污染控制技術(shù)論文(2)
污染控制技術(shù)論文篇二
水污染控制生態(tài)技術(shù)研究
【摘要】水環(huán)境是人類(lèi)賴以生存和健康發(fā)展最重要的基本生態(tài)環(huán)境之一。上一世紀(jì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展但也付出了慘痛的代價(jià)，其根源就是水環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。本文將以水生植物凈水法為例對(duì)水污染控制生態(tài)技術(shù)進(jìn)行研究。
【關(guān)鍵詞】水污染控制生態(tài)技術(shù)研究
中圖分類(lèi)號(hào)：S891+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、水生植物的凈化機(jī)理
如下圖所示是整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)圖：
1、植物自身的性狀和抗性能力
水生植物由于長(zhǎng)期生活在一種缺氧、弱光的環(huán)境中，本身的形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)上形成特殊性狀。根、莖、葉形成完整的通氣組織，保證器官和組織對(duì)02的需要;葉片呈肉質(zhì)，如香蒲表皮有厚角質(zhì)層，柵欄組織發(fā)達(dá)，污染點(diǎn)處的根、莖、葉表皮細(xì)胞排列緊密等結(jié)構(gòu)能抵抗因污染受害而引起的同化功能下降、水分過(guò)分蒸騰，增強(qiáng)了香蒲植物的耐污性和抵抗力。
2、植物的吸收、富集作用
水生植物根系發(fā)達(dá)，利于吸收水中物質(zhì)。如鳳眼蓮長(zhǎng)蓮過(guò)程需要大量的N、P營(yíng)養(yǎng)物，對(duì)于凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體效果明顯;香蒲植物吸收廢水中的重金屬時(shí)，吸收能力大小依次是根>地下莖>葉，并且按照一定的比例從生境中吸取各種元素，形成新的動(dòng)態(tài)平衡，但要防止對(duì)某元素吸收過(guò)多而引起毒害。植物吸收污染物后，尤其是重金屬離子、農(nóng)藥和其他人工合成有機(jī)物等，便富集、固定在體內(nèi)或土壤中，減少水體中污染物含量。研究表明，Pb、Zn進(jìn)入香蒲體內(nèi)，主要積聚在皮層細(xì)胞的細(xì)胞壁上，只有少量進(jìn)入原生質(zhì)，可見(jiàn)細(xì)胞壁對(duì)重金屬有較高的親和力。
3、凈化塘的沉降、吸附和過(guò)濾作用
凈化塘里水生植物生長(zhǎng)旺盛，根系發(fā)達(dá)，與水體接觸面積大，形成密集的過(guò)濾層。如香蒲，它的地下莖和根形成縱橫交錯(cuò)的地下莖網(wǎng)，水流緩慢時(shí)重金屬和懸浮顆粒被阻隔而沉降，防止其隨水流失。同時(shí)又在其表面進(jìn)行離子交換、螫合、吸附、沉淀等，不溶性膠體為根系黏附和吸附，凝集的菌膠團(tuán)把懸浮性的有機(jī)物和新陳代謝產(chǎn)物沉降下來(lái)。
4、生化作用
植物凈化污水過(guò)程中生化作用也起到很大作用，這方面已有大量的研究。光合作用產(chǎn)生的02和大氣中的02直接輸送到植株各處，并向水中擴(kuò)散，一方面根系通過(guò)釋放O2，氧化分解根系周?chē)某两滴铮毫硪环矫媸顾w底部和基質(zhì)土壤形成許多厭氧和好氧小區(qū)，為微生物活動(dòng)創(chuàng)造條件，進(jìn)而形成“根際區(qū)”。這樣，植物代謝產(chǎn)物和殘?bào)w及溶解的有機(jī)碳給濕地中的菌落提供了食物源;同時(shí)，大量微生物在基質(zhì)表面形成灰色生物膜，增加了微生物的數(shù)量和分解代謝的面積，使植物根部的污染物(富集或沉降下來(lái)的)被微生物分解利用或經(jīng)生物代謝降解過(guò)程而去除。富營(yíng)養(yǎng)化水體中，也可依靠水生植物根莖上的微生物使反硝化菌、氨化菌等加速NH3～N向N02一N和N03一N的轉(zhuǎn)化過(guò)程，便于水生植物的吸收與利用，減少底泥向水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽釋放。
5、對(duì)浮游藻類(lèi)的競(jìng)爭(zhēng)抑制作用
富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的水體中，藻類(lèi)瘋長(zhǎng)，水質(zhì)惡化。栽種水生植物后，與浮游藻競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及所需的光熱條件，同時(shí)分泌出抑藻物質(zhì)，破壞藻類(lèi)正常的生理代謝功能，迫使藻類(lèi)死亡，以防止其帶來(lái)的毒素。這樣可以提高水體透明度，改善水中的Do(溶解氧)含量，促進(jìn)沉水植物與共生菌的生長(zhǎng)，進(jìn)一步凈化水質(zhì)。
如下圖所示，是各水聲植物的凈水能力情況詳解：
二、水生植物對(duì)水污染控制的影響因素
1、植物類(lèi)型和群落構(gòu)成
在提高植物處理效果研究方面，一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容是如何選擇合適的植物種類(lèi)和確定不同植物的組合。漂浮植物是人工濕地中常用的一類(lèi)植物，就去除效果而言，鳳眼蓮的凈化效果最好。挺水植物蘆葦、香蒲的使用頻率最高。很顯然，不同的物種或同一物種在不同濕地環(huán)境中的凈化效果都會(huì)有較大的差異性。
水生生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)，關(guān)鍵取決于其自身的自凈能力和環(huán)境容量，而自凈能力和環(huán)境容量又取決于穩(wěn)定的和優(yōu)化的水生植物群落的形成。沉水植物群落的是建立草海優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，草海歷史上長(zhǎng)期以來(lái)，沉水植物就是湖泊中最主要的生產(chǎn)者。
2、植物的覆蓋度、污水濃度
菹草對(duì)水體和底泥中的N、P、Pb、Zn、Cu、As 等有較強(qiáng)的吸收、富集作用[l3]。吸收能力的大小與其生物量和群體的覆蓋度有關(guān)，當(dāng)菹草的保持覆蓋度為50%時(shí)，生物量最大，凈化效率也達(dá)到最大。有關(guān)專(zhuān)家研究了不同磷濃度對(duì)睡蓮和菱葉片生理活性的影響，研究結(jié)果表明，隨著磷營(yíng)養(yǎng)鹽水平的提高，葉內(nèi)無(wú)機(jī)磷的含量也逐漸增加，而葉綠素則隨磷含量的增加而降低。綜合考慮磷對(duì)兩種植物各指標(biāo)的影響，認(rèn)為菱的最適宜的濃度為0. lmmol/ L，睡蓮為0.5mmOI / L，超過(guò)或低于該濃度，都會(huì)對(duì)其生理活性產(chǎn)生不利影響。該研究結(jié)果間接反映了不同植物對(duì)磷的吸收作用，為去磷植物的選擇提供了參考。
3、環(huán)境因子
影響水生植物去除率的因素有光照、水溫、溶解氧、pH、營(yíng)養(yǎng)鹽和風(fēng)浪等因素有關(guān)，不同生活型的水生植物對(duì)這些因素的敏感性不同。所有水生植物都有其適合生長(zhǎng)的季節(jié)和適宜的溫度，水體的透明度則成為沉水植物的限定因子。大量的研究結(jié)果表明，在水體的一定深度存在光補(bǔ)償點(diǎn)和補(bǔ)償深度，只有在光補(bǔ)償(點(diǎn))深度以上，沉水植物才能進(jìn)行正常的光合作用和呼吸作用，植物才能生長(zhǎng)。
三、水污染生態(tài)修復(fù)技術(shù)
1、物種篩選及群落配置
物種篩選首先通過(guò)對(duì)污染區(qū)水生植物歷史與現(xiàn)狀分布情況進(jìn)行分析研究，并根據(jù)其現(xiàn)有生境條件，以能滿足自然環(huán)境特征，耐污能力強(qiáng)，凈化效果好，抗逆性強(qiáng)及景觀美化作用明顯等為條件來(lái)確定水生植物物種。
2、引種方法
收集滇池及周邊河流、壩塘的挺水、浮葉、沉水植物，尤其是引種受污染環(huán)境下生長(zhǎng)健壯的植物和長(zhǎng)期生活在水中的挺水植物，采用整株移植或扦插移植的方法，先種植于種苗基地中。相對(duì)而言，挺水植物和浮葉植物對(duì)水污染的耐受力高于沉水植物，因此在引種中挺水植物和浮葉植物遵循生物多樣性的原則，沉水植物的引種遵循適應(yīng)性的原則。
3、植物繁殖
植物的繁殖決定于充足、健康、適應(yīng)性強(qiáng)的種苗供應(yīng)，適宜的自然條件、豐富的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)和科學(xué)的管理。種苗的繁殖目前有三種措施，一是籽種收集與種植，另一是無(wú)性繁殖，此外是組織培養(yǎng)。由于籽種收集種植太慢，組織培養(yǎng)成本過(guò)高，水生植物的恢復(fù)種苗來(lái)源主要在種苗基地采用無(wú)性繁殖的方法，即利用自然分蘗和扦插繁殖獲得，同時(shí)隨滇池生態(tài)恢復(fù)的逐步實(shí)施，也可從先期已恢復(fù)的滇池周邊天然濕地中獲得更多的水生植物種苗。
4、栽培技術(shù)
(1)挺水植物栽培技術(shù)，每年3-6月下調(diào)水位(使種植區(qū)水位不超過(guò)0.2 m)，種苗基地取苗去稍后連根帶土移植到目標(biāo)水域，待植物發(fā)芽后逐步提高水位。
2)沉水及浮葉植物栽培技術(shù)，在每年3—6月調(diào)水位，從種苗基地起苗，將帶育苗載體的活苗及成苗直接種植在目標(biāo)水域，水位較淺水域可采用扦插法種植。
3)浮葉植物栽培技術(shù)基本同沉水植物種植方法。
總之，該生態(tài)工程主要在以本地特有水生植物制成的基質(zhì)上培育水生植物，形成水面植物浮島，利用植物及植物根系棲息的水生動(dòng)物和微生物群落的綜合作用實(shí)現(xiàn)其凈化水體、提高生物多樣性及改善自然生態(tài)景觀等生態(tài)功能。
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