人工湿地水生植物的管理和维护_水生植物维护管理方案

时间：2019-01-26 01:05:41 来源：东东创业网 本文已影响人

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目前，全球发现的湿地高等植物多达6700 余种，而已被用于处理湿地且产生效果的不过几十种，很多植物还从未试用过。公认的湿地淡水水生植物优势品种有宽叶香蒲 、芦苇、苦草、软水草 和狐尾藻。选择植物时考虑的因素很多，但主要考虑以下几个方面：①耐污能力强、去污效果好； ②适合当地环境；③根系的发达程度；④有一定的经济价值。

水烛、灯芯草、芦苇、风车草、宽叶香蒲、黑三棱、芥菜、水葫芦、凤眼莲，甚至于高粱都可以，但可以根据地区、纬度以及季节的不同来选择。

希望能对你有所帮助。

芦苇，美人蕉，香蒲，水芹菜等

芦苇是最为经济方便的一种！

综述了水生植物适应水环境的特点，在污水处理中的应用及其对水质的净化作用。随着人们对其研究的深入，特别是在工艺选择和净化机理等方面的努力，水生植物必将在水污染控制中发挥更重要的作用，从而更大程度地造福人类。

关键词：水生植物；水环境；净化作用

地球表面积71%被水覆盖，大洋承纳了整个生物圈内97%的水体，极地冰固化了生物圈内2%的水体，只有不到1%的水体以淡水形态存在于江、河、湖泊中，这也是我们人类和其他生物赖以生存的基础。但是，随着工业化的进程和人类数量的不断增加，生态环境不断受到破坏，水污染日趋严重，我国90%以上的公园水体都遭到不同程度的污染，化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总氮（TN）、总磷 （TP）和非离子氨等指标，大多超过国家地面水环境质量四类标准[1]。水体污染问题受到了广泛的关注，学者对如何预防和治理水体污染做了大量的研究[2~4]。在污水处理中，传统污染水处理方法如生化二级处理法，工艺成熟，处理效果理想，但建造、运行、管理费用过高；化学法（如加入硫酸铜等）和换水法处理污水，虽然均有一定效果，但化学法易产生二次污染，换水法不够方便、经济，且仅适宜于小型水体。为了寻找高效低耗的水污染处理技术，20世纪70年代，水生植物开始受到人们的关注。水生植物不仅具有较高的观赏价值，还能主动吸收水体中的养分物质，对富营养化水体可起到净化作用。为此，笔者就水生植物适应水环境的特点，对水质的净化作用和机理进行了概括和分析，为科技工作者治理水体污染提供一些理论与依据。

1 水生植物在污水处理中的应用及其适应水环境的特点

凡生长在水中或湿土壤中的植物，以大型的草本植物为主，包括水生、湿生和沼生植物，通称为水生植物（hydrophyte）[5]。水生植物可分3种生活型，这3种类型的水生植物在污水处理系统中存在一些不同方式（详见表1）。

水生植物生活在温度变化平缓，光照强度弱，氧含量少的过量水环境中，与陆地环境迥然不同。水生植物之所以能适应水环境是因为其在长期的演化过程中，从植物体各器官的形态、结构到生长、繁殖等生理机能，都表现出了对水环境的高度适应[6]。

1.1 独特的叶片结构能适应弱光的条件

水环境里光线微弱，然而水生植物光合性能并不亚于陆生植物。原来，水生植物的叶片通常薄而柔软，有的叶片细裂如丝呈线状，如金鱼藻；有的呈带状，如芳草。水车前的叶子宽大、薄而透明。叶绿体除了分布在叶肉细胞里，还分布在表皮细胞内，最有趣的是叶绿体能随着原生质的流动而流向迎光面。这使水生植物能更有效地利用水中的微弱光。黑藻和狐尾藻等沉水植物，它们的栅栏组织不发达，通常只有一层细胞，由于深水层光质的变化，体内褐色素增加呈墨绿色，可以增强对水中短波光的吸收。漂浮植物，浮叶的上表面能接受阳光，栅栏组织发育充分，可由 5~6 层细胞组成。挺水植物的叶肉分化则更接近于陆生植物。

1．2 通气结构能适应缺氧的条件

水中氧气缺乏，含氧量不足空气中的1/20，水生植物要寻找和保证空气的供应，因此那些漂浮或挺水植物具有直通大气的通道。如莲藕，空气中的氧从气孔进入叶片，再沿着叶柄那四通八达的通气组织向地下根部扩散，以保证水中各部分器官的正常呼吸和代谢的需要，这种通气系统属于开放型。沉水植物金鱼藻的通气系统则属于封闭型，其体内既可贮存自身呼吸所释放的二氧化碳，以供光合作用时的需要，同时又能将光合作用所释放的氧贮存起来满足呼吸时的需要。

1．3 输导组织的退化

水生植物很容易得到水分，因而其输导组织都表现出不同程度的退化，特别是木质部更为突出。沉水植物木质部上留下一个空腔，被韧皮部包围着。浮水植物的维管束也相当退化。

1．4 发达的气囊组织

在池塘和湖泊中，常可见到各种浮水植物安静地漂浮于水面。它们借助于增加浮力的结构，使叶片浮于水面接受阳光和空气。如水葫芦，它的叶柄基部中空膨大，变成很大的气囊。菱叶的叶柄基部也有这种大气囊。当菱花凋落的时候，水底下就开始结出沉沉的菱角。这些菱角本来会使全株植物没入水中，可是就在这个时候，叶柄上长出了浮囊，这就使植物摆脱了没顶的危胁。而且，水越深，叶柄上的浮囊也就越大。千姿百态的水生植物，在长期进化的过程中，形成了许多与水环境相适应的形态结构，从而繁衍不息，在整个植物类群中，占据一定的位置。

2 水生植物对水质的净化作用

2.1 具净化作用的水生植物

我国利用水生植物净化水质的研究始于70年代中期，包括静态条件下单一物种及多种植物配植对污染物浓度较高污水的净化作用，及动态方法研究水生植物对污水处理效果[7]。近30年来，对东湖、巢湖、滇池、太湖、洪湖、保立湖、鸭儿湖、白洋淀等浅水湖泊的富营养化控制和湿地生态系统恢复的大量研究证明[8~10]，水生植物可以吸收、富集水中的营养物质及其它元素，可增加水体中的氧气含量，或抑制有害藻类繁殖的能力，遏止底泥营养盐向水中的再释放利于水体的生物平衡等。水生高等植物能有效地净化富营养化湖水，提高水体的自净能力[11]，也是人工湿地系统发挥净化作用必不可少的因素之一[12~14]。

有些水生植物如水葱、风信子、香蒲等具有较高的观赏价值，同时还可以处理污水，是兼具观赏价值和污水处理研究的重点选择材料[15]。

2.2 水生植物净化水质的机理

通过种植水生植物净化水质，是利用许多水生植物特别是水生维管束植物能够大量吸收营养物质，或降解转化有毒有害物质为无毒物质的性质。在废水或受到污染的天然水体中种植大量耐污染净化较强的水生高等植物，使其通过自身的生命活动将水中的污染物质分解转化或富集到体内，恢复水域中的养分平衡；同时通过水生植物的光合作用放出氧气，增加水中溶解氧含量，从而改善水质，减轻或消除水污染。

2.2.1 植物自身的性状和抗性能力

水生植物由于长期生活在一种缺氧、弱光的环境中，本身形态解剖结构上形成特殊性[16]。根、茎、叶形成完整的通气组织，保证器官和组织对O2的需要[17]；叶片呈肉质，如香蒲表皮有厚角质层，栅栏组织发达，污染点处的根、茎、叶表皮细胞排列紧密等结构能抵抗因污染受害而引起的同化功能下降、水分过分蒸腾，增强了香蒲植物的耐污性和抵抗力[12]。

2.2.2 植物的吸收、富集作用

水生植物根系发达，利于吸收水中物质。如凤眼莲生长过程需要大量的N、P营养物[18]，它吸收后生长迅速，对于净化富营养化水体效果明显[19]，实验第3天凤眼莲使养殖水体的Cu离子消失率达53%，实验第6天则可达75%[20]。香蒲植物吸收废水中的重金属时，吸收能力大小依次是根>地下茎>叶，并且按照一定的比例从生境中吸取各种元素，形成新的动态平衡，防止对某元素吸收过多而引起毒害。植物吸收污染物后，尤其是重金属离子、农药和其他人工合成有机物等，便富集、固定在体内或土壤中，减少水体中污染物量。研究表明，Pb, Zn进入香蒲体内，主要积聚在皮层细胞中的细胞壁上，只有少量进入原生质，可见细胞壁对重金属有较高的亲和力[21]。

2.2.3 净化塘的沉降、吸附和过滤作用

净化塘里水生植物生长旺盛，根系发达，与水体接触面积大，形成密集的过滤层。如香蒲，它的地下茎和根形成纵横交错的地下茎网，水流缓慢时重金属和悬浮颗粒被阻隔而沉降，防止其随水流失[23]，同时又在其表面进行离子交换、整合、吸附、沉淀等，不溶性胶体为根系吸附，凝集的菌胶团把悬浮性的有机物和新陈代谢产物沉降下来[22]。

2.2.4 生化作用

植物净化污水的过程中生化作用也起到很大作用，这方面已有大量的研究[19,23,24]，光合作用产生的O2和大气中的O2直接输送到植株各处，并向水中扩散，一方面根系通过释放O2，氧化分解根系周围的沉降物；另一方面使水体底部和基质土壤形成许多厌氧和好氧小区，为微生物活动创造条件，进而形成“根际区”。这样，植物代谢产物和残体及溶解的有机碳给湿地中的菌落提供食物源；同时，大量微生物在基质表面形成灰色生物膜，增加了微生物的数量和分解代谢的面积，使植物根部的污染物(富集或沉降下来的)被微生物分解利用或经生物代谢降解过程而去除。富营养化水体中，也可依靠水生植物根茎上的微生物使反硝化菌、氨化菌等加速NH3—N向NO2—N和NO3—N的转化过程，便于水生植物吸收与利用，减少底泥向水体中的营养盐释放。

2.2.5 对浮游藻类的竞争抑制作用

富营养化严重的水体中，藻类疯长，水质恶化。栽种水生植物后，同浮游藻类竞争营养物质以及所需的光热条件，同时分泌出抑藻物质，破坏藻类正常的生理代谢功能，迫使藻类死亡，以防止其带来的毒素[23,24]。这样可以提高水体透明度，改善水中的DO含量，促进沉水植物与共生菌的生长，进一步净化水质。

2.3 利用水生植物净化污水的处理方式

净化塘——目前在利用水生植物净化污水时通常是以净化塘的方式，如凤眼莲净化塘、香蒲植物净化塘等[25~27]。净化塘是以某种水生植物占绝对优势而组成的特殊水生生态系统，这个系统通过水生植物群落的阻滤、沉降、吸附等物理作用以及植物体的吸收、积累等作用而达到对污水的净化效果。最近几年水生植物净化塘在国内外发展都比较快，能净化的污水种类越来越多，已由净化生活污水发展到工业废水和城市混合污水。处理规模也越来越大。从利用人工的净化塘发展到利用天然湖塘、湖湾放养水生植物净化水质和底泥。在水生植物的利用上，由一种植物为主发展到多种植物搭配，以相互取长补短，达到最佳的净化效果。比如选用耐寒植物伊乐藻和喜温植物凤眼莲及菱组建成的常绿型人工水生植被。不仅使实验区内常年保持较好的水质，而且对外来污染冲击有很强的缓冲能力，它可用于水源保护、局部性水质控制、污水净化生态工程、小型富营养水体的生态恢复等[28]。

人工湿地系统——本世纪七十年代发展起来的人工湿地系统是利用水生植物处理污水的又一发展方向[29,30]，由于建造和运转费用低、维护简单、效果好，且为众多野生动物提供了栖息地，成了研究的重点。如芦苇湿地可用于处理生活污水和部分工业废水，如造纸废水、纺织废水、啤酒废水、炼油废水、养殖和饲料及食品加工废水等。其基建投资、运转费用和能耗均为常规二级处理方法的1/3~1/5，并有较好的经济效益和生态效益[31]。Nyakang等[32]利用香蒲、芦苇、美人蕉等观赏性水生植物，经过一块湿地和三个池塘构成的宾馆和游泳池污水处理系统，在达到去污目的的同时也营造了优美的水体景观。Koottatep等[33]还发现进入湿地约50%的总氮是被植物吸收的。湿地系统去除污染物的机理主要是通过沉降、过滤、化学沉淀和吸附、微生物反应和植物吸收等反应过程除去水中的污染物。所以湿地是一种低成本、易操作和高效率的污水处理方法。

水域浮床技术——水域浮床技术早期仅应用于农业生产，近10年来有学者利用该技术进行水污染控制。它采用人工新材料作浮床，并通过独特的肥料供应、植物栽培与相应的工程措施，在自然水域的水面上无土栽培植物，在改善水域环境的同时，增加水产品产量[34~37]。

根际过滤技术（Rhizofiltration） ——根际过滤技术是近几年发展的一种植物修复技术，用来处理放射性核素废水、重金属废水以及富含营养盐的废水。它利用超积累植物的根系从废水中吸收、富集和沉淀污染物，是更经济、更适于现场操作的原位污染治理技术[38~39]。

3 结语

众多研究表明，利用水生植物处理系统进行水污染控制具有投资、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，在污水处理和富营养化水体净化等方面均表现出良好的效果。未来的研究应注重本土原生植物的特性、跨区域引进新型物种的意义、水生植物修复的机理、物质循环、根系与水或土壤的微环境关系、植物与周围微生物如何共同作用等方面。目前利用水生植物净化污水尚有许多不足之处，但随着人们对其研究的深入，特别是在工艺选择和净化机理等方面的努力，水生植物必将在水污染控制中发挥更重要的作用，从而更大程度地造福人类。

水生植物在现代城市园林造景中是必不可少的材料。一泓池水清澈见底，令人心旷神情，但若在池中、水，对水体起净化畔栽数株植物，定会使水景陡然增色。而且，水生植物不仅具有较高的观赏价值，更重要的是它还能吸收水中的污染物作用，是水体天然的净化器。在当前水资源不断减少，水生态环境破坏严重的情况下，充分利用好水生植物，不仅能丰富园林景观，还能改善水体，消除污染，让人们真正享受到“碧波荡漾，鸟语花香”的自然美景。

种类 　　水生植物是指生长在水中或潮湿土壤中的植物，包括草本植物和木本植物。我国水系众多，水生植物资源非常丰富，仅高等水生植物就有300多种。在园林中，按其生态习性可分为；（1）浮叶植物：睡莲、满江红、萍蓬莲、菱等。（2）挺水植物：荷花、千屈菜、水葱、泽泻、雨久花、香蒲、菖蒲等。（3）沉水植物：金鱼草、伊乐藻、轮叶黑藻等。（4）滨水植物：水杉、落羽衫、竹类、水松、木芙蓉等。

景观价值 　　水生植物景观能够给人一种清新、舒畅的感觉，它不仅可以观叶、品姿、赏花，还能欣赏映照在水中的倒影，令人浮想联翩。湖面上数株亭亭玉立的荷花，荷叶青翠欲滴，粉红、紫红的令箭荷花娇羞迷人，在晨光晚霞中，湖光倒影，向人们展现出一幅迷人的画卷。另外，水生植物也是营造野趣的上好材料，在河岸密植芦苇林、大片的香蒲、慈姑、水葱、浮萍定能使水景野趣盎然。

生态价值 　　早在20世纪70年代，园林学家就注意到了水生植物在净化水体中的作用，并开始巧妙地应用于园林以治理污水。近30年来，我国对东湖、巢湖、滇池、太湖、洪湖、白洋淀等浅水湖泊的富营养化控制和人工湿地生态恢复的大量研究证明，水生植物可以吸附水中的营养物质及其他元素，增加水体中的氧气含量，抑制有害藻类大量繁殖，遏制底泥营养盐向水中的再释放，以利于水体的生态平衡。近年来兴起的人工湿地系统，在净化城市水体方面表现突出，正是水生植物生态价值的最好体现，人工湿地景观已成为城市中极富自然情趣的景观。

景观设计 　　水生植物造景最好以自然水体为载体或与自然水体相连，这样流动的水体有利于水质更新，减少藻类繁殖，加快净化，不宜在人工湖、人工河等不流动的水体中做大量布置。种植时宜根据植物的生态习性设置深水、中水、浅水栽植区，分别种不同植物。通常深水区在中央，渐至岸边分别制作中水、浅水和沼生、湿生植物区。考虑到很多水生植物在北方不易越冬和管理的方便，最好在水中设置种植槽，不仅有利于管理，还可以有计划的更新布置。

值得注意的是，水生植物只是水景的点缀，不宜过密布置，否则会喧宾夺主，既影响水中倒影及景观视线，也会影响水体的流动和防洪。对于要求治污功能较强的水体，应选择一些耐污强又具有较高观赏价值的植物，如千屈菜、水葱、德国鸢尾等。

水葫芦等水生植物对污水净化影响的研究  

作者：李红峰   

摘要  从我们对放养水生植物前、后污水水样中氮、磷和重金属铜离子含量测试，结果表明：1、在新城区苏岗河涌污水水样放养水葫芦等水生植物5天后，水样中氨氮的平均含量降低了64.98%；磷的平均含量降低了44.57%；重金属铜的平均含量降低了52.78%；2、三种水生植物中，吸收氨氮、磷、重金属铜能力最强的是水葫芦（65.29%、56.52% 、 58.33%）； 3、三种水生植物中，吸收重金属铜能力比吸收磷要强。从我们的实验得出：水葫芦、浮萍、金鱼藻等植物，有很好的净化污水能力，特别是对富营养化水质。只要我们科学管理和转化利用水葫芦等水生植物，对改善我区河涌水质有重要的作用。

关键词  水葫芦  污水净化

1 问题的提出和设想

在我国华南各地水域里及长江流域，常常可以看到盖满水面的水葫芦。它是来自委内瑞拉的水生植物，学名叫做风眼莲。

由于水葫芦含有大量蛋白质、脂肪和纤维素，而且繁殖能力强，容易成活，本世纪50年代，粮食极度短缺的中国从南美引进水葫芦，将水葫芦广泛放养于南方乡村河塘。由于水葫芦蔓延的速度极快，它们覆盖了很多南方许多河流、湖泊。浓密的水葫芦降低了光线对水体的穿透能力，影响水底生物的生长，并增加水中二氧化碳的浓度，堵塞河道，在我们珠江三角洲水域特别是河涌都存在水葫芦泛滥成灾的问题。

近几年来有科学家实验时意外发现，水葫芦等水生植物的根茎能吸收和分散水体中铅、镉、汞、铜、锶等重金属离子，工业废水中含有大量重金属离子，城市生活污水中含有大量氮和磷，工业废水和城市生活污水排放到河流中，增大水体重金属离子、氮磷化合物含量，使水体富营养化，造成水体污染，由此我们设想，利用水生植物吸收氮和磷、重金属离子的特性，探讨水葫芦、浮萍、金鱼藻等水生植物净化污水是否有帮助？效果如何？结合高中学生研究性学习，指导我校高一级学生张銮坤等参阅了有关资料，设计了实验和统计的方法并付诸实践。 

2 实施的内容和过程

2．1活动准备：

2．1．1 买3个60×85×50cm 塑料水箱用于放养水生植物

2．1．2到水塘采集水葫芦、浮萍和金鱼藻三种水生植物

2．2活动的实施

2．2．1取样：4月14日到新城区苏岗村的河涌取生活污水，用于测定数据以及放养水生生物，进行实验对比。

2．2．2为取得水样中所含氮、磷及各种金属离子的准确含量，将所取水样送顺德区环境监测站进行放养水生植物前定量测定，并记录数据。

2．2．3 在送检同时，将三种不同水生植物（水葫芦、浮萍和金鱼藻）分别放入1、2、3号水箱中（有等量河涌污水）进行放养，并做好放养期间的纪录工作。

2．2．4 放养水生植物一段时间（5天）之后，分别从1、2、3号水箱取水样1000ml，送顺德区环境监测站进行进行放养水生植物后的定量测定，并记录数据。

2．2．5 将放养水生植物前的水样与此同时放养水生植物后的水样中所含氮、磷及各种金属离子含量进行对比分析，探讨水生植物对污水净化的影响。

3 结果统计与分析

3．1结果统计

放养水生植物前、后水样中氮、磷和重金属铜离子含量统计表

                                                 单位： mg/L

放养水生植物前水样

放养水生植物后水样

水葫芦

浮萍

金鱼藻

氨氮

1.449

0.503

0.523

0.546

磷

0.175

0.076

0.097

0.119

Cu2+

0.012

0.005

0.006

0.006

注：本表所有各项目数据均由顺德区环境监测站测定

3．2结果分析

顺德地处珠江三角洲腹地，位于西、北江中下游的河网地区，河涌纵横交错，四通八达，水资源丰富。主要河道5条，内河涌1394条。根据2001年市（区）环境保护监测站监测的水环境数据分析，顺德境内河道和内河涌的主要污染源为生活污水，并造成水体富营养化。

从我们对放养水生植物前、后污水水样中氮、磷和重金属铜离子含量测试，结果表明：

3．2．1在新城区苏岗河涌污水水样放养水葫芦等水生植物5天后，水样中氨氮的平均含量降低了64.98%；磷的平均含量降低了44.57%；重金属铜的平均含量降低了52.78%；

3．2．2三种水生植物中，吸收氨氮、磷、重金属铜能力最强的是水葫芦（65.29%、56.52% 、 58.33%）；其次是浮萍（63.91%、44.57%、50.00%）；第三是金鱼藻（62.32%、32.00% 、 50.00%）

3．2．3三种水生植物中，吸收重金属铜能力比吸收磷要强。

从我们的实验得出：水葫芦、浮萍、金鱼藻等植物，有很好的净化污水能力，特别是对富营养化水质，对改善我区河涌水质有重要的作用。科学家们总结了许多研究成果后认为，水葫芦等在生长过程中需要大量的氮、磷等营养物质，并对重金属离子、农药等有极强的富集能力。水葫芦的吸污能力在所有的水草中是最强的。在适宜条件下，一公顷水葫芦能将800人排放的氮、磷元素当天吸收掉，水葫芦还能从污水中除去镉、铅、汞、铜、银、钴、锶等重金属元素。 

4 建议

尽管水葫芦等水生植物在温暖、向阳及富含有机质的水域（特别是在富营养化水体）中生长旺盛，泛滥成灾，堵塞河道，影响航运，阻碍排灌。但适量的水葫芦等水生植物生长对水质的净化是有利的，关键是科学管理和转化利用。水体富营养化的主要成因是生活污水，对其治理，必须除去生活污水中的氮、磷等营养元素。在污水处理厂净化污水除氮、磷等营养元素时，主要用硝化法即用活性污泥进行处理，速度较快，但有大量的污泥沉淀，难以处理。据此学生提出以下建议：

4．1利用水生植物对水中氮、磷等营养元素和污染物的吸收及分解作用，通过选择不同的水生植物及其组合来适应不同的受污染水体，通过控制水生植物的数量来调控净化能力的大小，以修复受污染水体和保持水质。 

4．2 将按照易种植、生长快、去污能力强等标准，筛选若干种水生植物，在污水处理厂和河涌将种植的水生植物群落局限在特定范围内，防止其随波逐流任意扩散。

4．3  由于水葫芦等水生植物在富营养化的水体中生长旺盛，为防止其二次污染水体，要及时打捞，利用水葫芦等水生植物中含有大量氮磷钾的特点，制作有机、无机复合肥；将水葫芦的枯叶干枝掩埋，作为多种植物的绿肥等综合利用。

5 收获与体会

5．1 通过这次的实践活动，使学生更加清楚认识到河涌在生态环境方面所起的重要作用。净化污水，去除富营养化，改善了我区水域的生态环境，提高了我区水环境的生态效益。

5．2  在这次研究活动中，使学生初步掌握了进行科学探究问题的一些基本方法；促进了学生对理论知识的掌握，提高了信息资料搜集和利用的能力、分析和解决问题的能力以及合作交流的能力。

5．3  研究活动的开展，对学生在情感、态度和价值观取向方面起到了教育引导作用，并初步形成了主动参与社会决策的意识。

5．4  通过这次活动，使学生认识到我区提出“青、碧、蓝”工程，是一项高瞻远瞩、造福当代、福荫后代的重要决定，它既维护了生态环境，又在环境方面支持社会经济的可持续发展。对顺德建成花园式河港城市将发挥重要的作用。

参考文献

[1] 张建煜，杜水红．对生物处理污染水源的思考． 大众科技杂志 2005年第7期

水生植物净化水质的机理及其应用方式

更新时间：9-11 11:01 

[摘要]综述了水生植物在污水处理中的应用及其净化水质的机理,以及利用水生植物营造的净化塘、人工湿地系统、水域浮床技术和根际过滤技术等方式净化污水的研究进展。

[关键词]水生植物;水环境;净化作用

地球表面积71%被水覆盖,大洋承纳了整个生物圈内97%的水体,极地冰固化了生物圈内2%的水体,只有不到1%的水体以淡水形态存在于江、河、湖泊中,这也是人类和其他生物赖以生存的基础。但是,随着工业化进程的加快和人口数量的不断增加,生态环境不断受到破坏,水污染日趋严重,大多数水体超过国家地表水环境质量四类标准[1]。水体污染问题受到了广泛的关注,前人对如何预防和治理水体污染做了大量的研究[2～4]。在污水处理中,传统污染水处理方法如生化二级处理法,工艺成熟、处理效果理想,但建造、运行、管理费用过高;化学法(如加入硫酸铜等)和换水法处理污水,虽然均有一定效果,但化学法易产生二次污染,换水法不够方便、经济,且仅适宜于小型水体。为了寻找高效低耗的水污染处理技术,自20世纪70年代起,水生植物开始受到人们的关注。水生植物不仅具有较高的观赏价值,还能主动吸收水体中的养分物质,对富营养化水体可起到净化作用。为此,笔者就水生植物对水质的净化作用和机理进行了概述与分析,同时就其在净化污水方面的应用方式进行了简要论述,以期为科技工作者治理水体污染提供一些参考。

1 水生植物在污水处理中的应用

凡生长在水中或湿土壤中的植物,以大型的草本植物为主,包括水生、湿生和沼生植物,称为水生植物(hydrophyte)[5]。水生植物主要包括3大类:水生维管束植物、水生藓类和高等藻类。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,可分为挺水、浮水和沉水3种生活型[6],这3种类型的水生植物在污水处理系统中存在一些不同的应用方式,详见(表1)。

2 水生植物净化水质的机理

我国利用水生植物净化水质的研究始于20世纪70年代中期,包括静态条件下单一物种及多种植物配植对污染物浓度较高污水的净化作用,及动态方法研究水生植物对污水处理效果[7]。近30年来,对东湖、巢湖、滇池、太湖、洪湖、保立湖、鸭儿湖等浅水湖泊的富营养化控制和湿地生态系统恢复的大量研究证明[8～10],水生植物可以吸收、富集水中的营养物质及其他元素,可增加水体中的氧气含量,或抑制有害藻类繁殖的能力,遏制底泥营养盐向水中的再释放,利于水体的生物平衡等。水生高等植物能有效地净化富营养化湖水,提高水体的自净能力[11],也是人工湿地系统发挥净化作用必不可少的因素之一[12～15]。

2.1 植物自身的性状和抗性能力

水生植物由于长期生活在一种缺氧、弱光的环境中,形态解剖结构上形成特殊性[16]。根、茎、叶形成完整的通气组织,保证器官和组织对O2的需要[17];叶片呈肉质,如香蒲表皮有厚角质层,栅栏组织发达,污染点处的根、茎、叶表皮细胞排列紧密等结构能抵抗因污染受害而引起的同化功能下降、水分过分蒸腾,增强了香蒲植物的耐污性和抵抗力[12]。

2.2 植物的吸收、富集作用

水生植物根系发达,利于吸收水中物质。如凤眼莲生长过程需要大量的N、P营养物[18],它吸收后生长迅速,对于净化富营养化水体效果明显[19],李周玉等[20]研究了凤眼莲对养殖水体中Cu离子的消失率,第3dCu离子消失率达53%,第6d则可达75%。香蒲植物吸收废水中的重金属时,吸收能力大小依次是根>地下茎>叶,并且按照一定的比例从生境中吸取各种元素,形成新的动态平衡,防止对某元素吸收过多而引起毒害。植物吸收污染物后,尤其是重金属离子、农药和其他人工合成有机物等,便富集、固定在体内或土壤中,减少水体中污染物量。研究表明,Pb、Zn进入香蒲体内,主要积聚在皮层细胞中的细胞壁上,只有少量进入原生质,可见细胞壁对重金属有较高的亲和力[21]。

2.3 净化塘的沉降、吸附和过滤作用

净化塘里水生植物生长旺盛,根系发达,与水体接触面积大,形成密集的过滤层。如香蒲,它的地下茎和根形成纵横交错的地下茎网,水流缓慢时重金属和悬浮颗粒被阻隔而沉降,防止其随水流失[23],同时又在其表面进行离子交换、整合、吸附、沉淀等,不溶性胶体为根系吸附,凝集的菌胶团把悬浮性的有机物和新陈代谢产物沉降下来[22]。

2.4 生化作用

植物净化污水的过程中生化作用也起到很大作用,这方面已有大量的研究[19,23,24]。光合作用产生的O2和大气中的O2直接输送到植株各处,并向水中扩散,一方面根系通过释放O2,氧化分解根系周围的沉降物;另一方面使水体底部和基质土壤形成许多厌氧和好氧小区,为微生物活动创造条件,进而形成“根际区”。这样,植物代谢产物和残体及溶解的有机碳给湿地中的菌落提供食物源;同时,大量微生物在基质表面形成灰色生物膜,增加了微生物的数量和分解代谢的面积,使植物根部的污染物(富集或沉降下来的)被微生物分解利用或经生物代谢降解过程而去除。富营养化水体中,也可依靠水生植物根茎上的微生物使反硝化菌、氨化菌等加速NH+4—N向NO-2—N和NO-3—N的转化过程,便于水生植物吸收与利用,减少底泥向水体中的营养盐释放。

2.5 对浮游藻类的竞争抑制作用

富营养化严重的水体中,藻类疯长,水质恶化。栽种水生植物后,同浮游藻类竞争营养物质及所需的光热条件,同时分泌出抑藻物质,破坏藻类正常的生理代谢功能,迫使藻类死亡,以防止其带来的毒素[23,24]。这样可提高水体透明度,改善水中的DO含量,促进沉水植物与共生菌的生长,进一步净化水质。

3 利用水生植物净化污水的处理方式

3.1 净化塘

目前在利用水生植物净化污水时通常是以净化塘的方式,如凤眼莲净化塘、香蒲植物净化塘等[25～27]。

净化塘是以某种水生植物占绝对优势而组成的特殊水生生态系统,这个系统通过水生植物群落的阻滤、沉降、吸附等物理作用以及植物体的吸收、积累等作用而达到对污水的净化效果。最近几年,水生植物净化塘在国内外发展都比较快,能净化的污水种类越来越多,已由净化生活污水发展到工业废水和城市混合污水;处理规模也越来越大,从利用人工的净化塘发展到利用天然湖塘、湖湾放养水生植物净化水质和底泥。在水生植物的利用上,由一种植物为主发展到多种植物搭配,以相互取长补短,达到最佳的净化效果。比如选用耐寒植物伊乐藻和喜温植物凤眼莲及菱,组建成的常绿型人工水生植被。不仅使试验区内常年保持较好的水质,而且对外来污染冲击有很强的缓冲能力,它可用于水源保护、局部性水质控制、污水净化生态工程、小型富营养水体的生态恢复等[28]。

3.2 人工湿地系统

20世纪70年代发展起来的人工湿地系统是利用水生植物处理污水的又一发展方向[29,30]。由于建造和运转费用低、维护简单、效果好,且为众多野生动物提供了栖息地,成了研究的重点。如芦苇湿地可用于处理生活污水和部分工业废水,如造纸废水、纺织废水、啤酒废水、炼油废水、养殖和饲料及食品加工废水等。其基建投资、运转费用和能耗均为常规二级处理方法的1/3～1/5,并有较好的经济效益和生态效益[31]。Nyakang等[32]利用香蒲、芦苇、美人蕉等观赏性水生植物,经过1块湿地和3个池塘构成的宾馆和游泳池污水处理系统,在达到去污目的的同时也营造了优美的水体景观。Koottatep等[33]还发现进入湿地约50%的总氮是被植物吸收的。湿地系统去除污染物的机理主要是通过沉降、过滤、化学沉淀和吸附、微生物反应和植物吸收等反应过程除去水中的污染物。所以湿地是一种低成本、易操作和高效率的污水处理方法。

3.3 水域浮床技术

水域浮床技术早期仅应用于农业生产,近10年来有学者利用该技术进行水污染控制。它采用人工新材料作浮床,并通过独特的肥料供应、植物栽培与相应的工程措施,在自然水域的水面上无土栽培植物,在改善水域环境的同时,增加水产品产量[34～37]。

3.4 根际过滤技术(Rhizofiltration)

根际过滤技术是近几年发展的一种植物修复技术,用来处理放射性核素废水、重金属废水以及富含营养盐的废水。它利用超积累植物的根系从废水中吸收、富集和沉淀污染物,是更经济、更适于现场操作的原位污染治理技术[38,39]。

4 结语

众多研究表明,利用水生植物处理系统进行水污染控制具有投资、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,在污水处理和富营养化水体净化等方面均表现出良好的效果。未来的研究应注重本土原生植物的特性、跨区域引进新型物种的意义、水生植物修复的机理、物质循环、根系与水或土壤的微环境关系、植物与周围微生物如何共同作用等方面。目前利用水生植物净化污水尚有许多不足之处,但随着人们对其研究的深入,特别是在工艺选择和净化机理等方面的努力,水生植物必将在水污染控制中发挥更重要的作用,从而更大程度地造福于人类。

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楼主的这个问题涉及到合同问题，也就是涉及到了利益问题，似乎仅凭悬赏分应该解决不了。

补充答案：

免费设计？！呵呵，活雷锋？！

黄河

黄河 中国古代也称河，发源于中华人民共和国青海省巴颜喀拉山脉，流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东9个省区，最后于山东省东营垦利县注入渤海。干流河道全长5464千米，仅次于长江，为中国第二长河。黄河还是世界第五长河。

黄河从源头到内蒙古自治区托克托县河口镇为上游，河长3472千米；河口镇至河南郑州桃花峪间为中游，河长1206千米；桃花峪以下为下游，河长786千米。（黄河上、中、下游的分界有多种说法，这里采用黄河水利委员会的划分方案）黄河横贯中国东西，流域东西长1900千米，南北宽1100千米，总面积达752443平方千米。

黄河多年平均流量1774.5立方米/秒，全河多年平均天然径流量580亿立方米，流域平均年径流深77毫米，流域人均水量593立方米，耕地亩均水量324立方米。

黄河中游河段流经黄土高原地区，支流带入大量泥沙，使黄河成为世界上含沙量最多的河流。最大年输沙量达39.1亿吨（1933年），最高含沙量920千克/立方米（1977年）。三门峡站多年平均输沙量约16亿吨，平均含沙量35千克/立方米。

长度 5464 km

源头海拔 4800 m

平均流量 1774.5 m³/s

流域面积 752443 km²

源头 青海省

注入 渤海

流经国家 中华人民共和国

黄河,是中华民族的母亲河.作为中华文明的发祥地,维系炎黄子孙的血脉.是中华民族民族精神与民族情感的象征。

黄河，像一头脊背穹起，昂首欲跃的雄狮，从青藏高原越过青、甘两省的崇山峻岭；横跨宁夏、内蒙古的河套平原；奔腾于晋、陕之间的高山深谷之中；破“龙门”而出，在西岳华山脚下调头东去，横穿华北平原，急奔渤海之滨。它流经9个省、区，汇集了40多条主要支流和1000多条溪川，行程5464公里，流域面积达75万多平方公里，是中国第二大河。全流域年平均降水400毫米左右，而黄河平均年径流总量仅574亿立方米，在中国河流中居第八位。流域内，连同下游豫、鲁沿河地区共有2亿多亩耕地，1亿左右人口。黄河水利资源丰富，流域内地下矿藏众多，各族人民世世代代在这里辛勤劳动，创造了光辉灿烂的古代文化，成为中华民族的摇篮。

关于黄河的源头历史上曾有过多种说法。早在公元7世纪上半叶，就有人提出卡日曲是黄河的正源，但没有被公认。公元1280年元朝的都实和1704年清朝的拉锡，为探求河源曾到达星宿海。因此，星宿海为河源的说法已经流传多年。新中国成立后，1952年8月黄河水利委员会组织河源考察队，又把约古宗列曲作为黄河正源。20多年来，虽然以错就错，但也有不少人提出疑问。直到1978年夏天，再次组织河源考察队，伸入河源地区实地查勘，查清在河源地区西部，有3条河流汇入星宿海，它们是扎曲、约古宗列曲和卡日曲。扎曲流程最短，水量又小，只能算作约古宗列曲的一条支流。约古宗列曲和卡日曲相比，卡日曲较约古宗列曲长近30公里，流域面积多700平方公里，水量也大2倍多。因此，确定卡日曲为黄河正源的依据较为充分。卡日曲发源于巴颜喀拉山北麓的各姿各雅山，各姿各雅山海拔4 800米，山脚下几个泉眼溢出的清水，就是“咆哮万里触龙门”的黄河最初水流。

中华民族的摇篮

“黄河，你是中华民族的摇篮，5000年的古国文化，从你这儿发源……”这是人们熟知的歌曲《黄河颂》的歌词。每当人们唱起这首歌的时候，就会浸沉在对黄河的无限追忆之中。

早在80万年以前的旧石器时代，中华民族的祖先就在黄河流域过着狩猎、采集的生活。在黄河流域内已经发现了2000多处原始村落的遗址，它表明，在新石器时代，祖先们就在这辽阔的土地上定居，从事原始的农业生产。

新石器时代中期，散布在黄河中游黄土高原上的黄帝族，和当时的蚩尤族、炎帝族同为中国远古时代的3个部族。他们过着迁徙不定的游牧生活。后来炎帝联合黄帝攻杀了蚩尤。不久，炎帝族和黄帝族的人民逐渐融合，并定居在陕、甘、晋地区，共同开发黄河中下游地区。

3500多年前进入奴隶社会的夏、商、周王朝都是黄帝的后裔。他们自称“华”或“夏”。华族就是汉族的前身，所以汉族人民都把黄帝奉为始祖，自称为黄帝（也称炎黄）的子孙。当时的华族居住在中原地区，人们认为中原居四方之中，故又称这一带为“中华”。后来，华族的文化向全国各地传播，“中华”二字便成了整个中国的名称。

商王朝的盘庚迁都殷墟（今河南省安阳县），他的势力范围已达太行山与泰山之间的华北大平原，称为殷帝国。殷朝的文化相当发达，与当时的埃及、巴比伦并称为3个古代帝国，是世界古代三大文化中心。在殷墟，至今还保存着刻画挺秀、文句严密的甲骨书和美丽细致的青铜器皿。可是，在3个古代帝国以外的世界上，大多数人类还过着原始生活。由此可见，我们的祖国是世界文化古国之一，古国的文化就在黄河的怀抱里发祥。

殷朝以后，直至北宋，近2500年，黄河流域一直是中国政治、经济和文化中心。西安（古称长安），从西汉至隋唐，先后有11个朝代建都于此，历时 1100多年，不仅为中国古代经济、文化的发展作出了重要贡献，而且为国际间经济、文化交流留下了不朽的篇章。洛阳，先后有9个朝代在此建都，历时近千年，故称“九朝古都”。史学家、科学家、文学家云集于洛阳，为中国和世界文化宝库留下了不朽的作品。

几千年来，黄河流域是封建统治的中心，而广大劳动人民反对压迫的斗争也接连不断。秦末的陈胜、吴广，两汉的赤眉、铜马、黄巾，隋末的瓦岗军，唐朝的黄巢、王仙芝，明末的李自成、张献忠等，都在黄河流域这块土地上演出了一幕幕雄壮的史剧。抗日战争和解放战争时期，陕甘宁地区是中国人民可靠的革命根据地，直至伟大的中华人民共和国成立。

在漫长的历史岁月里，伟大的黄河，哺育了中华民族；中华民族的儿女，创造了灿烂的古代文化。我们为黄河自豪，为黄河歌唱。

河字考

释名“河”字在秦汉以前基本上是黄河的专称，而河流称为“川”或者“水”（但也有例外，如《山海经》曰：“昆仑山，纵广万里，高万一千里，去蒿山五万里，有青河、白河、赤河、黑河环其墟。”）先秦的文献中找不到黄河一词，成书于汉武帝征和年间的《史记》全篇也不见黄河的说法。据学者李鄂荣考证，黄河一词最早见于东汉班固《汉书·地理志》中“常山郡·元氏县”的释文里。黄河的“黄”字用来描述河水的浑浊，这在古书中也早有记载：战国时期的《左传·襄公八年》郑国的子驷引《逸周诗》说“俟河之清，人寿几何！”；《尔雅·释水》记有“河出昆仑，色白，所渠并千七百一川，色黄。”

黄河上源的星宿海由扎陵湖、鄂陵湖等数量众多的水泊和海子组成，在阳光照耀下星宿海的无数湖沼光彩夺目，如同孔雀开屏，十分美丽壮观，因而当地的藏族居民把这一段黄河称作“玛曲”（rma chu），即“孔雀河”的意思。甘肃省“玛曲”县即以此河段命名。

水文特征

源头

黄河发源于青海巴颜喀拉山脉，但真正源头所在现在依然存有争议。历史上人们对黄河源头的认识有一个过程。

《尚书·禹贡》曾有“导河积石，至于龙门”的记载，“积石”在现今青海省循化撒拉族自治县附近的阿尼玛卿山，离黄河源头还有距离。《山海经》、《尔雅》有河出昆仑的记载。西汉张骞出使西域后，有黄河发源于于阗，东流至盐泽，再潜行地下，南出为河源的说法（见于《史记·大宛列传》）。这些说法都不确切，但却延续到隋唐。

隋唐以后人们逐渐对黄河河源建立了正确的认识。隋炀帝大业五年（609年）灭吐谷浑后置河源郡，即现今青海果洛藏族自治州和海南藏族自治州部分地区，表明人们已知黄河发源于此。唐太宗贞观九年（635年）为平定吐谷浑叛乱，将领李靖、侯君集、李道宗曾率领人马到达星宿海一带，《新唐书》载他们“次星宿川，达柏海上，望积石山，览观河源。”。唐宋以来，长期将星宿海称为黄河源头。

至元代人们开始对对黄河河源进行实地考察。元至元十七年（1280年）元世祖忽必烈派都实等人勘察黄河河源，对星宿海一带作了详细考察。

1315年潘昂霄根据都实的调查写成《河源志》一书，明确指出黄河发源于星宿海西南百余里处，该处有“水从地涌出如井，其井百余”。

清康熙帝四十三年（1704年）康熙帝命拉锡、舒兰探黄河河源。他们到达星宿海，发现星宿海上源还有三条河流，但并未追至源头。拉锡、舒兰归京后绘有《河源图》，舒兰还写有《河源记》。康熙帝末年组织全国性的地形测量，康熙帝五十六年（1717年）派喇嘛楚儿沁藏布、兰木占巴及理藩院主事胜住等人前往河源地区进行测量，此行“逾河源，涉万里”，回京后将测量结果绘入《皇舆全览图》。此次测绘把星宿海以上的河源也勘查和绘制出来。

清乾隆帝四十七年（1782年）乾隆帝命门侍卫阿弥达“恭祭河源”。阿弥达到达星宿海以西300里处，对星宿海上源三条河流进行了实地勘查，认定星宿海西南的阿勒斯坦郭勒河（即今卡日曲）为黄河上源。

19世纪末到20世纪初，西方探险者和地理学家深入青藏高原进行考察活动，他们也曾到达河源地区搜集自然、人文资料，如印度人阿喀，法国人窦脱勒、敖伦，俄国人普尔热瓦尔斯基、士纳可、科兹洛夫，德国人费士勒、台裴尔等。

中华人民共和国成立后，对黄河源头进行了多次考察。1952年，由黄河水利委员会组织，在项立志、董在华率领下，对黄河河源进行了数月勘查。河源勘查队认定约古宗列曲为黄河正源，雅合拉达合泽山是它的源头，鄂陵湖在上，扎陵湖在下。这一结果与前人考察结果不相吻合，在学术界引起争论，但黄河发源于约古宗列曲的说法广为流传。1978年，青海省邀请中央和地方有关科研专业人员，再次对黄河源头和扎陵、鄂陵两湖进行实地勘查，确认卡日曲为黄河正源，扎陵湖在上，鄂陵湖在下。1981年—1982年，学者杨联康徒步考察了黄河全程。他认为黄河最远源流是始于巴颜喀拉山山脊的拉郎情曲，它长于约古宗列曲30.5千米，长于卡日曲11.9千米。1985年，黄河水利委员会根据历史传统和各家意见，确认玛曲为黄河正源，并在约古宗列盆地西南隅的玛曲曲果树立了黄河源标志。

星宿海上源的三条支流分别是扎曲、约古宗列曲和卡日曲。扎曲居于最北部，发源于查哈西拉山，河长70千米，河道窄，支流少，水量有限，一年中大部分时间断流。约古宗列曲位于星宿海西，在三条上源中居中，发源于约古列宗盆地西南隅，海拔4750米，水量甚小，为宽1.0-1.5米，深0.1-0.2米的小溪。南部支流为卡日曲，发源于巴颜喀拉山支脉各姿各雅山的北麓，海拔4800米，有5处泉水从谷中涌出，汇成宽约3米，深0.3-0.5米，流速约3米/秒的一条小河，河流终年有水。约古宗列曲与卡日曲汇合成黄河源头最初的河道玛曲，然后注入星宿海。根据十万分之一航测地图测量，卡日曲比约古列宗曲长25千米。卡日曲流域面积为3126平方千米，约古宗列曲流域面积为2372平方千米。在卡日曲的和古宗列曲汇合处附近，测得卡日曲流量为6.3立方米/秒，测得约古宗列曲流量为2.5立方米/秒。据此1978年的黄河源头考察认定卡日曲为黄河正源。

汛期：黄河每年有两次汛期,大汛是夏季,来水主要是上游的暴雨,汛期可能延续3-4个月。小汛是春季3-4月间,来水主要是上游冰雪融化,为期较短,因为每年都是在桃花开的时候,故又称桃花汛。

分界

黄河上、中、下游的分界有多种说法。黄河水利委员会以河口镇与桃花峪划分上、中、下游；传统的中学教科书以河口镇与孟津划分上、中、下游；学者杨联康经考察后认为以青铜峡、孟津划分更合适；学者许韶立主张以河南省焦作市武陟县嘉应观作为黄河中下游分界线。本文采取黄河水利委员会的划分方案。

上游

内蒙古托克托县河口镇以上的黄河河段为黄河上游。上游河段全长3472千米，流域面积38.6万平方千米，流域面积占全黄河总量的51.3%。上游河段总落差3496米，平均比降为10‰；河段汇入的较大支流（流域面积1000平方千米以上）43条，径流量占全河的54%；上游河段年来沙量只占全河年来沙量的8%，水多沙少，是黄河的清水来源。上游河道受阿尼玛卿山、西倾山、青海南山的控制而呈S形弯曲。黄河上游根据河道特性的不同，又可分为河源段、峡谷段和冲积平原三部分。

从青海卡日曲至青海贵德龙羊峡以上部分为河源段。河源段从卡日曲始，经星宿海、扎陵湖、鄂陵湖到玛多，绕过阿尼玛卿山和西倾山，穿过龙羊峡到达青海贵德。该段河流大部分流经于三四千米的高原上，河流曲折迂回，两岸多为湖泊、沼泽、草滩，水质较清，水流稳定，产水量大。河段内有扎陵湖、鄂陵湖，两湖海拔高程都在4260米以上，蓄水量分别为47亿立方米和108亿立方米，为中国最大的高原淡水湖。青海玛多至甘肃玛曲区间，黄河流经巴颜喀拉山与阿尼玛卿山之间的古盆地和低山丘陵，大部分河段河谷宽阔，间或有几段峡谷。甘肃玛曲至青海贵德龙羊峡区间，黄河流经高山峡谷，水流湍急，水力资源丰富。发源于四川岷山的支流白河、黑河在该段内汇入黄河。

从青海龙羊峡到宁夏青铜峡部分为峡谷段。该段河道流经山地丘陵，因岩石性质的不同，形成峡谷和宽谷相间的形势：在坚硬的片麻岩、花岗岩及南山系变质岩地段形成峡谷，在疏松的砂页岩、红色岩系地段形成宽谷。该段有龙羊峡、积石峡、刘家峡、八盘峡、青铜峡等20个峡谷，峡谷两岸均为悬崖峭壁，河床狭窄、河道比降大、水流湍急。该段贵德至兰州间，是黄河三个支流集中区段之一，有洮河、湟水等重要支流汇入，使黄河水量大增。龙羊峡至宁夏下河沿的干流河段是黄河水力资源的“富矿”区，也是中国重点开发建设的水电基地之一。

从宁夏青铜峡至内蒙古托克托县河口镇部分为冲积平原段。黄河出青铜峡后，沿鄂尔多斯高原的西北边界向东北方向流动，然后向东直抵河口镇。沿河所经区域大部为荒漠和荒漠草原，基本无支流注入，干流河床平缓，水流缓慢，两岸有大片冲积平原，即著名的银川平原与河套平原。沿河平原不同程度地存在洪水和凌汛灾害。河套平原西起宁夏下河沿，东至内蒙古河口镇，长达900千米，宽30~50千米，是著名的引黄灌区，灌溉历史悠久，自古有“黄河百害，唯富一套”的说法。

中游

内蒙古托克托县河口镇至河南郑州桃花峪间的黄河河段为黄河中游，河长1206千米，流域面积34.4万平方千米，占全流域面积的45.7%；中游河段总落差890米，平均比降0.74‰；河段内汇入较大支流30条；区间增加的水量占黄河水量的42.5%，增加沙量占全黄河沙量的92%，为黄河泥沙的主要来源。

河口镇至禹门口是黄河干流上最长的一段连续峡谷—晋陕峡谷，河段内支流绝大部分流经黄土丘陵沟壑区，水土流失严重，是黄河粗泥沙的主要来源，全河多年年均输沙量16亿吨中有9亿吨来源于此区间；该河段比降很大，水力资源丰富，是黄河第二大水电基地；峡谷下段有著名的壶口瀑布，深槽宽仅30—50米，枯水水面落差约18米，气势宏伟壮观。

禹门口至三门峡区间，黄河流经汾渭平原，河谷展宽，水流缓慢。河段两岸为渭北及晋南黄土台塬，是陕晋两省的重要农业区。该河段接纳了汾河、洛河、泾河、渭河、伊洛河、沁河等重要支流，是黄河下游泥沙的主要来源之一，多年年均来沙量5.5亿吨。该河段在禹门口至潼关（即黄河小北干流）的132.5千米河道，冲淤变化剧烈，河道左右摆动很不稳定。该河段在潼关附近受山岭约束，河谷骤然缩窄，形成宽仅1000余米的天然卡口，潼关河床的高低与黄河小北干流、渭河下游河道的冲淤变化有密切关系，故此有“潼关高程”这一水文术语。

三门峡至桃花峪区间的河段由小浪底而分为两部分：小浪底以上，河道穿行于中条山、崤山之间，为黄河干流上的最后一段峡谷；小浪底以下，河谷渐宽，是黄河由山区进入平原的过渡地段。

下游

河南郑州桃花峪以下的黄河河段为黄河下游，河长786千米，流域面积仅2.3万平方千米，占全流域面积的3%；下游河段总落差93.6米，平均比降0.12‰；区间增加的水量占黄河水量的3.5%。由于黄河泥沙量大，下游河段长期淤积形成举世闻名的“地上河”，黄河约束在大堤内成为海河流域与淮河流域的分水岭。除大汶河由东平湖汇入外，本河段无较大支流汇入。

下游河段除南岸东平湖至济南间为低山丘陵外，其余全靠堤防挡水，堤防总长1400余千米。历史上，下游河段决口泛滥频繁，给中华民族来了沉重的灾难。由于黄河下游由西南向东北流动，冬季北部的河段先行结冰，从而形成凌汛。凌汛易于导致冰坝堵塞，造成堤防决溢，威胁也很严重。

下游河段利津以下为黄河河口段。黄河入海口因泥沙淤积，不断延伸摆动。目前黄河的入海口位于渤海湾与莱州湾交汇处，是1976年人工改道后经清水沟淤积塑造的新河道。最近40年间，黄河输送至河口地区的泥沙平均约为10亿吨/年，每年平均净造陆地25至30平方公里。

主要支流与湖泊

黄河主要支流有白河、黑河、湟水、祖厉河、清水河、大黑河、窟野河、无定河、汾河、渭河、洛河、沁河、大汶河等。

黄河上的主要湖泊有扎陵湖、鄂陵湖、乌梁素海、东平湖。

干流峡谷

黄河干流上的峡谷共有30处，位于上游河段的28处，位于中游段流的2处，下游河段流经华北平原，没有峡谷分布。干流峡谷段累计长1707千米，占干流全长的31.2%。

茫尕峡—多石峡—麦多唐贡玛峡—官仓峡—拉加峡—野狐峡—拉干峡—龙羊峡—阿什贡峡—松巴峡—李家峡—公伯峡—积石峡—寺沟峡—刘家峡—牛鼻子峡—朱喇嘛峡—盐锅峡—八盘峡—柴家峡—桑园峡—大峡（下峡）—乌金峡—红山南峡—红山北峡—黑山峡—虎峡—青铜峡—晋陕峡谷—晋豫峡谷（包括三门峡—任家堆—八里胡同—小浪底）

干流水利枢纽

* 三门峡水利枢纽：山西平陆、河南三门峡市交界处，1960年投入使用

* 三盛公水利枢纽：内蒙古磴口，1966年 投入使用

* 青铜峡水利枢纽：宁夏青铜峡市，1968年投入使用

* 刘家峡水电站：甘肃永靖，1974年投入使用

* 盐锅峡水利枢纽：甘肃永靖，1975年投入使用

* 天桥水利枢纽：山西保德、陕西府谷交界处，1977年投入使用

* 八盘峡水利枢纽：甘肃兰州，1980年投入使用

* 龙羊峡水电站：青海共和，1992年投入使用

* 大峡水利枢纽：甘肃兰州，1998年投入使用

* 李峡水利枢纽：青海化隆，1999年投入使用

* 万家寨水利枢纽：山西偏关、内蒙古准格尔旗交界处，1999年投入使用

* 小浪底水利枢纽：河南济源和孟津交界处，2001年投入使用

另请参看：黄河大堤、黄河防洪、黄河防凌、汴渠、鸿沟、京杭运河、茅津渡、南水北调工程、河套灌区

桥梁

* 济南黄河斜拉桥：山东省济南市北侧。1978年12月开工，1981年底建成。曾更换几次钢索。

* 济南黄河公路桥：山东省济南市北郊。1978年12月开工，1982年7月正式投入运营

* 济南黄河浮桥：只在非汛期（夏汛和凌汛）使用，位于市北洛口渡口，免费使用。

* 兰州黄河铁桥：甘肃省兰州市城北。始建于清光绪三十三年（公元1907年），竣工于宣统元年（公元1909年）。

* 郑州黄河桥：河南省郑州市以北

水土流失

黄河流域在公元前3000-2000年间（黄河流域仰韶文化时期至安阳殷墟）的地理环境适宜于植被的生长与人类生产生活活动的开展，高出约2℃的气候环境为农作物和植被的发展创造了优良的条件。在这一时期，黄河中下游流域有雷夏泽、大野泽等大量的湖泊存在。《孟子·滕文公上》曾记载黄河流域“草木畅茂，禽兽繁殖”，关中平原直到中国战国时期依然有着“山林川谷美，天才之力多”（《历史时期黄河中游的森林》，史念海，1981年）。

战国以后随着铁农具的广泛使用和秦国经济中心向关中迁移，黄河流域与黄土高原的植被开始遭到破坏。由于黄河流域在很长一段时间内一直是中国文明的中心之地（《中国历史地理学》，蓝勇，2002 年），加之以古代中国重农轻牧的现象，黄河流域植被破坏成为长期、大量的现象。随着公元11世纪气候转冷的开始，伴随着中国经济中心的南迁，黄河流域的生态破坏开始减少，然而森林覆盖已经难以恢复到公元前3世纪的状况。并随着植被的破坏，黄土高原开始受到黄河的侵蚀而被卷走大量的土壤，形成千沟万壑的地表形态。

断流

从1972年起黄河经常出现断流的情况。断流的原因有很多，概括起来主要有以下几点：

1. 全球变暖。随着近年来全球变暖情况的加剧，一方面使得河道的蒸发量大增，另一方面春夏季上游冰川的溶化大量吸收热量，造成内陆局部气温低于往常，这就减小了内陆和海洋之间的温差，进而造成季风减弱，缺少了季风从海面带进内陆的水汽。虽然全球变暖使得冰川融化加大了上游水源的流量，但却抵消不了蒸发量的提高和季风减弱的影响效应。最终造成中下游的水量逐年减少。

2. 植被破坏。黄土高原地区植被破坏严重，缺少了植被涵养的土地逐步沙漠化，蒸发量变得更高，土地干燥地下水需要不停的吸收流经河道才能得以补充。

3. 灌溉方式落后。黄河中上游流经的多为经济较不发达的老少边穷地区，缺少节水灌溉的技术和资金，多为大水漫灌，黄河水浪费严重。

河道变迁

据历史记载，在1946年前的三至四千年间，黄河受到近1593次泛滥威胁，而因泛滥令河道大改道共26次。

最近的一次黄河大改道是在1855年（清咸丰帝5年）。在那次黄河大改道之前，黄河下游流经路缐，按照现时中国行政区域划分，大体上经过河南的荥阳、郑州、原阳、延津、封丘、中牟、开封、兰考、濮阳，后经山东的曹县、单县，再经安徽的砀山、萧县、最后入江苏的丰县、沛县、徐州、邳县、睢宁、宿迁、泗阳、淮安、涟水、阜宁、滨海然后入黄海。但在改道后，於铜瓦厢缺口后，黄河冲破原有的河道，改东北走向，在山东境内借大清河入渤海。

黄河被称为中华文明的母亲河。公元前2000多年华夏族在黄河领域的中原地区形成、繁衍。

2.1960年出生，陕西省富平县人。博士、教授、十届全国人大代表。1983年 毕业于西北政法学院，2005年2月24日政协西安市第十一届委员会第四次会议上，西北政法大学教授、省高级人民法院副院长、农工党省委副主任委员、农工党西安市委主任委员黄河同志当选为政协西安市第十一届委员会副主席。兼任中国法学会民法学经济法学研究会常务理事、中国商业法研究会房地产与物业管理法专业委员会主任委员、中国住宅与房地产研究会房地产专业委员会主任委员。

中国黄河源头沙化问题严重

黄河最近因为风化问题越来越严重，现在专家说，如果人类再滥砍滥伐的话，黄河的源头很可能会被淹没在风沙之中。

黄河是中华民族的起源，但是这条被誉为母亲河的源头今天却被荒山大围斩，风沙处处。

有专家指出，人类违反自然的生活方式滥砍滥伐是破坏水源的主要原因，使这个具有数千年历史的生态系统面临崩溃，也很可能成为人类文明破坏下的另一个遗址

参考资料：http://baike.baidu.com/view/4479.htm

单用水生植物的净化是微乎其微的，各种论文都是假的。

设计需要水质情况。