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第 21 卷第 1 期 2005 年 1 月 水 资 源 保 护 WATER RESOURCES PROTECTION Vol. 21 No. 1 Jan. 2005 　　作者简介 :夏立群 (1976 —) ,女 ,安徽太和人 ,硕士研究生 ,助教 ,主要研究方向为水生植物恢复生态学及水生植物遗传多样性. E2mail : xlq101 @yahoo. com. cn 植物修复技术在近海污染治理中的研究与应用 夏立群 ,张红莲 ,简纪常 ,鲁义善 (湛江海洋大学水产学院 ,广东 湛江 　524025) 摘要 :对国内外有关近海污染的植物修复技术研究进展进行综述 ,简述植物修复的 6 种作用机理 ,阐明植物 修复对海水养殖富营养化、石油等有机物污染、赤潮、近海重金属污染以及污水净化的作用。最后指出应用 植物修复技术治理近海污染具有以下优点 : ①对人类和海洋环境副作用小、生态风险小 ,易于为人们接受 ; ②易于后处理 ,不会形成二次污染 ,很少有废物和排放物 ,遗留问题少 ; ③具有一定的生态景观效应 ; ④生物 量大。 关键词 :植物修复 ;近海污染 ;海洋植物 中图分类号 :X55 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :1004Ο6933 (2005) 01Ο0032Ο04 Study on the application of phytoremediation technology to the treatment of waste water in the coastal sea XIA Li2qun , ZHANG Hong2lian , JIAN Ji2chang , L U Yi2shan ( College of Aquaculture , Zhanjiang Ocean University , Zhanjiang 524025 , China) Abstract :The phytoremediation technology applied to coastal water treatment in China and abroad is reviewed. Six mechanisms of phytoremediation are outlined. The phytoremediation technology is useful in alleviating eutrophication caused by marine cultivation , reducing pollution of oil and other organic substances , controlling red tide and pollution of heavy metal , and purifying wastewater. The advantages of the phytoremediation technology in coastal pollution abatement includes : 1. it is acceptable to people because of its slight side effect for human and marine environment and its small ecological risk ; 2. its post treatment is easy , and with little wastes , emissions , and problems left , it won’t cause secondary pollution ; 3. it contributes to ecological landscaping ; 4. its output is large. Key words :phytoremediation ; coastal sea pollution ; marine plants 1 　近海污染的严峻现状 海洋污染已经成为威胁人类的十大环境祸患之 一。根据 2002 年联合国环境规划署发布的《全球环 境展望 - 3》,在过去的 30 年中 ,全球沿海和海洋环 境持续退化 ,海洋污染不断加剧 ,尤其是近海污染问 题日益严重。目前全球面临的主要近海污染问题是 石油等有机物污染、富营养化、赤潮、重金属污染、非 降解垃圾污染以及放射性污染等。近海污染已对人 类产生了巨大危害。 在我国 ,随着近年来沿海地区人口的急剧增加、 工农业和海洋养殖业的迅速发展、大量人工合成污 染物的不合理排放 ,近海污染范围不断扩大 ,海域污 染事件频繁发生 ,海洋环境污染的形势不容乐观。 《2003 年中国海洋环境质量公报》显示 ,在全海域总 体污染趋势有所减缓的同时 ,我国近岸海域污染依 然严重 ,严重污染海域主要分布在鸭绿江口、辽东 湾、渤海湾、长江口、杭州湾、珠江口等局部水域。我 国近海污染物普遍以氮、磷、油类为主 ,局部海区以 有机氯农药、重金属为主。富营养化是我国近岸海 域面临的主要环境问题。由于营养盐污染和有机污 染逐年加重 ,20 世纪 90 年代以来我国近海赤潮发 ·23· © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. Administrator Administrator 植物修复技术在近海污染治理中的研究与应用 Administrator 植物修复技术在近海污染治理中的研究与应用 Administrator 夏立群,张红莲,简纪常,鲁义善 Administrator (湛江海洋大学水产学院,广东湛江　524025) Administrator 摘要:对国内外有关近海污染的植物修复技术研究进展进行综述,简述植物修复的6 种作用机理,阐明植物 修复对海水养殖富营养化、石油等有机物污染、赤潮、近海重金属污染以及污水净化的作用。最后指出应用 植物修复技术治理近海污染具有以下优点: ①对人类和海洋环境副作用小、生态风险小,易于为人们接受; ②易于后处理,不会形成二次污染,很少有废物和排放物,遗留问题少; ③具有一定的生态景观效应; ④生物 量大。 Administrator 1 　近海污染的严峻现状 Administrator 关键词:植物修复;近海污染;海洋植物 Administrator 题目 Administrator 作者 Administrator 作者单位，联系方式 Administrator 摘要 Administrator 关键词 Administrator 以下为正文部分 Administrator 一级标题 Administrator 以下为正文部分 Administrator 一级标题 Administrator 关键词 Administrator 摘要 Administrator 作者单位，联系方式 Administrator 作者 Administrator 题目 Administrator 要求写明学院，班级，学号，联系方式 生频率、面积、区域和损失都大为增加 ,2003 年共发 生赤潮 119 起。近年来 ,我国沿海因赤潮灾害造成 的直接经济损失已达上百亿元[1 ] 。 2 　植物修复技术的作用机理 随着对近海污染危害的认识 ,人们开展了各种 近海污染防治技术的相关研究及其应用 ,其中植物 修复技术在治理近海污染中开始崭露头角。植物修 复 (Phytoremediation)是指利用植物转移、容纳或转化 污染物 ,使其对环境无害 ,使污染环境得到修复与治 理[2 ] 。植物修复技术作为一项新兴的技术 ,自 20 世 纪 80 年代后期提出以来短短十几年时间 ,便得到了 广泛的认同和应用。目前植物修复技术的研究正在 防治水体、土壤和空气污染领域迅速兴起。研究证 明植物修复技术可用于污染环境中的有机污染物、 重金属、放射性核素等的生物修复去除 ,为近海污染 防治与修复提供了新途径。 植物修复的作用机理可分为以下 6 种 : a . 植物提取 (Phytoextraction) 。指应用可积累污 染物的植物将环境中的金属或有机物污染物转运、 富集于植物易于收集的部分。 b. 植物转化 ( Phytotransformation) 。指植物从土 壤、水体等污染环境中吸收富营养化污染物或有机 污染物 ,并通过植物体的代谢过程来降解污染物 ,将 污染物部分或完全降解或结合进植物组织内 ,从而 使污染物变得无毒或毒性较以前减小。 c. 植物固定 ( Phytostabilization) 。是指利用植物 降低污染物质在环境中的不稳定性和生物可利用 性 ,防止污染物进入地下水或食物链 ,降低污染物对 生物的毒性。 d. 根际生物修复 ( Rhizosphere bioremediation) 。 又 称 植 物 激 活 或 植 物 支 持 的 生 物 修 复 (phytostimulation or plant2assisted bioremediation) ,是指 植物根系及其根际微生物释放酶、有机酸等物质 ,对 污染物质进行溶解、螯合、吸收或降解。 e. 植物挥发 (Phytovolatilization) 。是指应用植物 将挥发性污染物或其代谢产物吸收并挥发到大气 中 ,从而清除土壤或水中的污染。 f . 根际过滤 (Rhizofiltration) 。是指利用植物根 部从水中或废水中吸收、富集和沉淀重金属、有机物 等污染物 ,从而达到消除环境污染的目的。 3 　近海污染植物修复的国内外研究进展 对于近海污染的植物修复而言 ,主要是利用丰 富的海洋植物来发挥其生物修复作用。海洋植物一 般分为浮游植物、大型海藻、海洋种子植物 3 类 ,共 1 万多种。目前在近海污染的植物修复中 ,研究最 多的是大型海藻和红树植物。 近几年 ,国内外主要致力于研究植物修复在海 水养殖富营养化的治理、石油等有机污染物的治理、 赤潮的防治、重金属污染的清除和沿海水质恶化的 防治等海洋污染领域中的机理与应用 ,总体而言 ,在 治理海水养殖富营养化方面的研究最多。 3. 1 　海水养殖富营养化的植物修复 人们在海水养殖富营养化的治理研究过程中 , 发现大型海藻是海洋环境中非常有效的生物过滤 器。将海藻与鱼虾贝类共养不仅可以提供资源 ,还 有助于解决鱼虾贝类养殖中产生的富营养化问题 , 这一点引起了全世界科研人员的关注并开展了很多 相关研究。近十几年来 ,国内外不但对海藻与鱼虾 贝类共养进行了许多定性、定量的研究 ,还根据研究 结果提出了综合养殖理论 ,并应用该理论进行了综 合养殖体系的构建与实际应用。 江蓠属 ( Gracilaria) 海藻是国内外研究较多的一 类修 复 植 物。国 外 科 研 人 员 发 现 Gracilaria tenuistipitata , Gracilaria verrucosa , Gracilaria chilensis 等 江蓠属植物可以利用鱼类养殖过程中产生的废物作 为营养源 ,从而降低养殖水域中的氮磷浓度 ,对海水 富营养化有很大的改善 ,而单位水体养殖的经济效益 也有所提高[3～5] 。我国科研人员对细基江篱繁枝变 种 ( Gracilaria tenuistipitata var. liui)与纹缟虾虎鱼、脊 尾白虾、中国对虾、刀额新对虾、中型新对虾、锯缘青 蟹、马氏珠母贝等多种养殖动物进行了共养研究 ,结 果表明混养江篱可以吸收 CO2 和鱼虾贝类的代谢废 物 ,具有显著的增氧效果 ,改善养殖水质 ,稳定水体 pH值 ,提高了单位养殖水域的经济效益[6 ,7 ]。 除江篱属海藻外 ,对紫菜属 ( Porphyra) 和石莼属 ( Ulva) 海藻的植物修复作用也研究较多 ,此外对海 带属 ( Laminaria ) 、角 藻 属 ( Fucus ) 、麒 麟 菜 属 ( Eucheuma) 和浒苔属 ( Enteromorpha ) 海藻及红树等 海洋植物的植物修复作用也进行了研究与探 讨[8 ,9 ] 。从经济效益考虑 ,在海水养殖富营养化的 植物修复中 ,可食用或可用作工业原料的、养殖技术 成熟的海洋养殖藻类更受青睐。 通过研究 ,科学家们认为通过栽培江篱、紫菜、 石莼等大型海藻可以真正意义上消除营养负荷 ,植 物修复效果非常明显 ,是减轻海水养殖富营养化的一 种有效途径。在此基础上 ,科学家们提出了综合养殖 理论 ,并开展了一系列综合养殖系统 ( integrated aquaculture systems) 、再循环养殖系统 ( recirculating aquaculture system)的筛选、构建、研究与实际应用 ,发 现与单一养殖相比 ,海藻可减少排放到环境中的营养 ·33· © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. Administrator 沿海 元[1 ] 。 Administrator 正文中的引用 Administrator 3. 1 　海水养殖富营养化的植物修复 Administrator 二级标题 Administrator 二级标题 Administrator 正文中的引用 Administrator 3 　近海污染植物修复的国内外研究进展 Administrator 一级标题 Administrator 一级标题 物质 ,增加养殖体系的可持续性 ,减少养殖用水量 ,降 低对环境的负面影响 ,保持稳定安全的水质条件。 3. 2 　石油等有机物污染的植物修复 石油污染是目前最主要的海洋污染 ,而多环芳烃 (PAHs) 、多氯联苯 (PCBs)等持久性有机污染物 (POPs) 的危害也很广泛 ,目前国内外应用植物修复技术治理 石油等有机物所造成的海洋污染的研究也正在兴起。 庄铁诚等[10]、Ke 等[11]和 Tam 等[12]的研究发现 ,红树 及其根部微生物所构成的红树微生态系对石油、 PAHs、PCBs 和农药等有机物污染有着良好的修复潜 力。与无红树微生态系相比 ,红树微生态系可更高效 和更快速地降解柴油、农药甲胺磷和芘 ,并能对石油 污染产生的 PCBs 和 PAHs 进行高浓度富集。 除红树植物外 ,关于大型海藻对石油污染的植 物修复也有所研究 ,Radwan 等[13 ]在多种大型海藻上 发现附有大量的石油分解细菌 ,这些大型海藻和细 菌共同作用可有效降解石油污染物。 3. 3 　赤潮的植物修复 不少学者认为通过栽培大型海藻可有效防治赤 潮。汤坤贤等[14 ]对细基江篱繁枝变种对赤潮的消 亡和水质的影响进行了研究 ,结果表明 ,江篱可以加 速中肋骨条藻赤潮的消亡 ,减轻赤潮生物死亡腐败 对水体的污染 ,避免赤潮消亡后水体出现缺氧 ,减轻 赤潮对环境的损害。 国内外研究还发现一些海藻及其提取物对赤潮 微藻具有除藻作用。如小珊瑚藻、孔石莼、石牙藻、 小海带、褐藻昆布及其提取物对多环旋沟藻等多种 赤潮微藻的生长具有抑制作用 ,可以使赤潮微藻运 动性降低、细胞变形并破裂[15 ,16 ] 。 3. 4 　近海重金属污染的植物修复 在近海重金属污染的植物修复方面 ,对红树植 物吸收富集重金属污染物的研究较多。研究发现红 树植物对铅、汞、镉、铜、锌等重金属有相当程度的吸 附及固定作用 ,还具有吸收某些放射性物质的作用 , 可有效地净化沉积物中的重金属 ,而所富集的重金属 70 %～90 %储存在不易被动物消耗的根和树干部分 , 利用红树植物净化海域重金属污染是一种投资少而 可行的治理途径[17 ,18]。此外一些海藻对铜、锶、镉、 铅、镍、锰等重金属也有一定的吸收积累作用 ,如三角 褐指藻对铅、镍具有较高的耐受力 ,海篙子对砷和锶 具有超富集能力 ,对锰、镍、铜和铅也有较强的富集能 力 ,海带对砷的富集作用也很强[19]。 3. 5 　污水的植物修复 污水排放是近海海域水质不断恶化的原因之 一 ,研究证明海洋植物不但可以用于富氮污水的净 化 ,还可用于农业、养殖业和工业污水的处理。随着 保护海洋生态的迫切需要 ,海藻、红树植物在防治沿 海水质的进一步恶化方面得到应用并正在兴起。刘 玉、缪绅裕等研究发现红树林系统能有效包陷污水 藻类 ,对污水具备较强抗性 ,对人工污水中氮的净化 效果较好 , 因此用于处理人工污水的可行性较 大[20 ,21 ]。Jones 等[22 ] 还利用大型海藻 Gracilaria edulis 和牡蛎组成的生物过滤体系 ,大大改善了日本 对虾养殖场排放污水的水质 ,使细菌浓度、叶绿素 a 和总悬浮颗粒都明显减少。 4 　植物修复技术治理近海污染的应用前景 植物修复作为一门新兴技术 ,由于其具有明显 的生态效益、经济效益和景观功能 ,商品化的植物修 复系统已被应用于污染水体、土壤和沉积物的治理 , 其在近海污染修复方面也显现了广阔的应用前景。 应用植物修复技术治理近海污染具有以下优点 : ①绿色安全。对人类和海洋环境副作用小、生态风险 小 ,不必担心二次污染等问题 ,易于为人们接受。 ②易于后处理。不会形成二次污染 ,很少有废物和排 放物 ,遗留问题少。③具有一定的生态景观效应。 在对海洋污染进行植物修复的同时 ,红树植物、大型 海藻等海洋植物还能缓解近岸海域生境恶化、改善 生态系统结构失衡、减轻近岸海域生态压力。④生 物量大。海洋植物作为海洋中的初级生产力其生物 量是相当巨大的。 参考文献 : [1 ] 关道明 ,战秀文. 我国沿海水域赤潮灾害及其防治对策 [J ] .海洋环境科学 ,2003 ,22(2) :60～63. 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(收稿日期 :2004Ο05Ο31 　编辑 :傅伟群) (上接第 31 页) 干渠水温回升率在 0104～0113 ℃之 间 ,左岸直干渠及锡陂灌区干渠沿程水温在水稻生 育期的月平均值均低于水稻生长所需的最低水温 , 对于上述两个灌区采用干渠取水灌溉的农田而言 , 其农业增产效益会受到较大的影响 ,必须采取相应 的调温 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。郑公陂灌区渠首水温年平均值在 1713 ℃左右 ,比天然水温低 118 ℃,水稻生育期水温 平均值在 2015 ℃左右 ,比天然水温低 218 ℃,3～10 月份的月平均水温均能保证不低于水稻生长所需的 最低水温。在坝址下游 10 km 断面 (老联陂) ,由于 受袁河支流半山水汇入的影响 ,各月平均水温与建 库前天然水温相差不超过 013 ℃,因此老联陂灌区 及其下游的座陂灌区和五一陂灌区的水温受水库下 泄低温水的影响很小 ,水温能满足农田灌溉的要求。 4 　对策措施 由以上分析可知 ,山口岩水库灌区灌溉水温偏 低 ,将对水库灌溉功能的增产效益产生较大的影响 , 可考虑采取如下对策措施 : a . 在工程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 时 ,应考虑采用分层取水措施。 b. 合理利用水库洪水调度运行方式 ,采用放空 洞泄洪 ,改善库区水体水温结构。汛期 (6 月前后) 来水流量大 ,紊动较强 ,利用放空洞排出库底低温水 体 ,可以较大程度改善水温的垂向结构 ,且通过放空 洞下泄的水体通过挑流消能 ,将水流散射到空中 ,产 生水流的撞击作用 ,增加水体与空气的接触面积 ,吸 收太阳辐射 ,可有效促使泄流水体升温。 c. 尽量采用宽浅式过水断面的灌溉渠道 ,以利 于灌溉水体水温上升。 d. 可结合灌区水土保持设计沿渠植树 ,既防止 水土流失 ,又可形成防风林 ,减少风对渠道水温的降 温影响。 e. 采用田间调温措施。设置田间迂回加温水 渠、加温池和升温田 ,在渠道适当位置修建加温池 , 同时充分利用休耕水田或田间池塘来作加温水池 , 从渠道引来的低温水在这种加温池或加温田中停留 一段时间 ,待水温提高以后再进行灌溉。 参考文献 : [1 ] SL278 —2002 ,水利水电工程水文计算 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 [ S] . 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