城市湿地水生植物治理水污染应用分析

2019-11-22 14:33罗晶
绿色科技 2019年18期
关键词:机理应用

罗晶

摘要:指出了我国水污染问题日益严重,水体自净能力受到严重影响,水污染成为影响社会发展的重要因素,与物理法、化学法相比,城市湿地水生植物有着简单易行、效益高、节约能源的特征。基于此,分析了湿地水生植物的污染治理机理,并探讨了城市湿地水生植物在水污染治理中应用。

关键词:城市湿地水生植物;水污染治理;机理;应用

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2019)18-0083-02

1引言

随着人口数量的增长和社会经济的不断发展,各个地区用水量都呈现出增长趋势。尽管我国水资源充沛,但是人均水资源数量尚未达到国际平均水平,加上长期以来人们水资源保护意识的淡薄以及粗放型的经济发展模式,导致大量生物、化学有害物质进入水体,致使水质不断恶化,引起了严重的污染问题。我国水污染的成因在于两个方面:一是,生产技术落后,污染处理不规范;二是,城市化进程的发展中,生活污水量大幅增加,且水资源处理投入少,缺乏资金和设备的支持,导致水污染处理无法达到理想的效果。针对这一现状,提高水环境安全性,缓解水污染恶化已经成为当前环保工作的重点。

城市湿地属于城市生态系统的组成,在水污染的治理上,起着重要作用。城市湿地在水污染的治理中,水生植物是其中的关键,各个国家都针对这一问题做出了深入的阐述和研究,相比起来,我国在这一方面的研究起步相对较晚,但是也取得了丰硕的研究成果。

2应用湿地水生植物治理污染机理

传统的水污染治理方式有物理法、化学法,物理法即对水体进行稀释,该种方法只是治标,但不能治本,虽然可以降低营养盐的浓度,但是对藻类、生物量的影响并不大;相较而言,化学法成效显著,但是容易引发二次污染,成本相对较高。水生植物净化法属于生物治理法的一种类型,是通过水生植物来净化水质,能够实现良性循环,效率高、易管理、成本低,不会引起二次污染。

2.1湿地水生植物治理机理

湿地水生植物从类型来看包括浮叶型植物、挺水型植物、沉水型植物、漂浮型植物,不同类型的水生植物,污染治理效果也各有差异,对于磷的处理,芦苇吸收能力优于浮叶四角菱、金鱼藻;对于氮的处理,芦苇的处理效果优于金鱼藻、浮叶四角菱。湿地水生植物的污染治理机理包括几个方面。

2.1.1植物与微生物的相互作用

水生植物为微生物提供了新的生存环境,氧气会通过植物的叶、茎在到达根部,在污水中构建一个好氧环境,在植物呼吸代谢作用下,会营造出一个缺氧环境,这为微生物硝化一反硝化作用提供了理想的环境,可以迅速去除污水中的各类污染物质,同时,在植物的生长过程中,会分泌氨基酸、有机酸与糖类,促进微生物的顺利生长。

2.1.2植物的吸收作用

如果污水中的氮、磷超过标准,就会导致富营养化问题,从类型来看,污水中的氮包括有机氮、无机氮两类,无机氮很容易被植物吸收、利用;磷则主要以聚磷酸盐、有机磷酸盐的方式存在,也很容易被植物吸收。种植水生植物,能够吸收水中的氮、磷元素,能够降低水体的毒性,去除污染物。

2.1.3生化他感作用

水生植物与污水中的藻类,都需要以氮、磷、钾作为营养物质,在成长过程中,会争夺营养物质,形成竞争,因此,大量种植水生植物能够抑制污水中藻类的生长,解决由于藻类过度生长引起的水体恶臭问题。

2.2湿地水生植物的具体应用

2.2.1工业废水的治理

在工业废水中,有大量重金属和有机物,水葫芦、紫萍、浮萍、水花生等水生植物对重金属、有机物具有很强的去除能力,对于多环芳香烃等有毒物质,也有一定的去除效果。同时,水生植物还能消除酚酞酯、双酚物质,对合成洗涤剂和硫化氢印染废水也有一定的去除效果。

2.2.2水体富营养化的治理

在水生植物中,特别是沉水植物,可以显著解决水体富营养化问题,如种植苦草、狐尾藻,能够显著改善水质,实践证实,恢复或者重建沉水植物,能够从根本上解决富营养化。

2.2.3城市污水的治理

对于城市二级污水的治理,水生植物也有一定的效果,具体方式主要以人工土块滤床、综合塘系统、人工湿地为主。如芦苇等植物,可以有效減小生活污水中的COD、BOD,浮萍则可以抑制藻类生长,去除污水中的营养物质。

2.2.4植被的重建

水生植物中的部分植物类型可以减少污水颗粒物质,提高水质,且水生植物会影响污水的光照环境,降低水体导电率,为植被重建提供了良好的环境。当前,水体富营养化问题日益严重,对植被造成了不同程度的损害,而通过湿地水生植物可以重建植被。

2.2.5氧化塘污水的处理

氧化塘是采用人工方式来修整土地,形成池塘,设置防渗层、围堤,并通过水生植物来避免污染,在氧化塘中,有大量的藻类与水生植物,藻类与好氧菌之间可以发生作用,从而减少污水中的有机物。该种处理方式投资小、规模不大、操作简单,在实践中得到了广泛应用。

3应用城市湿地水生植物治理水污染

3.1水生植物的配置方式

在水生植物的配置上,要满足生态功能性、生态适宜性、生态持续性原则。生态功能性即根据水污染的治理要求来开发湿地功能;生态适宜性即根据水污染治理要求来做到适水适种,根据水文地貌来合理搭配,构建完整的生态系统;生态持续性即植物的配置要满足可持续发展原则,根据水质情况、环境水位、生态位特征来对水生植物、湿地植物进行科学配置。

在具体配置上,需要根据水位高低来搭配,针对不同水体深度来配置。沉水植物适合设置在水体可见度1.5m的水体环境中;漂浮植物适合设置在水深20CITI以上的水体中;浮水植物一般适合5~80Cnl深度的水体中;挺水植物的适宜范围较广,在O~100cm的水体中,都适合种植。在实际种植中,如果水深较深,可以搭配沉水植物、漂浮植物、挺水植物,如荷花、眼子菜、金鱼藻、凤眼莲;对于浅水区,可以搭配挺水植物与浮水植物,采用该种方式,可以有效去除污水中的有害元素,分解悬浮物。

此外,植物的配置还要根据水质情况来选择,水质不同,适宜种植的植物类型也不同,如为了改善水质,可以种植伞草、芦苇、香蒲等;为了解决水体富营养化问题,可以种植荷花、凤眼莲、慈姑等;为了改善重金属污染,可以种植香蒲、芦苇、美人蕉等;对于水质浑浊的浅水区,可以种植苦草、狐尾藻。

3.2湿地植物的配置方式

对于湿地植物的配置,需要考虑到生态位特征,科学搭配植物群落,让各类植物都能正常生长,实现空间、时间和营养的科学搭配。植物配置要将乔木、灌木、草木结合起来,做到“高中低搭配”,利用各类植物的生态特征来打造出立体的层次,构建复层结构模式,突出植物结构的层次性,从而发挥出植物在生态稳定、水土保持上的作用。同时,还要选择具有吸附杂质、阻挡水流、净化水体的植物,如夹竹桃、蔷薇、金鱼草、石竹、鸢尾、唐菖蒲等,还可以种植金盏菊、美人蕉、紫茉莉、蝴蝶花等,这类植物抗性好,可以吸收各类污染性气体,净化周围空气,优化水体保持能力。

4结语

水体受到污染后,会通过饮水、饮食等进入人体内,长期饮用污染水质,会导致机体抵抗力下降;用污水浇灌农作物,会破坏土壤成分,降低土壤肥力,导致土壤盐碱化,导致农作物品质下降、产量降低、重金属富集;在工业废水、生活污水进入水源后,会导致水体磷、氮、钾、有机物含量超标,释放营养元素,引起水体富营养化,出现一系列的连锁反应。湿地是宝贵的自然资源,是地球中生态系统的重要组成,湿地系统在改善生态、维护生态上,具有重要意义,受到各类因素的影响,我国湿地面积不断减小。重构城市湿地,将湿地水生植物应用在水污染治理中,可以大大提高治理效果,在植物的选择上,要根据物种间、物种本身、环境关系来合理选择,遵循生态净化原则,营造出独特的景观,丰富生态多样性,提高生态效益和社会效益。

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