污染底泥中重金屬植物瀝浸去除的工藝優化研究

吳繼業

摘 要：底泥是河流湖泊的沉積物，是自然水域的重要組成部分，而隨著我國經濟的不斷發展，城市化進程的不斷加快，河道的納污量也在不斷地加大，底泥存在重金屬污染，嚴重影響了河流湖泊的水質。為了清除污染底泥中的重金屬，本文從我國重金屬污染底泥的現狀出發，對植物瀝浸去除前期工藝的不足展開研究，并對當前的工藝進步之處進行對比，以期能夠為改善河流湖泊的水文生態提供和參考。

關鍵詞：污染底泥；重金屬；植物；瀝浸去除

中圖分類號：X52 文獻標志碼：A

重金屬底泥污染是指河流湖泊的水域受到環境污染之后，水中的部分重金屬污染物通過沉淀或者吸附儲存在河流湖泊的底泥當中，并且在一定的條件下釋放出來，成為二次的污染源污染河流湖泊的水體生態。

1 我國主要河流湖泊底泥重金屬污染的現狀

近年來，工業化進程不斷加快，由此產生了大量的重金屬廢水和廢渣，這些重金屬廢棄物未經妥善處理就被直接排放到河流湖泊中，不但如此，大氣沉降、降水、土壤沖刷等又有可能使得水體的底泥受到重金屬污染，加劇了對河流湖泊底泥的污染，使得河流湖泊的吸附能力漸漸趨于飽和，尤其是我國的珠三角、長三角等地區，部分河流的重金屬污染已經達到了高度污染，嚴重影響了我國河流湖泊的生態問題。

目前，我國部分河流湖泊的底泥重金屬含量已經接近生態的風險閾值。河流湖泊中的魚類、水禽等生物的生存健康受到了嚴重的污染，當處于食物鏈頂端的人類食用了這些動物之后，就會誘發疾病，例如日本的“水俁病”、“痛痛病”等，嚴重威脅到了人類的身心健康。

2 污染底泥中重金屬植物瀝浸去除工藝

植物瀝浸去除工藝是一種廣泛應用于治理污染底泥中重金屬的方法，污染底泥中重金屬植物瀝浸去除工藝主要是利用植物根莖或者植物對污染底泥中的重金屬通過沉淀、吸收、代謝、富集等作用，直接吸收、釋放酶和分泌物或者是與其他微生物聯合作用這3種方式對污染底泥中的重金屬進行去除，降低或者消除河流湖泊受污染底泥中的重金屬，以達到治理河流湖泊中受重金屬污染的底泥的目的。

植物瀝浸去除工藝不僅成本相對較低，而且不容易對環境造成二次污染，加上植物對污染底泥中不同種類的重金屬存在著一定程度的活化作用，不僅能降低污染底泥的重金屬含量，還能在減輕污染底泥中重金屬污染的同時美化河流湖泊的環境，十分適合大面積需要進行原位修復的污染底泥。

3 污染底泥中重金屬植物瀝浸去除工藝的不足

目前，對重金屬污染的河流底泥治理主要采取的是原位修復和異地修復兩種處理方法。我國采取比較多的是異地處理方法，主要包括物理法、生物法和化學法等，其中生物法中的植物瀝浸去除工藝是目前去除污染底泥中重金屬比較理想的方式，但是在使用初期也存在著一定的不足。

國內外用于去除污染底泥中重金屬的植物瀝浸去除工藝雖然可以使底泥中的重金屬含量降低，成本相對較低，對環境的二次影響小，但是植物瀝浸工藝的應用還沒有物理法和化學法那么成熟。其修復效率相對較低，修復周期長，容易受到環境氣候的影響等，而且一種植物只能夠吸收、富集一種或者部分重金屬，不能對污染底泥中的重金屬進行全面清除，而添加有機螯合劑能增加植物對重金屬的吸收、富集能力，但是有可能會造成二次污染。

4 污染底泥中重金屬植物瀝浸去除工藝的優化

4.1 加強污染底泥中重金屬植物瀝浸去除工藝的針對性

不同的植物對各類重金屬離子的吸附能力不盡相同，根據植物種類及其器官有針對性地對重金屬離子進行吸收、富集和轉移。例如天藍褐藍菜對鎘的富集能力強；紫葉花苕能富集鉛和鋅；蒿屬和芥菜對鉛的富集作用明顯；在鎳污染的底泥中可種植十字花科和庭芥屬植物；在銅污染底泥中可種植酸模草，其植株含銅可達1.850mg/g。此外，向植物根系通直流電能加強植物對重金屬的吸收，向污染土壤施硫酸鹽和磷酸鹽能提高植物枝干部分對鉻、鎘、鎳、鋅和銅的富集系數。在對污染底泥中重金屬瀝浸去除過程中，可以利用重金屬和植物吸收的特性進行優化，結合兩者之間的特征，優化污染底泥中重金屬的瀝浸去除效果。

植物不同器官吸收重金屬的能力也存在著顯著的差異，表現為葉子<莖<根，即在植物吸收水分的同時到達植物根部和擴散途徑為植物所吸收，最后通過人為的方式，將植物收割起來，將重金屬移除出底泥中。

4.2 植物與其他生物、方法的加強互補

生物法又分為植物法和微生物法，它們具有各自特定的結構和特征。在植物的根系，微生物數量明顯高于植物的其他位置，植物的根系分泌物能夠為微生物提供養分，并通過光合作用生成氧氣，輸送到植物底部，促進微生物的成長，微生物對重金屬離子也能夠起到代謝、降解的作用。水葫蘆就是一種根系比較發達的水生植物，其根系的微生物對水葫蘆有降酚的作用，能夠提高多酚氧化酶（金屬離子是多酚氧化酶的激活劑，不僅能和酚類化合物反應形成褐色物質，還能催化還原酮類的氧化）的活動，從而達到凈化水質的效果。

但不管是物理法也好，化學法也罷，不同的方式有著各自的優缺點，單單利用植物瀝浸技術往往很難取得較好的效果。蓮是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物，它具有生長迅速，既能耐低溫、又能耐高溫的特點，能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬；褐藻對Au的吸收量達400mg/g，在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80%～90%。

近年來，有研究者將生物法與物理法相結合，將超累積植物、藻類篩選出來，利用這些植物的特性將植物加工處理成物理吸附劑，來吸附污染底泥中的重金屬離子，用于處理受污染底泥中的重金屬污染物，這種吸附劑可以降解，能夠有效地回收重金屬，一般情況下不會發生二次污染，來源也比較廣泛，容易獲取并且成本較低。例如樹脂吸附劑，環保是樹脂吸附法的一個重要的特點。由于樹脂中含有各種活性基團，例如羥基、氨基等，能夠螯合重金屬離子，該方法去除率高，絮凝效果佳，污泥量少且整合物易脫水。

4.3 植物瀝浸去除工藝功能不斷提高

德國、日本、美國、中國等國家都先后對生態浮床技術進行研究，將水生植物種植到受重金屬污染的底泥上，通過人工設計，搭建出不同的造型，不僅能夠治理受到重金屬污染的底泥，而且還能起到美化環境的效果。與此同時，還有對底泥中存在重金屬污染的水域建凈化塘，通過一種或者多種植物搭配，并根據植物對不同重金屬的吸附效果進行分析，取長補短，達到對重金屬污染的水域進行凈化的目的，這種特殊的水生生態系統主要是通過植物群落對重金屬進行吸收、積累和轉化，這種方式，相對于其他方式而言，投入少，成本更低，不存在殘留的重金屬二次污染，安全而且環保，在治理污染的同時還能創建景觀效果，創造更高的整體價值。

結語

目前，盡管污染底泥中重金屬植物瀝浸去除工藝相對于其他的治理工藝來說，研究的時間還是比較短，仍處于不斷的試驗優化階段，還需要對許多的問題進行更深層次的探討及研究。盡管污染底泥中重金屬植物瀝浸去除工藝已經取得了一定的成效，還應當加強進一步的研究，并在實踐的過程中不斷地進行優化和完善。

參考文獻

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