反沖洗過濾器香蒲在廢水污染治理中的應(yīng)用

    香蒲植物別名蒲草、蒲菜．又稱水燭。為多年生宿根性沼澤草本植物．植株高1．4．2．0 m．有的高達(dá)3．0 m以上。根狀莖白色．長而橫生．節(jié)部處生許多須根，老根黃褐色。莖圓柱形，直立，質(zhì)硬而中實(shí)。葉扁平帶狀，長達(dá)1 m多。寬2～3 cm，光滑無毛?；砍书L鞘抱莖?；▎涡裕馑霠罨ㄐ蝽斏鷪A柱狀似蠟燭。雄花序生于上部，長10～30 cm。雌花序生于下部．與雄序等長或略長，兩者中間無間隔．緊密相聯(lián)。呈灰褐色。同屬植物約18種，常見的有東方香蒲、普香蒲、達(dá)香蒲、小香蒲、狹葉香蒲及長苞香蒲。寬葉香蒲。廣泛分布于全國各地。生于池塘、河灘、渠旁、潮濕多水處，常成叢、成片生長。對土壤要求不嚴(yán)．以含豐富有機(jī)質(zhì)的塘泥．較耐寒。栽植香蒲的地方應(yīng)陽光充足．通風(fēng)透光。香蒲栽植的管理較粗放。

對含重金屬的廢水進(jìn)行處理．一般采用物理、化學(xué)方法，這些方法投資大，工程技術(shù)要求高．企業(yè)往往難以承受。物理、化學(xué)法都將殘生污染轉(zhuǎn)移。易造成2次污染，且對于大流域、低濃度的有害重金屬污染難以處理。近年來開展的生物處理法為工業(yè)廢水、城市生活污水的治理找到了一條益、廉價、易管理的處理方法與途徑。中山大學(xué)陳桂珠等人在這一領(lǐng)域進(jìn)行了卓有成效的研究．發(fā)現(xiàn)香蒲植物在處理1=業(yè)廢水方面有*的凈化效果．并用香蒲植物成功治理了韶關(guān)凡口鉛鋅礦廢水污染。使得該礦山井下廢水出水水質(zhì)達(dá)到工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)．接近農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)．并在以后的運(yùn)行中發(fā)揮了巨大的作用。國外和我國對香蒲植物的研究和應(yīng)用證明．香蒲植物具有重要的環(huán)境價值、經(jīng)濟(jì)價值。

1 香蒲植物治理廢水污染的應(yīng)用

1．1香蒲植物凈化廢水的機(jī)理通過對香蒲植物形態(tài)

解剖學(xué)、組織化學(xué)和生理生態(tài)研究．發(fā)現(xiàn)香蒲植物抵抗高濃度重金屬廢水污染的機(jī)制是：1)香蒲植物具有特殊的結(jié)構(gòu)與功能，如葉片呈肉質(zhì)、柵欄組織發(fā)達(dá)、氣孔凹陷、地下莖發(fā)達(dá)等結(jié)構(gòu)，是香蒲植物對重金屬污染有強(qiáng)抗性的原因之一；2)香蒲植物長期生長在高濃度重金屬廢水中形成特化結(jié)構(gòu)以抵抗惡劣環(huán)境．如生長在廢水中的香蒲植物比在清潔點(diǎn)的具有更大的氣孑L密度．香蒲根、莖、葉表皮細(xì)胞較小、近球狀等均是香蒲植物適應(yīng)惡劣環(huán)境所產(chǎn)生的一些特化結(jié)構(gòu)：3)香蒲植物能自我調(diào)節(jié)某些生理活動．以適應(yīng)污染毒害．如在高濃度的重金屬環(huán)境中香蒲脯氨酸含量增加、光呼吸和暗呼吸作用加強(qiáng)是香蒲植物適應(yīng)污染毒害所作的生理調(diào)整。

以香蒲植物為主．藻類、微生物、水生生物相配合的水土一植物復(fù)合系統(tǒng)之所以能凈化工礦廢水中的鉛鋅等重金屬而使出水達(dá)到工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)并接近農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)．其可能機(jī)理有以下5個方面：1)水生植物的過濾作用，密集的植物有阻隔重金屬．防止其隨水流失而加速重金屬顆粒沉降：2)香蒲植物表面凝聚、過濾、吸附重金屬也包括植物表面的離子交換：3)香蒲植物的枯枝落葉在凈化系統(tǒng)中創(chuàng)造了藻類、微生物和其他水生植物生存的有機(jī)營養(yǎng)環(huán)境，而這些生物對蘑金屬加以吸附、吸收以及離子交換作用從而起到凈化作用：4)香蒲和其他高等水生植物、藻類光合作用產(chǎn)生的氧能氧化重金屬并加速其沉淀：5)濕地植物發(fā)達(dá)的通氣組織不斷向地下部分運(yùn)輸氧，使周圍環(huán)境呈現(xiàn)好氧、缺氧、和厭氧狀態(tài)．保證了廢水中的N、P作為植物和生物營養(yǎng)成分直接被吸收，還有利于硝化作用、反硝化作用及磷的積累。

1．2香蒲植物凈化廢水的處理方式

處理方式主要有2種：凈化塘和人工濕地系統(tǒng)。香蒲凈化塘是以香蒲植物占優(yōu)勢而組成的特殊水生生態(tài)系統(tǒng)．這個系統(tǒng)通過水生植物群落的阻濾、沉降、吸附等物理作用以及植物體的吸收、積累等作用而達(dá)到對污水的凈化效果12I。香蒲人T濕地系統(tǒng)是根據(jù)實(shí)際情況需要．由人工精心設(shè)計和建造一個相對獨(dú)立的工程化的濕地系統(tǒng)．是一個人造的完整的濕地生態(tài)系統(tǒng)．種植以香蒲植物為主．其他水生植物為輔的植物群落．由植物、石床、微生物等子系統(tǒng)構(gòu)成，靠物理的過濾、吸附，化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀．以及微生物代謝分解有機(jī)物等作用使污水凈化Iu。典型代表是成都活水公園。其濕地系統(tǒng)主要工藝過程有：厭氧沉淀池、人工濕地塘床系統(tǒng)、養(yǎng)魚塘系統(tǒng)、戲水池以及連接各個工藝的自然水溝等5部分。污水流經(jīng)整個工藝過程后．明顯地由黑逐漸變清，出水水質(zhì)達(dá)到了國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

1．3利用香蒲植物凈化城市生活污水

香蒲植物可以有效地凈化城市生活污水及工業(yè)廢水中的磷、氮、COD．cr、BOD5、總懸浮物(TSS)等污染物質(zhì)。

1．4利用香蒲植物凈化下業(yè)廢水

香蒲是上*和常用的一種治理污染的植物．它的結(jié)構(gòu)與功能特殊。如葉片成肉質(zhì)、柵欄組織發(fā)達(dá)等。香蒲植物長期生長在高濃度重金屬廢水中形成特殊結(jié)構(gòu)以抵抗惡劣環(huán)境．并能自我調(diào)節(jié)某些生理活動，以適應(yīng)污染毒害。

1．5利用香蒲濕地系統(tǒng)恢復(fù)污染破壞生態(tài)環(huán)境

由于香蒲植物對工業(yè)廢水具有很強(qiáng)的抗性而得以在其中生存。不但凈化了污水水質(zhì)．解決了農(nóng)用水源問題．而且可抑制水干時塵沙飛揚(yáng)．極大地改善了工礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，特別是使工礦區(qū)生物多樣性得到恢復(fù)。同時由于香蒲植物根系發(fā)達(dá)，縱橫交錯，盤生緊同濕地泥沙，使原來頻繁發(fā)生崩塌現(xiàn)象的礦區(qū)不再發(fā)生此種現(xiàn)象．有利于原有地貌的保護(hù)。此外。香蒲濕地生態(tài)系統(tǒng)還可控制水土流失，促進(jìn)土壤的發(fā)育和熟化，提高土壤中有機(jī)質(zhì)N、P、K等的含量．從而提高土壤肥力。

生態(tài)環(huán)境的問題應(yīng)該用生態(tài)方法來解決．近10余年來科學(xué)家運(yùn)用生態(tài)工程技術(shù)凈化富營養(yǎng)化水體．恢復(fù)富營養(yǎng)化水體生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)．取得了一些成功的經(jīng)驗(yàn)。其中引種香蒲植物為主的濕地系統(tǒng)．對抑制湖泊藻類生長、凈化水質(zhì)、治理水體富營養(yǎng)化，恢復(fù)湖泊的良性生態(tài)系統(tǒng)取得了很好的效果。北京動物園進(jìn)行了采用香蒲植物凈化水體的生態(tài)研究．結(jié)果表明，利用香蒲植物不僅能凈化動物圊嚴(yán)重的富營養(yǎng)化水體．而且還有利于營造水上園林景觀和為水禽創(chuàng)造適宜的生存環(huán)境。

2開發(fā)利用香蒲植物資源的效益及前景

香蒲植物資源豐富．其中小香蒲為*種，香蒲植物資源分布廣泛?？蛇x種類較豐富。香蒲植物農(nóng)田-水利資源的采集與選種方便．為我圍香蒲植物資源開發(fā)利用創(chuàng)造了便利條件．據(jù)同外統(tǒng)計．一般香蒲人工濕地系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用僅為傳統(tǒng)的2級污水廠的1／12～l／3．而對污水的凈化效果則與2級污水廠相同，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。在“誰污染誰治理"的環(huán)保政策監(jiān)督下香蒲植物資源的開發(fā)利用將有很大的市場潛力．建設(shè)任務(wù)重．水環(huán)境污染嚴(yán)重．廢水治理率低，利用香蒲這一廉價、豐富、有效的生物資源治理城市生活污水及工業(yè)廢水是當(dāng)務(wù)之急。在前人研究的基礎(chǔ)上．大范圍推廣香蒲植物污水凈化系統(tǒng)的條件已經(jīng)成熟。引進(jìn)香蒲植物處理系統(tǒng)．不僅可以節(jié)約大量的排污、治污費(fèi)用．而且可以通過對凈化廢水用的香蒲植物資源進(jìn)行綜合利用．可將收割的香蒲用作造紙、編織草席等原料．為企業(yè)帶來額外收入。

當(dāng)前，首先要結(jié)合各地實(shí)際情況．開展香蒲植物生態(tài)、選種育種、人T栽培等方面的研究與調(diào)查，選擇適合當(dāng)?shù)刂挝坌枰南闫阎参锲贩N、栽培方法等；其次要突破籽穗育苗條件研究，為香蒲植物規(guī)模化生產(chǎn)創(chuàng)造條件：zui后．香蒲植物資源的開發(fā)要與保護(hù)結(jié)合起來．加強(qiáng)對現(xiàn)有香蒲植物的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)香蒲植物資源的可持續(xù)利用。