水污染控制技術論文(2)
水污染控制技術論文
水污染控制技術論文篇二
水污染控制生態(tài)技術研究
【摘要】水環(huán)境是人類賴以生存和健康發(fā)展最重要的基本生態(tài)環(huán)境之一。上一世紀我國經(jīng)濟高速發(fā)展但也付出了慘痛的代價，其根源就是水環(huán)境遭到嚴重破壞。本文將以水生植物凈水法為例對水污染控制生態(tài)技術進行研究。
【關鍵詞】水污染控制生態(tài)技術研究
中圖分類號：S891+.5 文獻標識碼：A 文章編號：
一、水生植物的凈化機理
1、植物自身的性狀和抗性能力
水生植物由于長期生活在一種缺氧、弱光的環(huán)境中，本身的形態(tài)解剖結構上形成特殊性狀。根、莖、葉形成完整的通氣組織，保證器官和組織對02的需要;葉片呈肉質，如香蒲表皮有厚角質層，柵欄組織發(fā)達，污染點處的根、莖、葉表皮細胞排列緊密等結構能抵抗因污染受害而引起的同化功能下降、水分過分蒸騰，增強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，利于吸收水中物質。如鳳眼蓮長蓮過程需要大量的N、P營養(yǎng)物，對于凈化富營養(yǎng)化水體效果明顯;香蒲植物吸收廢水中的重金屬時，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，形成新的動態(tài)平衡，但要防止對某元素吸收過多而引起毒害。植物吸收污染物后，尤其是重金屬離子、農藥和其他人工合成有機物等，便富集、固定在體內或土壤中，減少水體中污染物含量。研究表明，Pb、Zn進入香蒲體內，主要積聚在皮層細胞的細胞壁上，只有少量進入原生質，可見細胞壁對重金屬有較高的親和力。
3、凈化塘的沉降、吸附和過濾作用
凈化塘里水生植物生長旺盛，根系發(fā)達，與水體接觸面積大，形成密集的過濾層。如香蒲，它的地下莖和根形成縱橫交錯的地下莖網(wǎng)，水流緩慢時重金屬和懸浮顆粒被阻隔而沉降，防止其隨水流失。同時又在其表面進行離子交換、螫合、吸附、沉淀等，不溶性膠體為根系黏附和吸附，凝集的菌膠團把懸浮性的有機物和新陳代謝產物沉降下來。
4、生化作用
植物凈化污水過程中生化作用也起到很大作用，這方面已有大量的研究。光合作用產生的02和大氣中的02直接輸送到植株各處，并向水中擴散，一方面根系通過釋放O2，氧化分解根系周圍的沉降物：另一方面使水體底部和基質土壤形成許多厭氧和好氧小區(qū)，為微生物活動創(chuàng)造條件，進而形成“根際區(qū)”。這樣，植物代謝產物和殘體及溶解的有機碳給濕地中的菌落提供了食物源;同時，大量微生物在基質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(富集或沉降下來的)被微生物分解利用或經(jīng)生物代謝降解過程而去除。富營養(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的轉化過程，便于水生植物的吸收與利用，減少底泥向水體中的營養(yǎng)鹽釋放。
5、對浮游藻類的競爭抑制作用
富營養(yǎng)化嚴重的水體中，藻類瘋長，水質惡化。栽種水生植物后，與浮游藻競爭營養(yǎng)物質以及所需的光熱條件，同時分泌出抑藻物質，破壞藻類正常的生理代謝功能，迫使藻類死亡，以防止其帶來的毒素。這樣可以提高水體透明度，改善水中的Do(溶解氧)含量，促進沉水植物與共生菌的生長，進一步凈化水質。
如下圖所示，是各水聲植物的凈水能力情況詳解：
二、水生植物對水污染控制的影響因素
1、植物類型和群落構成
在提高植物處理效果研究方面，一個重要的研究內容是如何選擇合適的植物種類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有較大的差異性。
水生生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復，關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，草海歷史上長期以來，沉水植物就是湖泊中最主要的生產者。
2、植物的覆蓋度、污水濃度
菹草對水體和底泥中的N、P、Pb、Zn、Cu、As 等有較強的吸收、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，當菹草的保持覆蓋度為50%時，生物量最大，凈化效率也達到最大。有關專家研究了不同磷濃度對睡蓮和菱葉片生理活性的影響，研究結果表明，隨著磷營養(yǎng)鹽水平的提高，葉內無機磷的含量也逐漸增加，而葉綠素則隨磷含量的增加而降低。綜合考慮磷對兩種植物各指標的影響，認為菱的最適宜的濃度為0. lmmol/ L，睡蓮為0.5mmOI / L，超過或低于該濃度，都會對其生理活性產生不利影響。該研究結果間接反映了不同植物對磷的吸收作用，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、營養(yǎng)鹽和風浪等因素有關，不同生活型的水生植物對這些因素的敏感性不同。所有水生植物都有其適合生長的季節(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。大量的研究結果表明，在水體的一定深度存在光補償點和補償深度，只有在光補償(點)深度以上，沉水植物才能進行正常的光合作用和呼吸作用，植物才能生長。
三、水污染生態(tài)修復技術
1、物種篩選及群落配置
物種篩選首先通過對污染區(qū)水生植物歷史與現(xiàn)狀分布情況進行分析研究，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，凈化效果好，抗逆性強及景觀美化作用明顯等為條件來確定水生植物物種。
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)境下生長健壯的植物和長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。相對而言，挺水植物和浮葉植物對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性的原則。
3、植物繁殖
植物的繁殖決定于充足、健康、適應性強的種苗供應，適宜的自然條件、豐富的營養(yǎng)供應和科學的管理。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)成本過高，水生植物的恢復種苗來源主要在種苗基地采用無性繁殖的方法，即利用自然分蘗和扦插繁殖獲得，同時隨滇池生態(tài)恢復的逐步實施，也可從先期已恢復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
(1)挺水植物栽培技術，每年3-6月下調水位(使種植區(qū)水位不超過0.2 m)，種苗基地取苗去稍后連根帶土移植到目標水域，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，在每年3—6月調水位，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物和微生物群落的綜合作用實現(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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