要来自油船的事故泄露、海底采油、油船压舱水以及陆上炼油厂和生化工厂的废水。水环境中的硝基芳香化合物污染主要来自于炸药工业。
2.3.4 病原微生物。医院废水、生活垃圾渗水、人畜粪尿灌水等污水给水体带来大量污染物的同时，也带来大量病源微生物，主要分为病源菌、寄生虫、病毒3类。
3 植物修复机理
3.1 吸收作用
水生维管束植物在水生生态系统中处于初级生产者的地位，与藻类相比，其生命周期长，通过自身的生长代谢可以大量吸收氮、磷营养物质，储存更加稳定，代表性植物有浮叶植物和沉水植物。
3.2 微生物作用
水生植物群落为微生物和微型动物提供了附着的基质。植物根区外的厌氧环境有利于厌氧微生物的代谢，根区有氧环境有利于微生物的降解。含氮有机物分解所产生的氨态氮可通过硝化作用和反硝化作用去除[5]。
3.3 吸附、截留、沉降作用
不溶性胶体会被漂浮植物发达的根系吸附或截留，细菌在其进入内源呼吸期后会发生凝聚，菌胶团可将悬浮性有机物和新陈代谢产物沉降下来。
4 植物修复类型
4.1 植物挥发