植物修复技术对受污染河涌的治理--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

植物修复技术对受污染河涌的治理

发表时间：2021/4/26 来源：《基层建设》2020年第33期作者：周绍辉

[导读] 摘要：近年来，我国社会经济发展迅速，城市化进程快速推进，大量的工业废水、生活污水未经处理直接排入河涌水体环境中，造成水环境污染，同时河涌水体流动性强，所以容易受到多种污染源的污染。

        广州迪斯环保设备有限公司 510000
        摘要：近年来，我国社会经济发展迅速，城市化进程快速推进，大量的工业废水、生活污水未经处理直接排入河涌水体环境中，造成水环境污染，同时河涌水体流动性强，所以容易受到多种污染源的污染。河涌水体污染源越多，污染物成分越复杂，治理难度就越大。传统治理方法具有经济成本高、二次污染严重、治标不治本、治理速度缓慢等特点，最终治理效果难以令人满意。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对植物修复技术应用于受污染河道的治理提出了一些建议，以供参考。
        关键词：植物修复技术；水生植物；河涌治理
        引言
        植物修复技术，是利用植物来转移、容纳或转化污染物，使其对环境无害，河道中种植沉水、挺水、浮水等类型植物能够对污染物进行过滤拦截，植物和植物根系附着的微生物同时降解水体中的氮、磷等有机质，达到水体水质净化，降低水体污染负荷，提高水体透明度的效果，实现了河涌水资源的利用，美化生态景观的生态景观功能。
        1、水生植物的定义
        传统意义上水生植物即是根据湿地植物群落成分来进行判断和划分的生物群体，在整体的发育生殖周期中至少有一部分时间发生在水内或是水体表面，具有依附于水源环境生存的特点。根据《植物群落学讲义》来阐述定义为：在水分充足或周期性缺氧的基底上生长的植物即为水生植物；在《EPA湿地鉴定与描述手册》中定义为生长活动以水源为主或是至少因水体隔绝氧气基质上生长的大型植物。按照生长状态和形体特征可以分为水缘、挺水、沉水、浮叶和漂浮五种类型。
        2、水生植物在水污染治理中的净化机理
        2.1吸收作用
        水生植物的生长需要大量的氮、磷等营养物质，其可以将这些营养物质固定在体内，保证自身正常生长、发育繁殖的营养需求。水生植物吸取营养的方式不是单一的，不仅可以通过根部摄入营养物质，也可以通过浸没在水体中的茎叶吸收营养物质。但是，在利用水生植物治理受污染水体时，要防止水生植物吸收大量的氮、磷、钾物质而大面积繁殖，造成水体氧容量不足。另外，植物的根系还可以吸收水体中少量的重金属元素和有机物，对这些物质进行降解、脱毒，然后将其稳定地存储在水生植物的茎叶中，收割后可以实现重金属和氮、磷等营养物质的去除，从而起到修复水体的效果。
        2.2物理作用
        水生植物可以在水体中形成植物屏障，降低水体流动速度，减小水的风浪搅动，使水体中悬浮物不随波逐流而是沉淀在河底中，提高水体透明度，有效降低风浪对水底世界的不良影响。在河涌中种植水生植物，不仅可以净化水质，还可以防止水土流失，让土壤更加稳固，保护河涌堤岸。
        2.3传输及释放氧气作用
        水生植物和陆生植物一样，都可以通过吸收阳光进行光合作用。水生植物光合作用产生的氧气可以通过枝条和发达的根系进行传输，一部分用于自身的生存，另一部分传输到根区，进而扩散到水下缺氧区域。水生植物的根部区域氧气充足，为微生物的快速繁殖、生长提供了良好的环境，其中好氧微生物能够对水体中的有机物、氨氮、总磷等污染物进行分解，实现水体的净化。
        3、污染成因与现状分析
        3.1外源性污染
        1）合流制溢流雨污水污染。主要污染源为未经处理的生活污水，商业污水和工业污水及雨水径流，各种污染物如病原体、耗氧污染物、悬浮固体、营养盐、有毒物质和漂浮物质的浓度较大；而且合流溢流量很大，是河涌水体主要污染源之一。2）地水夹杂其他混合废水汇入。3）地表径流污染。强降雨时期，由周围道路及“脆弱的生态驳岸”汇入的地表径流，汇聚了地面的污染物，直接影响河涌水质及感官透明度。4）降雨及大气沉降。其中干湿沉降主要包括：粉尘降落水体引发污染及降雨期雨水污染，尤其累积性初期雨水，污染较为严重。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

据有关资料统计，初期雨水中的磷浓度一般为0.038～0.250mg/L，氨氮浓度约为0.11～4.90mg/L，且含有大量的有机物、病原体、重金属、油脂、悬浮固体等污染物质。5）农林业面源污染。沿岸农林农药、肥料的汇入，造成较严重的面源污染。降雨期间，地表径流冲刷沿岸绿地及道路，水汇入河涌，对河涌水质影响较大。6）周边其他环境影响。全开放式的周边环境，周围可能存在水质污染源，如附近居民、游客的各种活动等都有可能对该水体造成污染，并且通过沉淀作用在河涌底部累积，持续影响水体水质。此外，沿岸枯枝、树木、落叶等沉入河涌底部累积。
        3.2现状分析
        项目治理的河涌水体透明度低，仅有0.3～0.5m，低于《GB12941—91用水水质标准》C类0.5m标准。水体效果欠佳，河涌中心呈现绿色、深绿色，合流制溢流口区域水体呈现灰绿且浑浊，有蓝绿藻爆发迹象，水体富营养化现象较为突出，水生态系统脆弱，水生植物尤其沉水植物严重缺失，生态系统不健全，生物生长环境较差等。
        4、植物修复系统的构建
        4.1营养平衡原则
        水体生态系统中氮、磷的输入总量和输出总量在水体氮磷浓度小于或等于地表水质标准的前提下达到平衡。利用生物膜技术，使微生物在载体上由内向外生长，生物膜包括厌氧层、兼性厌氧层和好氧层，水体污染物在生物膜不同区域进行降解。生物膜技术对有机污染物度较高的水体，具有较好的治理效果。同时，投入一定数量的控藻DP食藻虫，控制因有机污染物增高而导致的藻类增生。
        4.2生态平衡原则
        水生植物的种植面积要考虑上层营养级联的摄食，同时要防止过度繁殖引发沼泽化问题。种植沉水植物矮生苦草、马来眼子菜等，挺水植物水生美人蕉、黄菖蒲、再力花等。
        4.3物种选择原则
        因地制宜，选择土著种为主，辅以引进已驯化的物种，尽量避免外来物种，以减少可能存在的不可控因素。河涌中投放多种食性的水生动物，包括一定比例滤食性、杂食性、肉食性鱼类，底栖动物（螺贝类虾类），浮游动物（枝角类），使食物链相对平衡。水生植物种植稳定后，方可投放底栖生物与鱼类，并应控制合适的投放密度。同时，为增加水体含氧量，在河涌中央安装射流式曝气设备，以增强水体流动性。生态链的构建原理是通过微生物作用，借助植物残骸、动物排泄物等促进微生物的生长，使底泥氧化还原电位升高，有利于水生昆虫和水生底栖生物的大量滋生，在水生植物共生作用下，形成底泥营养物质的封存和生态链自净（物质能量的逐步吸收转化）。水生植物可吸收大量水体中过多的氮、磷等富营养物质；促进氮的硝化、反硝化及磷的沉降。滋养的微生物和生长的水生植物又可以被鱼、虾、螺、贝等高级水生动物吃掉，通过食物链将水体中的氮、磷等富营养物质从水体中转移出，彻底降低水体中的富营养化程度，长久维持水体水质。
        结束语
        植物修复技术在水环境治理中的环境效益、经济效益和社会效益越来越高，其应用场景越来越广泛，水生植物群落配置成为当前城市湿地公园建设的研究重点。要真正发挥河涌资源管理系统的优势，还必须制定应用该技术的详细的方案，根据项目现场实际水系水文、水质和污水排量等多种因素，因地制宜地选择多种技术组合施行，并充分考虑使用功能与资源化路径，注重功能和经济性原则。充分利用水生植物的生态效益及美学特性，营建生态健康河涌环境。
        参考文献：
        [1]史红玉.广州城市公园景观水体水质调研及沉水植物净水效应研究[D].仲恺农业工程学院，2019.
        [2]蒋梦冉.基于水生木本植物的复层水景植物配置模式及效应研究[D].仲恺农业工程学院，2018.
        [3]李洁.兼顾净化功能的北方地区人工湿地植物景观设计研究[D].中国林业科学研究院，2019.
        [4]项红珍.沼液湿地处理中的植物筛选与参数优化[D].西南大学，2018.
        [5]孙映波，梅瑜，操君喜，孔旭晖，尤毅，李冬梅，刘金维.不同水生植物配置对河涌污水的净化效果[J].生态环境学报，2018，20（Z1）：1123-1126.