沼澤濕地重金屬污染消減處理技術(shù)集成

董紅霞 鄭福山

摘?要：從全球范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)講，在快速經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中所帶來(lái)的隱患就是環(huán)境污染問(wèn)題，尤其是隨著人口增長(zhǎng)和工業(yè)的飛速發(fā)展，污染物的排放數(shù)量以及排放規(guī)模越來(lái)越大。而在眾多污染當(dāng)中，沼澤濕地當(dāng)中的重金屬污染是現(xiàn)如今環(huán)境污染以及生態(tài)遭到破壞的一重要體現(xiàn)，這也是最主要的以及最嚴(yán)重的水污染問(wèn)題之一。所以在本文中將就現(xiàn)如今沼澤濕地重金屬污染處理技術(shù)進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：沼澤濕地;重金屬污染;處理技術(shù);修復(fù)

1.前言

對(duì)于整體的水環(huán)境來(lái)講，沼澤濕地屬于水環(huán)境體系當(dāng)中的重要分支，其本身?yè)碛兴h(huán)境的開(kāi)放性以及動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)，在沼澤濕地當(dāng)中，生物和非生物環(huán)境之間既相互關(guān)聯(lián)同時(shí)有相互作用。所以沼澤濕地當(dāng)中所出現(xiàn)的重金屬污染問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致水體本身的生態(tài)功能破壞，同時(shí)也會(huì)使沼澤濕地本身的水環(huán)境污染問(wèn)題也更加嚴(yán)重。因此就現(xiàn)如今沼澤濕地當(dāng)中重金屬污染問(wèn)題進(jìn)行研究，并對(duì)重金屬污染進(jìn)行處理，是水污染處理問(wèn)題當(dāng)中的重要工作。

2.沼澤濕地重金屬污染成因及危害

2.1重金屬污染成因

對(duì)于沼澤濕地重金屬污染來(lái)講其污染源主要有兩個(gè)部分，一個(gè)是自然界的重金屬污染源，另一個(gè)則是由人為所導(dǎo)致的重金屬污染源。前者主要是自然界當(dāng)中所存在的巖石風(fēng)化碎屑產(chǎn)物，在自然環(huán)境不斷變化的過(guò)程中，通過(guò)自然途徑進(jìn)入到沼澤濕地當(dāng)中，進(jìn)而使沼澤濕地出現(xiàn)重金屬污染。而后者主要是在現(xiàn)如今人類(lèi)所進(jìn)行的礦山開(kāi)采，金屬冶煉以及化石燃料燃燒和農(nóng)業(yè)用化肥施加過(guò)程中，由于未能被充分使用，所導(dǎo)致原材料當(dāng)中所含有的重金屬滲透到水體當(dāng)中，并對(duì)沼澤濕地造成污染。相比較于自然界當(dāng)中所存在的重金屬污染源，來(lái)講由人為原因而導(dǎo)致的重金屬污染源，對(duì)于沼澤濕地本身的影響是最為嚴(yán)重的。主要是因?yàn)樽匀唤绠?dāng)中所自然存在的重金屬，其向沼澤濕地內(nèi)部進(jìn)行流動(dòng)并產(chǎn)生污染的，可能像以及周期都非常的微弱，但人為所導(dǎo)致的重金屬污染卻不同，因?yàn)樵诳焖俳?jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，許多人為了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，而對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程不加以控制，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中大量排放重金屬污染物，所以對(duì)于沼澤濕地本身所造成的污染越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)于沼澤濕地本身的生態(tài)系統(tǒng)破壞以及水體環(huán)境破壞產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的影響。

2.2重金屬污染的危害

在過(guò)去重金屬污染本身所帶來(lái)的影響，并沒(méi)有引起足夠的重視，主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)本身沼澤濕地當(dāng)中重金屬污染問(wèn)題并沒(méi)有現(xiàn)如今這么嚴(yán)重。隨著現(xiàn)如今沼澤濕地當(dāng)中的重金屬污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，所以其本身所帶來(lái)的危害也越來(lái)越被人們熟知。因?yàn)橐坏┱訚蓾竦禺?dāng)中出現(xiàn)重金屬污染，那么沼澤濕地當(dāng)中本身所存在的水生植物以及動(dòng)物都會(huì)受到重金屬污染的影響，而與水生植物和動(dòng)物有關(guān)的食物鏈，也會(huì)因植物和動(dòng)物所導(dǎo)致的重金屬污染問(wèn)題而出現(xiàn)富集，而作為食物鏈的最頂端，人體一旦攝入這些出現(xiàn)過(guò)重金屬污染的水生植物和動(dòng)物，就會(huì)導(dǎo)致人體機(jī)能出現(xiàn)病變，進(jìn)而使本身的身體健康受到嚴(yán)重的威脅。對(duì)那些不會(huì)被人類(lèi)所食用的植物來(lái)講，重金屬對(duì)植物所產(chǎn)生的影響會(huì)使植物本身光合作用以及呼吸作用降低，而且是植物本身所含相關(guān)活性酶的活性降低，導(dǎo)致植物本身的生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制。如果污染非常嚴(yán)重，還可能會(huì)導(dǎo)致植物出現(xiàn)突變以及畸變。

3.重金屬污染處理方法

因?yàn)橄啾容^于其他污染來(lái)講，重金屬本身所產(chǎn)生污染，主要是因?yàn)橹亟饘俦旧碓谡訚蓾竦禺?dāng)中大量存在，所以就重金屬污染處理來(lái)講，主要可以通過(guò)三種方式以及兩種途徑來(lái)完成，第1種方式是物理化學(xué)處理法，第2種方法是化學(xué)處理法，第3種方法是生物處理法。而兩種途徑分別是：第1，使重金屬在沼澤濕地當(dāng)中的遷移能力降低，同時(shí)使重金屬被生物進(jìn)行充分利用。第2，則是將重金屬在沼澤設(shè)計(jì)當(dāng)中完全去除。

3.1物理化學(xué)處理方法

所謂的物理化學(xué)處理方法，主要是針對(duì)沼澤濕地當(dāng)中所存在的重金屬進(jìn)行物理以及化學(xué)的共同作用，然后對(duì)沼澤實(shí)際當(dāng)中所存在重金屬進(jìn)行處理。在現(xiàn)如今針對(duì)沼澤濕地重金屬的物理化學(xué)處理方法，包括了離子交換法以及吸附法和溶劑萃取法等等。相比較于其他方法來(lái)講，物理化學(xué)方法其本身的應(yīng)用范圍要更廣，因?yàn)榧婢呶锢矸椒ㄒ约盎瘜W(xué)方法的雙重優(yōu)點(diǎn)，所以能夠針對(duì)更多的重金屬進(jìn)行污染處理。首先，離子交換法是將沼澤濕地當(dāng)中所存在的重金屬離子通過(guò)交換劑將其與其他不會(huì)對(duì)沼澤濕地所產(chǎn)生的金屬進(jìn)行交換，從而完成對(duì)重金屬的清理。其次則是吸附法，吸附法是使用固體吸附劑，然后深入到沼澤濕地當(dāng)中，將所存在的重金屬離子在吸附劑表面吸附，然后在外界進(jìn)行清除，從而達(dá)到對(duì)重金屬離子進(jìn)行處理的目的。最后是溶劑萃取法，溶劑萃取法本身的原理是因?yàn)橹亟饘倭Ｗ釉谡訚蓾竦禺?dāng)中的溶解度，和重金屬離子本身在萃取劑當(dāng)中的溶解度不同這一原理來(lái)進(jìn)行的。通過(guò)這一原理是重金屬離子在萃取劑當(dāng)中進(jìn)行濃縮，然后進(jìn)行集中的清理。

3.2化學(xué)處理方法

首先是氧化還原法，因?yàn)閷?duì)于重金屬來(lái)講，本身容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此通過(guò)增加還原劑，能夠使沼澤濕地當(dāng)中所存在的重金屬離子出現(xiàn)氧化還原反應(yīng)形成沉淀。應(yīng)用該方法其本身的操作非常簡(jiǎn)單，而且處理效果也比較好，但是最主要的是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要增加大量的還原劑，而且所形成的重金屬沉渣體積非常大，經(jīng)過(guò)處理之后，沼澤濕地水體本身的ph值會(huì)偏堿性。

其次，是微電解方法。所謂的微電解反應(yīng)是以電極表面所形成的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的，然后在電解槽當(dāng)中增加活性填料，使被污染的沼澤濕地作為電解質(zhì)，活性填料就會(huì)變成原電池，在填料的表面會(huì)有電流大量流動(dòng)，這些電流在低壓直流的作用下會(huì)出現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)以及絮凝作用，從而使重金屬離子從沼澤設(shè)計(jì)當(dāng)中被有效的去除。

3.3生物處理方法

所謂的生物處理方法，主要是使用到了能夠在沼澤水當(dāng)中所存在的水生植物以及水生動(dòng)物等，這些水生植物以及動(dòng)物本身可以對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸附，從而使重金屬離子在水生植物以及水生動(dòng)物周邊進(jìn)行聚集，然后使重金屬離子本身在沼澤濕地當(dāng)中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程中斷，使重金屬污染擴(kuò)大的幾率大大降低。

4.沼澤濕地重金屬污染修復(fù)技術(shù)

沼澤濕地重金屬污染修復(fù)技術(shù)主要包括：人工構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng)以及植物固定技術(shù)。

4.1人工構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng)

對(duì)于遭受過(guò)重金屬污染的沼澤設(shè)計(jì)來(lái)講，其本身的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)被嚴(yán)重破壞，所以若僅僅依靠沼澤濕地本身的修復(fù)能力來(lái)講，其需要花費(fèi)的時(shí)間會(huì)非常久，而且所產(chǎn)生的長(zhǎng)效也會(huì)非常的微弱，所以在沼澤濕地本身所遭受影響進(jìn)行恢復(fù)的過(guò)程中，可以人工介入并幫助沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。人工濕地修復(fù)技術(shù)就是形容親人們?cè)谶M(jìn)行沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中所常用的一種技術(shù)，該技術(shù)是通過(guò)人工進(jìn)行實(shí)地原有生態(tài)環(huán)境的構(gòu)造和控制運(yùn)行，將沼澤濕地當(dāng)中所存在的土壤以及人工介質(zhì)和投放植物以及微生物等，統(tǒng)一運(yùn)作能夠形成完整的循環(huán)。人工構(gòu)建的濕地生態(tài)環(huán)境，能夠?qū)φ麄€(gè)世界當(dāng)中所殘留的重金屬污水進(jìn)行全面的處理，同時(shí)也能夠?qū)χ亟饘傥廴具^(guò)程中所導(dǎo)致的相關(guān)殘留物進(jìn)行全面的清理。

4.2植物固定技術(shù)

所謂的植物固定技術(shù)，其實(shí)本身屬于生物重金屬處理方法當(dāng)中的一種技術(shù)。因?yàn)樵摷夹g(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，是通過(guò)使用植物和一些添加物質(zhì)來(lái)使沼澤濕地當(dāng)中所存在的重金屬污染物本身流動(dòng)性降低，同時(shí)使重金屬污染物本身可能會(huì)被生物利用的幾率大大降低，進(jìn)而使水生植物本身可能會(huì)被污染的幾率降低。而且通過(guò)植物固定還能夠使沼澤濕地當(dāng)中所富含的重金屬對(duì)生物可能會(huì)產(chǎn)生的毒性大大降低，也能夠?qū)τ谏锉旧砜苟拘阅苓M(jìn)行提升。所以在現(xiàn)如今的沼澤濕地重金屬處理過(guò)程中，植物固定修復(fù)技術(shù)已經(jīng)成為形容金在重金屬處理過(guò)程中所應(yīng)用的一種主要方法，而且相比較于物理化學(xué)法以及化學(xué)法來(lái)講，植物固定修復(fù)技術(shù)本身在進(jìn)行重金屬污染處理的過(guò)程中更加綠色，所以被越來(lái)越多的人所推崇。

5.沼澤濕地重金屬污染處理展望

眾所周知，對(duì)于沼澤濕地當(dāng)中所存在的重金屬污染問(wèn)題，社會(huì)當(dāng)中越來(lái)越多的人以及環(huán)保機(jī)構(gòu)已經(jīng)提高了重視程度，并且在實(shí)際生活以及生產(chǎn)過(guò)程中也進(jìn)行了全面的規(guī)范，針對(duì)重金屬污染物的排放進(jìn)行了限制。而且隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，針對(duì)重金屬污染進(jìn)行處理時(shí)，除了從污染地進(jìn)行處理之外，也更多地針對(duì)污染源頭進(jìn)行處理，使重金屬污染本身從源頭得以終止。針對(duì)重金屬污染處理的方法不止一種，每種方法有每種方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有缺點(diǎn)，所以在進(jìn)行沼澤濕地重金屬污染處理過(guò)程中，針對(duì)實(shí)際所選用方法應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際出現(xiàn)污染的種類(lèi)以及特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行選擇，這樣才能夠做到因地制宜對(duì)沼澤濕地重金屬污染問(wèn)題進(jìn)行解決，使沼澤濕地本身生態(tài)系統(tǒng)得以恢復(fù)。同時(shí)在進(jìn)行重金屬污染治理過(guò)程中，也需要由政府部門(mén)牽頭就與重金屬污染物排放有關(guān)產(chǎn)業(yè)以及工業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使這些工業(yè)產(chǎn)業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中減少重金屬污染物的排放。最重要的是要加強(qiáng)現(xiàn)如今綠色化生產(chǎn)以及節(jié)能化生產(chǎn)，是各企業(yè)就重金屬污染物的排放能夠予以重視，對(duì)自身生產(chǎn)過(guò)程中相關(guān)工藝以及流程等進(jìn)行改善，從根本上降低沼澤濕地當(dāng)中重金屬污染物排放是沼澤濕地的重金屬污染源，能夠從源頭上真正杜絕。

6.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，作者在本文之中對(duì)其進(jìn)行了全面的剖析，希望能夠給予大家一些啟發(fā)。對(duì)于沼澤濕地中金屬污染來(lái)講，其本身所產(chǎn)生的危害并不僅僅是針對(duì)沼澤濕地本身的生態(tài)系統(tǒng)，以及在整個(gè)實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中所存在的植物以及動(dòng)物。同時(shí)也會(huì)使處于食物鏈頂端的人類(lèi)本身的身體健康受到嚴(yán)重威脅，所以就沼澤濕地當(dāng)中重金屬污染問(wèn)題進(jìn)行處理以及技術(shù)集成研究，對(duì)于人類(lèi)未來(lái)的生存環(huán)境改善以及未來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)改善，都具有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：2019年山東省高等學(xué)校“青創(chuàng)科技計(jì)劃”——山東省濕地受損水體修復(fù)技術(shù)系統(tǒng)集成與示范（2019KJE010）

通訊作者：鄭福山，男，1979年生，副教授，研究方向?yàn)闈竦厣锒鄻有员Ｗo(hù)。