2023年红树林湿地生态系统净化污水的研究

千里之行，始于足下让知识带有温度。第第2页/共2页精品文档推荐红树林湿地生态系统净化污水的研究红树林湿地生态系统净化污水的讨论

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条件可能有利于不同于沉淀吸附和络合吸附的某种未知的沉淀途径。

红树植物对于水体中有害元素Hg、Cd、Cu、Zn、Pb、As、Cs等具有汲取作用。红树植物通过根部汲取重金属，进入其体内的重金属除少量分布在叶表面的各种腺体组织中外，主要富集在根部。

红树植株不同部位中重金属含量随元素和植物种类不同有大的差别。总体来看，植物根毛重金属含量最高；第二是中根；茎的含量要比叶和花多；此外植株的地下部约占囫囵植物体的80%左右。重金属在植株内分布特点可以说明红树植物能有效防止重金属进入食物链对其它生物体造成再次污染。

秋茄幼苗的根能大量汲取Hg，木榄、秋茄和桐花树等幼苗的根能大量富集铯，某些红树植物幼苗的根部还可富集、汲取某些发射性核素，木榄、老鼠筋、秋茄和桐花树幼苗的根能大量富集Sr，桐花树幼苗所汲取的Sr有97.7%集中在根部。【6】

红树植株不同部位中重金属含量与金属元素对生物体毒害强度有关，Cu和Zn是植物的必需元素，这2种金属元素在叶中含量也高，说明白此2种元素在植物体内流淌转移较频繁，而Pd是非必需元素，对生物体毒性较大，其主要分布在根中，叶部含量较低，即Pd在红树植物中转移能力也较差。

1.2红树植物对重金属的耐性

Waslsh等1979年对大红树(Rhizophoramangle)幼苗的土培讨论认为大红树幼苗对重金属并不特殊敏感，土壤中重金属Pb、Cd和Hg的浓度分离高达250，500和100μg/g时，未见显然受害症状，仅当Hg的浓度达到500μg/g时，才对大红树幼苗生存产生影响。Thomas等1984年砂培红茄冬（R.macronata）和白海榄雌（Avicenniaalba）幼苗，在Pb和Zn浓度达500μg/g的试验条件下，对幼苗的生长影响不大。陈荣华等1988年和1989年对白骨壤（A.marina）、秋茄（Kandeliacandel）和桐花树（Aegicrascorniculatum）幼苗砂培讨论表明，水中Hg浓度达1x10^6时未见受害症状，但此3种红树幼苗根对培养液中Hg有较高的汲取富集能力，其中秋茄和桐花树根对Hg的累积分离是原培养液Hg浓度的16~174倍和16~100倍。郑逢中等【7】1992年和1994年砂培秋茄幼苗，在25x10^6的Cd液中培养4周，幼苗生长未显然受影响。该讨论也表明秋茄幼苗对Cd有较强的富集能力，尤其是根，根中的Cd含量比培养液高几十倍至上百倍。由此可见，红树植物对重金属污染物有较高的耐性

1.3红树林湿地对重金属的净化作用

近年来，人工红树林湿地重金属处理技术因为其高效、易操作、无副作用等优点，受到许多国内外学者们的青睐。陈桂珠等【8】发觉白骨壤人工模拟湿地对污水中重金属净化效果显著，重金属平均净化效率分离为：Pb98％、Zn90％、Cd95％、Ni94％。Tam和wong|【9】发觉秋茄人工模拟湿地对重金属的净化效果也非常显著，去除了污水中超过90％的Pb、Ni、Cd。他们还发觉随着污水中重金属含量的上升，秋茄人工模拟湿地重金属去除效率显然提高，如在正常浓度的重金属污水下，Zn的净化效率不足50％，而在5倍、10倍浓度的重金属污水下，Zn的净化效率均超过90％。这一结果与缪绅裕和陈桂珠对秋茄人工模拟湿地重金属污染污水的净化效果的讨论报道类似。缪绅裕等还按照物质平衡模型，得出在秋茄模拟湿地污水处理系统中的使用寿命至少为20a。此外，Yim在试验中还发觉，桐花和木榄混交林对重金属废水的净化效果比单一纯林好

2.红树林生态系统石油污染的讨论

随着海底石油、自然 气的勘探和大规模的开发生产，往来船舶排放的含油污水尤其是大型油船的油溢事故，使大量石油和含油废水进入海洋，致使海洋石油污染日趋严峻。石油污染恶化了水质，影响海岸带的动植物区系的组成，甚至危害海洋生物，生长于潮间带的红树林直接受其影响

位于巴拿马加勒比海岸的BahlaLasMimas红树林在过去的30a中先后两次遭遇严峻的油溢损害。Duke等1997年首次运用航空摄影技术评估了两次污染给该地区红树林带来的致死和亚致死损伤，讨论表明：共有占18%的受污红树植物死亡而被砍伐，存活下来的红树植物中近30%林冠异样稀疏。油溢对红树林的影响因石油和红树植物种类的不同有较大差异。[10]

石油污染对红树植物的损害主要是阻塞呼吸根或支持根的皮孔，造成氧气供给不足窒息而死亡；黑色油膜增强日光汲取引起高温，也会造成不利影响。

目前来说，石油污染的讨论大部分来自国外。其讨论成绩如下：

其一，从各学者的讨论报道看来，石油污染会对红树林造成一定量的影响，但应当看到这种影响会因红树植物种类不同有较大的差异，如Suprayogi等的比较讨论发觉石油处理增强了红海榄和红茄冬对大部分养分元素的富集，但是对白骨壤作用恰好相反，而对角果木则两种作用都有。并且随着处理浓度的增强，红树植物叶片中烃的富集度也增强，其中白骨壤是最高的。白骨壤叶片中累积的烃类是其它3种红树植物的2~6倍。

其二，石油的污染程度不同，对红树植物的影响也不一样。如卢昌义等发觉白骨壤叶片粘油高达0.451mg/cm^2仍能生长正常。李玫等【11】的讨论表明当含油废水浓度大于400mg/l，秋茄叶片的部分生理指标浮现变化。而石油浓度过高时其影响应当是致命性的，Rutzler发觉弗罗里达浅礁上的大红树幼苗叶部笼罩油面积50%以上则致死：白骨壤呼吸根笼罩油面积50%以上也致死。

其三，Proffitt等证实两次石油污染对红树植物没有累积效应或配合效应。总的来说，关于石油污染对红树林的影响讨论较少，特殊是缺乏对红树林及其湿地系统净化石油的系统性讨论。我国这方面的讨论较薄弱，有待于进一步加强。

在国内对石油污染的讨论中，李枚，陈桂珠等【11】讨论了人工含油废水对秋茄幼苗生长以及幼苗叶片叶绿素含量、过氧化氢酶活性、含水量、相对电导率与生物量等生理生态指标的影响。讨论结果表明，在试验室条件下秋茄幼苗对含油废水有一定的耐受性和适应性，但高浓度则造成损害。郑松发，郑德璋等指出在超过国家Ⅲ类海水水质标准以及海水和土壤均发生严峻油污染的地点，是不能用于营造红树林的。

普通认为，对于受石油污染的红树林湿地，可采纳生物修复技术。Ransat等2000年的讨论表明，油污的红树林沉积物中烃分解细菌数目显然增强。Bums等的试验表明，在红树植物受石油污染后的1a中，石油簇拥剂的使用比生物修复更有效地降低了红树植物的死亡率，它能把飘荡水面的石油簇拥成雾滴小微粒从而散布在海水中。1a以后，继续观看存活下来的红树植物的生长，发觉生物修复作用又比石油簇拥剂的使用效果更好一些。澳大利亚官方已经把Bums等的讨论成绩作为制定石油污染管理政策的依据。

3.红树林湿地系统对各种污水的净化

氮(N)、磷(P)等养分盐在海水中往往含量较高，是浮游植物生命活动必须的主要元素，也是造成近海水体富养分化的主要组分。当N、P含量过高时，水

体简单浮现富养分化，藻类及浮游植物过度繁殖，给水中生物造成危害。

红树林湿地对N、P等有很好的去除效果。红树林湿地对水中的N、P等富养分物质的净化通过两方面实现：一方面由植物和微生物等汲取N、P；另一方面是土壤对N、P的滤过作用。富含N、P的海水流进红树林湿地生态系统，可通过植物、微生物的集聚沉积作用和脱氧作用将其从水中排解。此外，湿地中红树植物汲取水域中的N、P等养分物质，减轻了因为N、P含量过高而引起的海水富养分化，同时湿地的厌氧环境又为某些有机污染物的降解提供了可能按照Boto和Clough等讨论，每公顷红树林年汲取氮150～250kg、磷10～20kg；对海南东寨港国家级红树林庇护区的讨论表明，红树林湿地生态系统具有较强的污染后恢复的能力；陈桂珠、缪绅裕等通过试验室模拟湿地系统，发觉红树林对污水中N、P等养分物质净化效果显著；黄凤莲等发觉因为红树林的净化作用，滩涂种植－养殖系统中水质达到II～III类海水水质标准红树植物还能降低养殖水体中的养分盐浓度。刘蔚秋等对深圳市沙井镇9个种植红树的鱼塘和一个无红树植物的对比塘水体中养分盐及浮游植物举行了为期1a的调查讨论，发觉在鱼塘中种植红树植物能有效降低养殖水体中的养分盐浓度；佘忠明等讨论了红树林对养殖水体的净化效应，结果显示，种植红树植物的养殖塘水质均有不同程度的改善，其中以种植比例为45%的桐花树养殖塘水质最好

讨论发觉，城市污水流经深圳福田红树林自然庇护区红树林湿地后有机物含量大大降低。Sansanayuth等发觉用红树林人工湿地处理含较高浓度盐分的虾塘污水可以降低生化需氧量和总有机碳量

另外，有讨论发觉，红树林湿地对N、P等养分物质的净化效果随污水处理浓度增大而增大，且海水条件下的处理效率要高于淡水条件。如陈桂珠等发觉拟秋茄湿地系统对污水中N的净化效果随污水处理浓度增大而增大。廖坤裕等讨论发觉秋茄湿地中P的净化效果比较好。叶勇等【12】的讨论表明，秋茄和木榄系统对N、P的处理效率在海水条件下均比在淡水条件下高，且任一条件下汲取废水N养分盐的能力均高于目前普遍应用的芦苇。另外Boonsong等【13】构建红树林人工湿地举行试验发觉普通状况下红树林人工湿地中TSS、BOD、NO3-N、NH4-N、TN、PO4-P、和TP去除率与自然林区无显著差异，但是随着污水停歇时光的延伸，TSS、PO4-P和TP的去除率会显著上升。

国内讨论污水中养分物质对红树林的影响相对较多。章金鸿等【14】探讨了榨糖废水对秋茄、桐花树和白骨壤汲取N、P的影响。讨论表明：榨糖废水的排入，能促进红树林湿地系统汲取养分物质；红树林湿地对废水中的养分物质和有机碎屑具有显然的网罗作用，从而在一定程度上降低了废水中的养分物质的含量，起到了净化榨糖废水的作用。李玫、章金鸿等发觉生活污水的排放对红树林植物秋茄、桐花树、白骨壤的生长（包括树高、茎径和生物量的年增长量以及年净生产力）有促进作用。黄立南，蓝崇钰等【15】讨论发觉城镇生活污水排放对红树林土壤PH值与电导率、土壤磷素、红树林植物的生长及其养分物水平没有显然影响。

上述讨论发觉，红树植物对生活污水的适应能力较强，污水排放引起的养分富集不会对红树林本身产生负面影响，在一定的范围内还可能有益，特殊是在底泥养分水平较低的地区，这为利用红树林湿地系统净化生活污水提供了一定可行性依据。但因为这些实验讨论具有排污实验时光短（普通为1a左右）、

排放的生活污水浓度较低、排放量也相对较小的局限性，因而并不足以判断红树林能忍受长久的污水排放的压力，特殊当所排放污水的浓度及排放量逐渐增大的时候，还需进一步讨论。

对于红树林是否是合适的生活污水处理地，观点不甚统一。李玫等【16】认为在一定条件下是合适的，她发觉正常COD浓度的生活污水甚至可促进某些红树植物的生长。同时，她也指出需要较长的周期，对不同种类的污水和不同种类的树种在各因素下的互相作用作进一步讨论。但反驳者认为，鉴于全球红树林的退化速度很快，为减缓近海生态系统多样性下降和进一步退化，应尽量避开将其作为排放污水的场所。

值得注重的是，虽然红树植物对有机质的污染有相当的反抗和净化能力，但高浓度的有机污染对红树植物同样有害。

三.红树林净化水体讨论的评价和展望

红树林污染生态经过多年的进展已经堆积了大量有价值的基础资料和讨论阅历。红树林生态系统已经被证实具有一定的净化污水能力，对多种污染物都有一定的抗性和耐受力，对缓解日益严峻的近海岸水体污染和生态破坏问题有可利用的价值；还可以用于污染海滩的生态恢复工程。而同时，红树林也在全球范围展现着退化的危机。因此关于红树林作为污水排放地可行性的争辩是目前热点之一。

自然 红树林的生态结构比人工红树林越发复杂和稳定，理论上它对污水吸纳截留能力也比人工红树林更强，但是其生态价值也远高于人工林，贸然开发的生态风险巨大，因此应当对自然 红树林的污水净化开发利用持极其保守的态度。红树林作为潮间带生态系统的主要初级生产者，为了避开给海岸带生态环境带来严峻的后果，应尽量避开将自然 红树林作为排放污水的场所，

对于人工林，可针对其规模和种群结构，因地制宜地作为低浓度的海滨城市污水处理厂出水排放地，这有利于缓解近海岸污染现状，例如富养分化等问题。在此过程中实时监测和相应机制必不行少，并且应充分发挥红树林系统面积广大，土壤中菌种丰盛的优势，增强排放源个数，簇拥布源，综合考虑潮汐动力确定排放径流方向，以提高污染物在红树林区域的分布匀称度和停歇时光。

红树林净化污水是一个系统工程，应与红树林污染生态学、红树林造林学讨论等相关讨论紧密相结合。要应用红树林有效净化污水，不仅要针对以上提出的讨论中存在的问题开展进一步讨论，重要的是要做好以下三方面的讨论工作：（1）红树植物生理生态讨论（讨论污染条件下的植物生长、生理生态、植物间的相生相克等）；（2）植物种类筛选（红树植物的驯化、育种、挑选抗性强且净化能力好的红树植物等）；（3）生境的创建（讨论影响红树林生长和净化污水效能的环境各要素等）。

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