濕地公園重金屬污染修復方案探究

高長紅

（陜西省土地工程建設集團有限責任公司銅川分公司，陜西 西安 710075）

1 前言

近年來，關于重金屬污染報道越來越多，重金屬對水體、土體等污染現象已逐漸成為全球性問題。對水體生物和人類的生產生活帶來了嚴重的危害，具有來源廣、毒性大、殘毒時間長、不易被環境所吸收等特點[1-2]。我國大部分河流湖泊正遭受不同程度的重金屬污染。漢江發源于陜西省寧強縣嶓冢山，沿著東南方向的秦巴山地，途徑漢中市、安康市進入湖北后從武漢市匯入長江，全長1557 km。漢江是南水北調中線工程和2014 年底批復進入籌建的引漢濟渭工程的重要水源地，其水質安全關乎著很多人的生命安全，保護好漢江水質至關重要。目前，有關漢江上游水質污染狀況及其變化趨勢相對報道較多，大多以變化趨勢、預測模型、風險評價等研究居多[3-5]。微生物修復技術較傳統方法具有成本低、環境破壞小，方便施工等優點[6-7]。王興利、張旭輝、唐利萍、唐宇力等[8-11]，研究了常見水生植物對6 種常見重金屬（Pb、Hg、Cu、Cd、Fe、Zn）的吸收、吸附能力。

生物修復方法對比沉淀法、濾膜法、離子交換法等傳統方法具有很多優點[12]，本文充分利用前人研究成果，針對不同水生植物對重金屬的吸收、吸附能力特性，結合工程措施，合理布置水生植物，對凈化濕地公園水質有著重要工程指導意義和社會價值。

2 工程環境

2.1 項目區位置、地貌、氣候、水資源特點

城固縣位于陜西漢中南部漢中盆地腹部，介于東經107°03′～107°30′、北緯32°45′～33°40′之間，地形呈南北長（平均長度101 km）、東西窄（平均長度42 km），總面積2265 km2?？h城處在漢江上游，沿岸而建，平均海拔1018.6 m，最高2037.6 m，最低509.8 m，相對高差1527.8 m，平均坡度27.1°。

由多年降水資料統計，降水在時空上分布很不均勻，差異較大，冬春少，夏秋多，多年平均降水量為921.00 mm。年均徑流量32.9 億m3[13]。據20 年氣象資料，平壩區年平均氣溫14.1℃。最熱月（7 月）平均氣溫25.0℃；最冷月（1 月）2.2℃。年日照時數為1486.2 h，日照率為33%。

2.2 項目特征

城固縣漢江北岸生態修復治理工程沿漢江而建，東至316國道、西至西六路、南至漢江、北至新108 國道以北30 m，濕地公園位于新區與漢江之間，水資源豐富，此區域河流寬約1000 m，濕地公園寬約500 m。主要建設內容有道路、廣場、景觀綠化、河道疏浚、河堤路改造、河岸加固等。

本濕地公園主要針對新區范圍內重金屬污染，主要污染源為新區內的城市污水、農業污染、工業廢水等，通過地表水、地下水等途徑流經濕地公園排向漢江。沿漢江流向，濕地公園總長度約2.5 km，全線坡比1/1200，寬約500 m，面積較大，處在城市邊緣與漢江之間，是阻斷重金屬污染物流向漢江的有效屏障。通過合理的工程措施對其進行生物法修復，可以有效減少重金屬污染源進入漢江。

圖1 濕地公園區域圖

3 各類水生植物生長特性及對重金屬蓄積、運轉能力對比

根據不同水生植物的生長特性以及對不同重金屬蓄積和運轉等效果進行整理，在工程設計時，利用各類水生植物的生長特性、重金屬蓄積等特點有針對性地布置水生植物，如根據水流方向分臺階進行布置。本文整理了8 種常見水生植物在生態修復重金屬污染水體的蓄積效果（見表1）。

表1 各種水生植物對重金屬蓄積效果特性[14-16]

4 工程設計

4.1 總體設計

本次重金屬蓄積設計遵循縱、橫相結合的治理方式，根據地形、坡比、各類水生植物的蓄積重金屬的部位、生長特性、生長位置以及對哪些重金屬蓄積效果最好進行設計。

①橫向布置時，依據地形，分四個縱向蓄水池，地勢最高的三個蓄水池，挑選對單種重金屬蓄積能力最強的的水生植物進行布置；

②地勢最低的蓄水池作為對重金屬蓄積能力比較全面的水生植物，可以將全線未吸收的重金屬作最后一次攔截；

③兩個蓄水池之間的坡面，種植水、陸均適宜的水生植物；

④蓄水池里種植可在水中生存的水生植物，喜陽水生植物遠離高大樹木。

4.2 工程布置

各類水生植物的布置，需要根據其生長特性以及對重金屬的蓄積種類、數量進行參考，使得蓄積效果達到最大化。

蓄水塘1 受路邊高大灌、喬木影響，光照不充足。除睡蓮外，浮萍、黑藻、伊樂藻、細綠萍等水生植物均可種植。

蓄水塘1 與蓄水塘2 之間的坡面種植西伯利亞鳶尾。其根部對重金屬的吸收能力大于地上部分，且耐寒又耐熱，受光照影響較小，同時抗病性強。

蓄水池2、3 種植水雍，其對4 種重金屬的蓄積效果較為明顯，根部蓄積效果大于其它部位。蓄水池2、3 之間布置香蒲。蓄水池3、4 之間的坡道種植西伯利亞鳶尾。蓄水池4 種植浮萍、黑藻、伊樂藻。

蓄水池4 與漢江之間布置過濾植被和生物滯留溝，以截取地表徑流上的重金屬污染物，減少進入漢江流域。其沿濕地公園縱向全長布置，最終在下游端布置集水坑進行再處理。

濕地公園橫斷面布置效果見圖2。

圖2 濕地公園橫斷面效果圖

蓄水池沿河流方向全長布置，中間布設過水橋，同時兼顧觀賞作用，水深不宜過深，流速不宜過大。水生植物都有生命周期且對重金屬的蓄積效果會達到最大值，要不定期根據水生植物生長狀態，進行更換，更換后的水生植物曬干后，要進行焚燒處理，避免再次進入水體和人類的食物鏈系統。水生植物平面布置見圖3。

圖3 水生植物平面布置圖

5 結論與展望

水生植物對重金屬污染蓄積，具有成本低、布置靈活等特點，在水體修復領域具有廣闊的應用空間，但在實際工程應用方面基本沒有深入研究。

在以后的工程設計中，首先要著重考慮水生植物種類，它們各自生長特性，對重金屬的蓄積能力和種類；其次充分考慮地下水、地表徑流對重金屬的搬運途徑，通過微地貌、地形布置水生植物，使其去重金屬能力污染最大化；最后把握好各類水生植物的蓄積能力，及時更新、更換以達到修復生態能力最大化，同時對更換過的水生植物做好后處理工作，以免再次污染環境。