濕地植物在治理礦山廢水中的應(yīng)用

　　在人類社會(huì)發(fā)展的過程中，人類對礦產(chǎn)資源的需求量越來越多，隨著帶來的是在礦山大量開采過程中引發(fā)的廢水污染越來越嚴(yán)重，包括礦井天然溶濾水、礦渣滲濾液，以及開采點(diǎn)、選礦廠、尾礦壩、堆渣場和生活區(qū)等地排出的廢水等，這些廢水中含有大量有機(jī)污染物、油類污染物以及重金屬污染，污染范圍大、影響區(qū)域廣、排放量大、持續(xù)時(shí)間長、成分復(fù)雜、濃度極不穩(wěn)定的特點(diǎn)。目前對礦山廢水的治理策略主要有：硫化沉淀法、多方法聯(lián)合處理法、人工濕地法、中和沉淀法、化學(xué)氧化法、混凝沉降法、微生物處理法、酸堿中和法。其中對于人工濕地法中重要部分濕地植物，在工業(yè)廢水和礦山酸性排水的治理中發(fā)揮著一定的作用，濕地植物可分為挺水型植物、浮水型植物、沉水型植物等。在人工濕地過程中，通過種植濕地植物形成的良好的生態(tài)系統(tǒng)，通過吸收吸附、沉淀、微生物等作用對有害物質(zhì)進(jìn)行去除凈化。本文通過闡述濕地植物在礦山廢水中的處理應(yīng)用，通過討論該技術(shù)在治理礦山廢水中有機(jī)污染物、油類污染物、重金屬的機(jī)理及效果，為今后礦山廢水的治理提供參考。

　　1、研究現(xiàn)狀

　　1.1 濕地植物對礦山廢水中有機(jī)污染物的去除效果研究

　　有關(guān)研究表明，礦山廢水中有機(jī)污染物的來源可能有兩種。一種可能是來自礦廠分析化驗(yàn)室直排的廢水，還有一種可能來自于礦山廢水池或尾礦池中植物死亡后因長時(shí)間浸泡而導(dǎo)致植物腐爛引起的。

　　一是濕地植物在處理有機(jī)污染物上有著一定的凈化效果。釋放和分解或降解兩個(gè)途徑得到凈化。釋放是針對可揮發(fā)性的有機(jī)化合物。他進(jìn)入植物體內(nèi)，通過植物揮發(fā)作用而得到釋放;分解或者降解是針對部分不可揮發(fā)的有機(jī)化合物可通過酶分解或者螯合作用降解。如駱世明等研究表明，在風(fēng)車草和香根草的潛流人工濕地對養(yǎng)殖廢水COD的處理效果非常明顯。賀聰?shù)妊芯堪l(fā)現(xiàn)水生維管植物對有機(jī)污染物的凈化效果明顯，茭白、慈姑、水蔥等濕地植物對COD、BOD的去除效果良好，都達(dá)到了70%以上。徐錦濤等研究表明，香蒲對釀酒廠廢水中BOD、COD、酚類物質(zhì)的去除率達(dá)90%以上。

　　二是濕地植物在處理有機(jī)污染物的過程需要良好的抗逆性，來耐受污水中不利環(huán)境的沖擊。植物通過揮發(fā)或者分解或者降解作用來代謝和螯合有機(jī)污染物，但是有機(jī)污染物本身并不能作為植物的能源和碳源，同時(shí)還會(huì)對植物的生長起到一定的抑制作用。

　　1.2 濕地植物對礦山廢水中油類污染物的去除效果研究

　　油類污染物是礦山中較為普遍的污染物，他是包含苯、甲苯、乙苯、二甲苯、萘、蒽、PAH(多環(huán)芳烴)等碳?xì)浠衔锏幕旌衔铩Ｓ皖愇廴疚镞M(jìn)入水體后，會(huì)降低水中的溶解氧含量，會(huì)增強(qiáng)水體酸性，還會(huì)增加水體濁度，從而導(dǎo)致水體污染。同時(shí)油類污染物也會(huì)對水生動(dòng)物有著致命的危險(xiǎn)，如油膜粘附和填塞水生動(dòng)物鰓部使其窒息死亡，進(jìn)一步惡化水體生態(tài)環(huán)境，并且會(huì)浸入土壤孔隙內(nèi)形成油膜，產(chǎn)生堵塞作用，抑制植物的生長，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物死亡。

　　植物在處理土壤污染的時(shí)候發(fā)揮著重要的作用，植物根系可以去除礦山廢水中的油類污染物，通過3個(gè)途徑進(jìn)行降解，微生物作用和化學(xué)反應(yīng)。如劉曉燕等人利用4種土著植物即蔗草、蘆葦、三棱草、茈菰與嗜油菌共同對對土壤中的柴油具有較好的去除效果，去除率都達(dá)到了65%以上。

　　1.3 濕地植物對礦山廢水中重金屬污染物的去除效果研究

　　重金屬污染的其中一個(gè)主要來源是礦產(chǎn)資源開采活動(dòng)中產(chǎn)生的酸性礦山廢水。重金屬離子對水環(huán)境、土壤環(huán)境以及人類健康會(huì)造成極大威脅。因此，尋找合適的去除重金屬的途徑刻不容緩。人工濕地法是目前對重金屬的處理方法之一，濕地植物對廢水中重金屬的去除也發(fā)揮著一定的作用。一些有毒有害的物質(zhì)經(jīng)過濕地植物形成的生態(tài)系統(tǒng)來吸附、富集和吸收后，水體得到凈化，如錳、鉛、鐵、鎘、砷、汞等。也可以將重金屬自根部向植物其他部分遷移，植物不僅對重金屬具有較強(qiáng)的耐受性，而且對重金屬有較強(qiáng)的富集能力。

　　一是濕地植物種類不同，凈化效果不同。李冰等研究發(fā)現(xiàn)，寬葉香蒲是多種重金屬耐受性植物，人工濕地中的寬葉香蒲對含鉛鋅礦廢水處理效果明顯;陳明利等研究發(fā)現(xiàn)鳳眼蓮、水花生等濕地植物對廢水中Cd2+的去除率達(dá)到65.3%;莫健偉等研究發(fā)現(xiàn)褐藻對金吸收量大，綠藻對銅、汞等金屬的去除率明顯，馬尾藻和鼠尾藻對銅、鉛、汞等重金屬的去除率達(dá)70%以上。還有研究發(fā)現(xiàn)，浮萍能對Zn、Fe和Mn有一定的富集，蘆葦Pb、Mn和Cr有一定的富集，寬葉香蒲和黑三棱是Pb和Zn有一定的富集，鳳眼蓮對Zn2+和Cd2+有較高的去除率。

　　二是污染源濃度不同，同一種濕地植物凈化效果也不同。林芳芳等研究了蘆葦、香蒲、鴨跖草這3種植物對重金屬鉛的吸收和富集，發(fā)現(xiàn)3種植物對鉛的富集與吸收分別是香蒲?蘆葦?鴨跖草，在小于10,mg/L的濃度下，鴨跖草對鉛的富集效果比香蒲、蘆葦要好很多，而在大于10,mg/L的濃度下，香蒲比蘆葦、鴨跖草的富集量要多1倍。也有研究發(fā)現(xiàn)，香蒲有很強(qiáng)的吸收和富集鉛、鋅的能力，凈化塘1年生香蒲吸收鉛為2,502.18,mg/kg以上，鋅為1,952.08,mg/kg，銅為55.87,mg/kg，鎘為11.10,mg/kg，年凈化鉛為20.52,t，鋅為18.91～22.45,t，銅為0.34～0.41,t，鎘為0.23～0.27,t。而茭白對鋅的富集能力較強(qiáng)，是燈芯草的1.79倍，風(fēng)車草能富集水體中30%的銅和錳，對鋅、鎘、鉛的富集也在5%～15%。

　　三是當(dāng)植物受到外界脅迫時(shí)，植物對營養(yǎng)元素的吸收可能會(huì)受到影響。如較高濃度的重金屬能夠抑制植物體對Ca、Mg等礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，研究指出，隨重金屬Cu、Cd濃度的增加，K的外流量增加。研究表明，小麥幼苗經(jīng)過Cd處理后，其莖葉K、Ca和Mg等營養(yǎng)元素的含量下降;在用Zn做脅迫重金屬源時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

　　2、總結(jié)

　　隨著國人經(jīng)濟(jì)水平的增高，對礦山資源的需求越來越多，但是伴隨著礦山資源的開采，得到的是數(shù)量廣大的礦山廢水，對我們的環(huán)境以及個(gè)人健康產(chǎn)生了巨大的威脅，去除礦山廢水中的有機(jī)污染物、油類污染物、重金屬污染物的任務(wù)重大。由于有機(jī)污染物的成分較復(fù)雜，一般采用物理法、化學(xué)法、生物法，雖然處理工藝較多，但是單一處理工藝通常很難達(dá)到理想的處理效果。作為人工濕地系統(tǒng)中重要的部分濕地植物，目前研究最多的是對廢水中重金屬的去除效果的研究，研究顯示濕地植物除去礦山廢水中的重金屬的含量只是占其中很小的一部分，同時(shí)濕地植物對去除礦山廢水中的油類污染物和酸性污染物的研究較少。這些都還需要進(jìn)一步的開展試驗(yàn)研究、討論與進(jìn)一步的驗(yàn)證和完善。同時(shí)在處理礦山廢水的過程，濕地植物的選擇也很重要。一是根據(jù)污染源主要因子不同，選擇相應(yīng)合適去除效果好的濕地植物;二是要選擇抗逆性強(qiáng)，對污水中不利環(huán)境的沖擊耐受度大的濕地植物;三是根據(jù)污染源濃度不同，選擇適宜的濕地植物。(來源：江西省灌溉試驗(yàn)中心站)