生态修复技术治理污染的水体
摘要:阐述采用生态修复技术治理污染水体的机理及其运用需应注意事项。
关键词:生态修复;食藻虫;水生植物群;水生态良性循环
中图分类号:S718 文献标识码:B随着我国经济的快速发展,湖泊、河涌及水库等水体的污染也日益严重,大量含氮、磷肥料的生产和使用,食品加工、畜产品加工等造成的工业废水和大量城市生活废水,使水中富含氮、磷等植物营养物质。有了充足的养料保证,藻类,特别是蓝藻(主要是铜绿微囊藻)泛滥成灾,严重污染水质。蓝藻细胞外面被一层厚厚的多糖类物质所包围,这些藻胶和多糖类物质几乎不能被任何高等动物的消化酶所分解,国内外许多工程案例都尝试采用高等动物包括鱼类治理蓝藻污染,均未获得理想的结果,蓝藻几乎成了食物链和生物链的盲端。由于蓝藻的爆发,会造成湖内缺氧,沉水植物不能进行光合作用,导致沉水植物灭种,各种水生物缺氧而无法存活,整个水生态系统失衡,藻类成为水体中的主导物种,最终导致水体变绿变黑。
本文介绍完全采用生态修复技术治理污染的水体
一、采用生态修复技术治理污染的水体机理:
1 采用食藻虫处理控制藻类
食藻虫是一种经长期改良驯化的可控制藻类污染的低等甲壳浮游物。
食藻虫能够大量摄取蓝绿藻、腐屑、悬浮物与有害菌类,同时,其本身又是鱼虾蟹贝等水生物所喜爱的食物。这样,处于食物链盲端的蓝绿藻转化成为水产品的途径被有效地打通了,从而使水体的藻类污染得以根治。蓝藻适宜生长在弱碱性的水环境中,经驯化的食藻虫所产生的排泄物具备弱酸性,可有效降低水体的PH值,使蓝藻的生长受到抑制。食藻虫消除藻类后,水体透明度大大提高,有益于其它水生物的生长,同时,由于食藻虫的生物特性,可将微生物等带动在水体中的分布和生长,为沉水植物生长创造条件。食藻虫引导的沉水植被生态修复技术对水体净化效果的稳定性好(见图1)。
2 建立水生植物群,恢复物种多样性:
在水体中种植沉水植被、挺水植物、浮叶植物群落,并通过沉水植被的光合作用把大量的溶解氧带入底泥,使淤泥中的氧化还原电位升高,促进底栖生物及微生物的繁衍,进一步促进水体生态系统恢复多样化。
(1)挺水植物:主要靠根系吸收部分淤泥中的营养物质,光合所需碳源来自空气中的二氧化碳,产生氧气直接排入大气。
(2)浮叶植物:从根系和浮叶背面吸收水体和淤泥中营养物质,但碳源也主要来自大气,产生具备净化力的氧气通过浮叶大部分进入大气;对上层水体有 一定净化力。
(3)沉水植物:根系和整个叶面直接吸收水体和淤泥中营养物质,所需碳源直接从水体中吸收,产生的氧气直接对自下而上对整个水体产生巨大的净化力。 综上所述,恢复沉水植物——“水下森林和水下草皮”,是水域生态恢复自净能力的最优化模式。
目前使用较多的边坡驳岸挺水植物、浮叶植物湿地净化法——这种方法从水域立体造景上意义重大,但从城市景观水体净化意义上来分析,有较大偏差。不同水生植物水质净化作用与自身代谢(二次富营养)百分比:(敞开于屋顶的试验,包括空气污染),(见表1)。
在水体中种植沉水植被,如轮藻群落、篦子眼子菜群落、苦草群落、海菜花群落等,使水体产生制氧功能,水体中的有机物被氧化成无机盐而加速结晶下沉。沉水植物根系将有效吸收底泥养分,使底泥中有机物被矿化,形成表面的矿化层覆盖下部淤泥层,减少有机物进入水体,沉水植被替代蓝绿藻进行水下光合作用,释放出大量的溶解氧,吸收掉水中过多的氮、磷等富营化物质,能形成水域生态“水下森林”和“水下草皮”自净功能, 也能进一步抑制蓝绿藻。沉水植被恢复后,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,在沉水植被共生作用下,“水下森林”和“水下草皮”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)。食藻虫引导沉水植物进行生态修复有利于水体维持高透明度。
3 建立水生动物群,进一步恢复物种多样性:
在水体中投放优选、养殖的水生动物:如鱼、虾、本地螺、贝等水生物,促进水体的微循环,为其它水生物的生长创造更佳条件。水体及底泥中的营养被沉水植物吸收,当植物生长过快时,可以适当收割。同时水体中的鱼虾及螺、贝等水生动物能食用部分植物及食藻虫,当鱼类等过度生长时,可以适当捕捞,从而形成水体养分向水生动植物的转移。通过收获有机水产品把水体水中的氮、磷等富营养物质从水体中转移上岸,彻底降低水体水中的富营养化程度。
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