淮南市污水一體化設(shè)備在線指導工藝
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，大量生活污水、工業(yè)廢水等未處理或未有效處理直排入河，導致河流污染加劇，尤其是城市河流污染尤為嚴重。污水中的有害物質(zhì)在底泥中不斷累積富集，底泥成為主要的沉積相和污染源，其沉淀下來的污染物多數(shù)超過標準，其中以重金屬較為嚴重，如鉻、鉛、鋅、銅等。底泥中的重金屬毒性大、易于富集、不易降解，對底棲生物、水生植物和上覆水體中的生物產(chǎn)生不利影響，并通過生物鏈傳遞給人和動物，對環(huán)境和人體健康具有潛在威脅，如日本骨痛病、水俁病等。另外，底泥中的重金屬不穩(wěn)定，當上覆水水體擾動、水質(zhì)變化時，底泥沉積的重金屬重新釋放到水體，引起水體二次污染。因此，底泥重金屬污染對于水環(huán)境來說具有巨大的潛在威脅，越來越受到人們的重視。
目前，底泥修復以物理化學方法為主，但因投資大、易造成二次污染等，近些年，植物用于修復重金屬污染底泥受到越來越多的關(guān)注與研究，并取得了較好的研究成果。植物修復技術(shù)具有成本低、效果好、景觀美化的特點，主要是利用自然界中存在或人工培育的富集植物，通過吸附、氧化還原等作用，降低或去除河流底泥中的重金屬。
1、重金屬污染現(xiàn)狀
在經(jīng)濟高速發(fā)展的同時，我國主要河流、湖泊底泥均存在不同種類、不同程度的重金屬污染，重金屬含量都或多或少超過了當?shù)赝寥辣尘爸?。長江以北區(qū)域污染程度高于長江以南，地區(qū)工業(yè)發(fā)達程度與污染程度成正比例關(guān)系。重金屬污染較重的城市河段主要分布在淮河流域、黃河部分支流、遼河流域、京杭運河以及南方的一些經(jīng)濟發(fā)達城市。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國水體底泥受污染率達到80.1%。
謝麗等認為長江北支口門附近潮灘Co、V重金屬平均含量顯著高于背景值。張興梅等對三峽庫區(qū)重慶段底泥重金屬含量進行了研究，發(fā)現(xiàn)Zn、Pb、Cu等重金屬為該段底泥的主要染物，其中80～90cm深度處的重金屬含量，Cu的含量高達180mg/kg。尹斌等對渭河渭南段的底泥重金屬進行了研究，認為As的含量嚴重超標，Sr、Pb的含量輕度超標。胡斌等認為盤龍江底泥已不適宜用于肥料，因Zn、Cu、Cd等重金屬污染處于嚴重污染水平，Pb、Cr為低、中度污染水平。
陳守莉等研究發(fā)現(xiàn)，太湖進水口處底泥重金屬復合污染較嚴重，主要為Cu、Cd、Ni、Zn，其中Zn較嚴重，含量可達337mg/kg。王漫漫等指出，太湖流域底泥重金屬含量高于江蘇省土壤背景值，最嚴重的是Sb和Cu。趙世民等采用不同指數(shù)法對滇池及其入湖口表層底泥中的重金屬進行分析，發(fā)現(xiàn)重金屬含量超標嚴重。楊卓等發(fā)現(xiàn)白洋淀底泥中Cd、Pb的含量較高。劉振坤等發(fā)現(xiàn)洪澤湖底泥重金屬Cd含量，且Hg污染逐年嚴重趨勢。張立等對玄武湖底泥重金屬進行研究發(fā)現(xiàn)，Ni的個別含量超出流域背景值5倍，Zn、Cr、Pb分別超出2.0、2.0～3.0和1.5倍。徐圣友等研究巢湖底泥重金屬發(fā)現(xiàn)，Zn、Mn含量較高，且Mn處于不穩(wěn)的狀態(tài)，對巢湖具有潛在生態(tài)風險。
筆者整理分析了我國部分河流湖泊底泥中的各種重金屬平均含量我國水體底泥重金屬污染類型、程度不同，部分指標已超出二級標準，因此河流底泥重金屬污染治理迫在眉睫。
2、污染底泥植物修復技術(shù)
2.1 植物修復技術(shù)機理
按照作用機理，植物修復技術(shù)可分為植物提取、植物揮發(fā)、植物固化、根際過濾和植物降解等類型，而重金屬植物修復技術(shù)主要包括：植物提取、植物揮發(fā)、植物固化、根際過濾等。
2.1.1 植物提取
植物提取技術(shù)是目前研究較為廣泛且最有發(fā)展前景的方法，是指利用超富集植物的根系從污染土壤中吸收重金屬，經(jīng)過轉(zhuǎn)移后儲存到植物地上部分，通過處理地上部分達到處理重金屬的效果。該技術(shù)要求植物具有生物量大、生長快、抗病蟲害能力強、可富集多種重金屬等，適于處理淺層且污染程度較低的底泥。
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某些植物根系可分泌出一些特殊物質(zhì)使土壤中的重金屬轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)態(tài)，或吸收重金屬至體內(nèi)后將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，最后釋放到大氣中，即植物揮發(fā)。因植物揮發(fā)只是將重金屬從土壤里轉(zhuǎn)移到大氣中稀釋，揮發(fā)處重金屬濃度較高且重金屬可能再次沉降，因此該方法具有一定風險，且受到植物根系處理范圍的限制，處理效率較低。
2.1.3 植物固化
植物鈍化是植物利用自身作用將土壤中的重金屬進行固定，進而降低重金屬毒性，防止重金屬擴散，實現(xiàn)有效富集，從而降低環(huán)境污染。植物固化包括分解、沉淀、螯合、氧化還原等多種過程。目前，該技術(shù)已在工程領(lǐng)域得到一定應用。Oh等在研究植物對土壤中鉛的固定時發(fā)現(xiàn)，一些植物可降低鉛的生物有效性。
2.1.4 根際過濾
根際過濾技術(shù)是指利用植物龐大的根系和較大的表面積，過濾、富集或吸收土壤中的重金屬，最后收割植物，從而實現(xiàn)治理重金屬的目的。該技術(shù)常用于河道底泥原位修復，部分水生植物、半水生植物和少部分的陸生植物適用于此方法，例如，浮萍可有效去除水體中的Cu和Se。隨著研究的深入，根際過濾技術(shù)已廣泛應用于人工濕地、生物塘等工程中，對底泥中的放射性物質(zhì)、重金屬等具有較好的處理效果。
