生物法處理重金屬?gòu)U水有什么特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)？

生物法處理重金屬?gòu)U水最大的特點(diǎn)是在運(yùn)行過程中微生物能不斷地增殖，生物質(zhì)去除金屬離子的量隨生物質(zhì)量的增加而增加。生物法在應(yīng)用上具有很多優(yōu)點(diǎn)，如綜合處理能力較強(qiáng)，使廢水中的銅、六價(jià)鉻、鎳、鋅、隔、鉛等有害金屬離子得到有效的去除；處理方法簡(jiǎn)便實(shí)用；過程控制簡(jiǎn)單；污泥量少，二次污染明顯減少。然而生物法處理重金屬?gòu)U水存在著功能菌繁殖速度和反應(yīng)速率慢，處理水難以回用的缺點(diǎn)。目前一些微生物已經(jīng)應(yīng)用于含銅電鍍廢水的凈化，生物吸附是利用一定種類的生物群積聚廢水中的重金屬，生物群可以被認(rèn)為是生物吸附的離子交換劑。微生物有機(jī)體屬于不同的種屬，如細(xì)菌、真菌、酵母菌、藻類等，這些天然的、豐富的、價(jià)廉的微生物可以用作有效的生物吸附劑選擇性地去除廢水中的銅離子，有關(guān)利用微生物去除銅離子的報(bào)道很多［18－20］。雖然活性微生物的吸附量和吸附效率高于非活性微生物，通常仍選用非活性微生物，主要是非活性微生物不受環(huán)境毒性、營(yíng)養(yǎng)物、生長(zhǎng)介質(zhì)的限制，解吸容易，微生物可以再利用，過程控制簡(jiǎn)單，生物體停留時(shí)間較長(zhǎng)，生物吸附迅速。采用微生物處理重金屬?gòu)U水的研究已成為熱點(diǎn)。

水污染控制技術(shù)論文(2)

水污染控制技術(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

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。

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(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(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(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)浮游藻類的競(jìng)爭(zhēng)抑制作用

富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的水體中，藻類瘋長(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(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(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，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(fù)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(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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