周少燕
贛江水體污染現狀及植物修復
周少燕
[提要]通過調查了解贛江水體污染現狀、水污染來源、近年來水體生物修復技術的研究和應用,可得知植物修復技術對水體污染修復的重要性,植物不僅能夠吸收降解水體中的有機污染物,而且能夠富集微生物無法降解的重金屬離子,從而達到凈化水體的效果。
贛江;水體污染;植物修復
我國淡水資源豐富,但是由于人口數量居高不下人均水資源量缺乏,只有占世界平均水資源的四分之一,相對而言我國也是水資源貧乏國。水是生命之源,水體污染不僅危害人類健康,而且對工業、農業、畜牧業等行業產生危害,嚴重影響社會經濟效益以及人類的生存。水污染將會打破我國生態平衡阻礙我國可持續發展。已被污染的水環境的治理和預防水資源的污染,是我國目前需要立即解決的問題。馬再強等人認為,我國水資源污染的總體特征是北方嚴重于南方,地表水嚴重于地下水,城市及其周圍嚴重于較遠的郊區[1]。我國一直處于發展中國家,城市基礎設施落后,大量未經妥善處理的城市廢水肆意排入江河湖海,造成嚴重的水污染。水體污染問題嚴重危害到人類的生存,治理與修復污染水域刻不容緩。
贛江是江西省第一大河流,是鄱陽湖主要的水源(約占入湖總量的49.9%),因此贛江的生態系統穩定性十分重要。同時贛江也是鄱陽湖水污染物的主要來源,查明流域土地利用方式對贛江水質的影響和鄱陽湖的水環境保護具有重要意義。胡鋒平等人通過調查和分析贛江南昌段各污染源,結果表明主要的污染源有:城鎮生活水污染源、農田地表徑流污染源和工業污染源[2]。蘇保林等對贛江下游平原圩區進行問卷調查發現,贛江下游平原圩區水文過程特殊,農村生活污染并不能直接排入贛江干流水體,其對干流水體污染主要來自于圩區內電力排灌站的汛期排澇[3]。贛江水體污染并不是單一的原因造成的,張萌等人運用富營養化硅藻指數(TDI)來評價贛江流域水體富營養化狀況,南昌和新余段為工業城市有較多大型鋼鐵廠、化工廠等企業,其排放的污水未經妥善處理導致水質惡化,贛江下游的袁河水系和干流下游(主要是南昌附近)富營養化嚴重,水質較差,除了這些企業之外,水質污染還有可能與袁河中游江口水庫筑壩建庫有關[4]。我國中小型企業眾多,其中很多工廠為了節約成本把工業用重金屬、漂染劑、農藥、化肥等,很多沒有處理直接就排放到河流中。面對這些水污染的問題,除了防治水體污染之外,如何解決采用技術手段修復已被污染的水環境更是當務之急。
目前我國污染水體的修復技術主要有:截污技術、底泥疏浚和底泥覆蓋技術、人工曝氣富氧技術、人工岸邊植被技術、清水沖污技術和生物修復技術等。截污、底泥疏浚和覆蓋、曝氣富氧、清水沖污等方法在治理手段上目前只是起輔助作用,并不會徹底改善水環境。因此水體修復技術主要以水體生物修復技術為主,水體物理修復技術、水體化學修復技術為輔。其中生物修復技術不僅對水環境修復具有高效性,而且符合我國政策的生態化、可持續發展。
(一)生物修復技術在水體污染中的應用
微生物是地球生態系統中的分解者,其對環境中污染物的代謝作用是生物修復的技術基礎。環境中微生物群落可以去除環境中的污染物。張捷鑫等人認為,生物技術的主要方法包括:河道曝氣復氧、生物膜法、生物修復法、土地處理法、水生植物凈化法等[5]。楊秀敏等發現,生物修復又稱生物改良,是指利用生物的生命代謝活動,來減少污染環境中的有毒有害物質的濃度或使其無害化,從而污染了的環境能夠部分或完全地恢復到原始狀態的過程[6]。陳艷芳等人認為,在污染水體中種植對污染物吸收能力強、耐受性好的植物,應用植物的植物-微生物的聯合作用除水環境中的污染物或將污染物予以固定修復水體[7]。利用植物結合微生物修復水環境是當前最為合適的技術手段,植物對不僅對水污染具有修復能力,同時還能改善水環境,預防水體的二次污染。
(二)利用植物對污染水體修復
植物修復技術就是其中的一種修復水體污染的重要方法。水生植物凈化技術是:利用適合的水生植物及其共生的微環境去除水體中的污染物質,這是充分利用了水生植物自然生態的凈化機能。當前植物修復的技術多樣化,目前,利用植物凈化污水的工作主要包括人工濕地、植物塘、緩沖帶、鑲嵌群落、物理生態工程等[8]。王謙認為,修復環境所需的植物需要有很強的耐污能力和抗性,能在污染環境中生長并且具有吸收和累積金屬的能力[9]。周曉紅等通過美人蕉、綠蘿、馬麗3種景觀植物為試材,制成生態浮床,試驗發現,3種植物可以凈化污染水體和具有很高的觀賞價值,可以利用其治理城市河道污染水體[10]。對于水環境的修復也需針對性地利用合適的植物種類,錯誤的搭配手法不僅對環境毫無修復作用還有可能會產生污染。在采取植物修復技術之前,植物現狀調查是相當重要的。
贛江岸邊現有的植物蓋率68%,植被類型主要有:常綠闊葉林、針闊葉混交林、竹林、灌叢、草叢、河漫灘草甸等。劉以珍等人結合分類與排序結果,可將贛江河岸帶植被分為6個植被類型,這6個植被類型在贛江河岸帶有明顯的分布格局:河岸帶草叢、河岸落葉闊葉群落、河漫灘草甸、河岸常綠闊葉林、河岸針闊混交林、崗地馬尾松林[11]。黃梨等人對贛江枯水期(11月)和豐水期(4月)進行水生植被樣方調查,共發現水生植物22科46種,其中挺水植物30種,沉水植物10種,浮葉植物和漂浮植物各3種,這些水生植物在贛江流域組成28種群叢,10種群系[12]。贛江歷史悠久,但是總體來說植物種類并不豐富,植物修復技術的利用不僅可以優化水體,還可以豐富植物種類,改善贛江整體環境。
贛江是鄱陽湖的最大支流,是鄱陽湖水污染物的主要來源,鄱陽湖是中國第一大淡水湖,也是中國第二大湖,因此贛江水資源的質量不容忽視。贛江水污染源中以城鎮生活污染源、農田地表徑流污染源和工業污染源為主,一般的防治技術已不足以應付被污染的區域,生物修復技術成為主要的修復手段。植物修復技術就是其中的一種修復水體污染的重要方法,植物不僅能夠吸收降解水體中有機污染物,而且能夠富集微生物無法降解的重金屬離子,從而達到凈化水體的效果。利用植物修復技術以維護水環境的良性循環和可持續發展,使環境效益和社會效益可持續發展。
[1]馬再強,薛曉玲,李小珍,等.天水市秦州區畜牧業污染及治理對策[J].畜禽業,2010,(2).
[2]胡鋒平,侯娟,羅健文,胡偉仁.贛江南昌段污染負荷及水環境容量分析[J].環境科學與技術,2010,12(33).
[3]蘇保林,袁軍營,李卉等.贛江下游平原圩區農村生活污染入河系數研究[J].北京師范大學學報(自然科學版),2013,2/3(49).
[4]張萌,黃丹,劉足根等.浮游硅藻生物指數法評價贛江水系水質健康狀況研究[J].江西科學,2015,3(33).
[5]張捷鑫,吳純德,陳維平,等.污染河道治理技術研究進展[J].生態科學,2005,24(2).
[6]楊秀敏,胡桂娟,楊秀紅,等.生物修復技術的應用與發展[J].中國礦業,2007,16(12).
[7]陳芳艷,唐玉斌,污染水體的生物修復技術進展[J].環境科學與技術,2004,(1).
[8]濮培民,胡維平,逄勇澄.凈化湖泊飲用水源的物理-生態工程試驗研究[J].湖泊科學,1997,9(2).
[9]王謙,成水平.大型水生植物修復重金屬污染水體研究進展[J].環境科學與技術,2010,5(33).
[10]周曉紅,王國祥,馮冰冰,葛緒廣.3種景觀植物對城市河道污染水體的凈化效果[J].環境科學研究,2009,1(22).
[11]劉以珍,張祖芳,蔡奇英等,贛江河岸帶植被的數量分析[J].長江流域資源與環境,2014,7(23).
[12]黃莉,劉以珍,雷平等,贛江流域水生植物多樣性分析[J].南昌大學學報(理科版),2014,6(38).
[責任編輯:邵猷芬]
周少燕(1989—),女,江西財經大學碩士研究生,研究方向為園林植物應用與植物修復。(江西南昌330000)