植物根際過濾技術
A. 河流的生物修復與生態修復是一回事嗎有什麼區別
生物修復 關鍵詞:利用生物 治理環境
廣義的生物修復,指一切以利用生物為主體的環境污染的治理技術。它包括利用植物、動物和微生物吸收、降解、轉化土壤和水體中的污染物,使污染物的濃度降低到可接受的水平,或將有毒有害的污染物轉化為無害的物質,也包括將污染物穩定化,以減少其向周邊環境的擴散。一般分為植物修復、動物修復和微生物修復三種類型。根據生物修復的污染物種類,它可分為有機污染生物修復和重金屬污染的生物修復和放射性物質的生物修復等。
狹義的生物修復,是指通過微生物的作用清除土壤和水體中的污染物,或是使污染物無害化的過程。它包括自然的和人為控制條件下的污染物降解或無害化過程。
植物修復:就是利用植物去治理水體、土壤和底泥等介質中的污染的技術。植物修復技術包括六種類型:植物萃取、植物穩定、根際修復、植物轉化、根際過濾、植物揮發等技術。
微生物修復:即利用微生物將環境中的污染物降解或轉化為其他無害物質的過程。
動物修復:指通過土壤動物群的直接(吸收、轉化和分解)或間接作用(改善土壤理化性質,提高土壤肥力,促進植物和微生物的生長)而修復土壤污染的過程。
生態修復:
關鍵詞: 人工措施 人為影響生態
所謂生態修復是指對生態系統停止人為干擾,以減輕負荷壓力,依靠生態系統的自我調節能力與自組織能力使其向有序的方向進行演化,或者利用生態系統的這種自我恢復能力,輔以人工措施,使遭到破壞的生態系統逐步恢復或使生態系統向良性循環方向發展;主要指致力於那些在自然突變和人類活動活動影響下受到破壞的自然生態系統的恢復與重建工作。
兩者相同點:目的都是為了治理環境,減輕生態系統的壓力
不同點: 生物修復,利用生物(包括動物,植物,微生物)減少污染
生態修復,依靠生態系統的自我調節能力,通過種種人工措施,人為使生態系統得以恢復.
B. 植物根際土壤微生物測定怎麼取樣
扒開浮土,取中間一層土,10至30厘米深處
C. 生物修復的生物修復的有關概念
生物修復又叫生物治理(bioremediation),狹義的生物修復,是指通過微生物的作用清除土壤和回水體答中的污染物,或是使污染物無害化的過程。它包括自然的和人為控制條件下的污染物降解或無害化過程。
植物修復:就是利用植物去治理水體、土壤和底泥等介質中的污染的技術。植物修復技術包括六種類型:植物萃取、植物穩定、根際修復、植物轉化、根際過濾、植物揮發等技術。
微生物修復:即利用微生物將環境中的污染物降解或轉化為其他無害物質的過程。
動物修復:指通過土壤動物群的直接(吸收、轉化和分解)或間接作用(改善土壤理化性質,提高土壤肥力,促進植物和微生物的生長)而修復土壤污染的過程。
D. 環境地質學與地質災害學研究現狀及發展趨勢
從學科內容來說環境地質學應研究地質環境的自然地理地質特徵及其演化歷史和發展趨勢,研究地質環境評價和預測,編制環境地質圖系,研究地質環境(包括地質災害)的勘查、監測和防治技術方法,以及合理利用和保護地質環境的對策和措施等。
1)地質環境評價和預測
定性地進行地質環境評價,如綜合區域地質地理條件,地殼穩定性,岩土特性,地球化學背景,可能發生的地質災害,作出分級區劃評價較為易行。但是從整體上對地質環境進行系統分析,定量評價地質環境和預測在國內外仍屬薄弱環節。現國際地質界開始重視這方面的研究。國際地科聯CoGeoenvironment委員會於1994年建立了環境地質指標體系共27種。其內容涉及新構造活動、侵蝕與沉積、風化作用、斜坡穩定性、地下水、土壤質量、地球化學與地球物理參數、自然景觀及其它動態要素,這是國際環境地學研究的一項重要進展,為開展區域性長期觀測和建立預測模型奠定了基礎。同時,委員會還計劃開展「地表過程與土地持續利用」關系的研究。
國際上區域環境地質評價的方法有A.Cendrero等提出的自然單元分級體系為基礎,基本上是自然地質地理分區,加上半定量化的指標,該方法在西班牙被廣泛應用;有經濟評估與風險評估方法,以地質災害和地質問題作為評價主體,用貨幣值形式表徵地質環境質量的優劣及人類活動對其產生的影響。這在美國有較廣泛的應用。如加利福尼亞州城市地質總體規劃,舊金山灣地區土地潛力定量評價,美國九大自然災害的風險評價。中國學者採用系統論觀點,提出地質環境是一個內部由岩石、土、水三個子環境系統構成,外部處於大氣圈、水圈、生物圈、地球內部圈層及人類社會經濟系統作用下的開放、動態和人-自然復合系統,以環境地質問題的強度指數,外部系統的影響程度指數和地質環境的質量指數作為量化指標建立了地質環境系統及其評價預測體系,並作出了21世紀初期中國地質環境態勢的預測和評價。
2)環境地質制圖
環境地質圖(系)是環境地質研究成果的圖式化,是直觀反映地質環境的重要表達形式。為了便於經濟建設規劃決策部門使用,不僅要求內容科學化,充分反映區域地質環境特徵,分析研究不同地區地質環境與人類活動的相互關系,在自然和人為作用下存在的主要環境地質問題及地質災害,並進行綜合評價,而且要求形式簡明易讀。國內外編制了不同比例尺的綜合性或專門性圖件,既有全國性的,如俄、美、加、澳、英等國均將其列入國家級中、大比例尺地質圖的構成部分,也有一個城市或一個地區的編圖。從編圖方法看,在傳統的地質學編圖方法基礎上,藉助GIS及最新衛星成果,根據不同指標參數用多元統計方法編制資料庫,對地質災害進行預測,義大利、巴西、美國均取得較好的效果。俄羅斯已將1:200萬地質生態圖(即環境地質圖)列為國家新一代地質圖系進行填編,並對1:5萬地質制圖的要求也從以前的兩種(地質圖、礦產預測圖)增加到與1:20萬相同的四種,包括了地質生態圖在內。現已編制完成14張1:500萬生態地質圖,反映了全俄生態地質環境現狀及人類活動的影響。
中國水勘院1992年編制出版了中國環境地質圖系11幅。它們以地質災害圖件為主,其中8幅為滑坡崩塌類型及分布,泥石流災害,岩溶塌陷,地下水誘發危害,土地鹽漬化沼澤化,沙漠及土地沙漠化,土壤侵蝕,特殊類土及危害。另外3幅則為地質自然保護區、旅遊地質資源和環境地質分區圖。該圖系綜合評價了不同地區的環境地質條件,反映了主要地質災害類型形成和分布發育規律,提出合理保護地質環境、開發地質資源的對策建議。
3)環境地球化學
這是環境地學的重要分支學科。其主要研究內容包括微量元素與健康、地方病的關系,煤和有機物等的地球化學對環境的影響,全球環境變化以及分析技術等。通過地球化學填圖可獲得元素豐度的背景值,為防治地方病提供科學依據。如中國已查明低硒(低鉬)的地球化學環境帶,它呈NE-SW向,與克山病分布區域基本一致,從而採取相應防治措施,取得顯著成效。眾多的地學研究者開展了地質環境中氡、鍶、氟、汞等元素與流行病、地方病、癌症發病率的關系研究。氡含量與肺癌死亡率的關系在雲南個舊地區得到了驗證。礦區的氡含量超出一般地區的23倍,死亡人數達千人以上。大部分氡來自花崗岩中鈾的衰變。中國通過編制元素環境化學圖、淺層地下水地球化學圖、地方性氟分布圖、胃癌死亡率分布圖和大量資料的分析,有力地說明了地質環境和流行病學的關系。近年來,研究利用自然地球化學作用去除有關化學元素,調整環境條件;還有新興的植物治理法,利用植物(萃取技術、根際過濾技術、重物固化技術)來清潔土壤中的重金屬。因此,環境地球化學的成果在當前環境治理的理論與實踐中起著極為重要的作用。
4)地質災害學
由於地質災害分布廣泛,類型眾多,其突發性、復雜性及發生規律尚未充分掌握,往往造成嚴重災情,引起社會的關注和眾多學科,特別是地質科學的參與和研究,因而逐漸形成並提出了地質災害學的概念,研究內容包括地質災害的類型劃分,成災條件,致災作用,地質災害的監測、預測和預報,地質災害的防治原則和對策、決策以及風險分析。其中對地質災害的決策可分為長期、中期、短期的,臨災的和反饋性的。災害預報的基本方法建立在類比分析、因果分析及統計分析基礎之上。
近10年來國內外開展了重點地區的地質災害測年研究工作。他們應用同位素測年技術:14C法,鈾系法,熱發光(TC)法,電子自旋共振(ESR)法測定10~3Ma的年輕地質體、活動斷裂、古地震、地質體滑動或運動的年齡以及地質災害復活(發)周期等取得成效。
如何加強地質災害預測和防治的理論研究,實現災害地質現象的實時控制和管理決策過程科學化與人工智慧化,是一項新的研究內容。中國專家1989年就研製了「地質災害分類專家系統」。在此基礎上又研製了「地質災害預測防治智能決策系統」。應用這個決策系統可進行地質災害時空演化預測,危險性區劃,災害經濟評估以及減災防災對策的選擇等工作。在應用於京、津、唐地區岩溶塌陷、地面沉降、海水入侵地質災害時,證實了模擬的合理性和實用性。
在全國性地質災害趨勢預測方面中國作了重要的探索。1996年編制了1:600萬地質災害趨勢預測圖。該圖運用地理信息系統的風險評價方法對地質災害(主要是滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂縫)進行現狀評價;在此基礎上,結合降雨條件,區域地震活動,區域地殼穩定程度,區域岩組條件和人類工程活動等因素,運用模糊綜合評判模型進行綜合評判,劃分出地震災害高、中、低風險區,這對國土整治和減災防災有重要意義。
對於地質災害的評估也是地質災害學的重要研究內容之一。「八五」期間中國研究建立了災情評估計算機系統。該系統根據地質災害勘查與管理需要,將災情評估分成3種類型:以獨立災害體為對象的點評估,以小面積行政自然區為對象的面評估和以大面積行政自然區為對象的區域性評估。根據災情構成,將地質災害評估內容和步驟分為4個方面:危險性評價,易損性評價,破壞損失評價,防治工程評價。應用該系統針對崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地面沉降、地裂縫、海水入侵、膨脹土脹縮等8種地質災害進行了研究,為決策部門確定災害防治對策和管理提供了依據和方法。國際上自1990年開始制定了「國際減輕自然災害10年」(IDNDR)計劃,其中對於災害定量化的研究是減災科學中重要的問題。
地質災害經濟評價方面的進展:在開展地質災害的勘查、監測和防治時,都涉及到經濟活動或經濟現象,需要作出合理的經濟評價。但國內外目前尚缺乏可供借鑒的系統理論、方法和經驗。目前在災害經濟評價中採用了價值評價法,還有效益評價法、機會成本法等,為制定和選擇防治災害最優決策方案提供可靠的經濟依據。「八五」期間中國學者提出了地質災害經濟評價系統。它包括災害風險評估(單項和綜合地質災害風險預測及評估,以及危險區預測和評估)和災害經濟評價(防災方案技術經濟評價,含防災效益評價以及災害損失經濟評價)兩部分,其中一系列技術方法的應用具有實用意義。
5)地質環境與地質災害的勘查、監測和防治
對在人類工程經濟活動影響下的地質環境和災害進行勘查,並對其變化動態進行長期有效的監測,是研究保護地質環境和防治地質災害的重要依據。不少國家開展對主要地質災害勘查、監測和防治方法技術的研究,取得重要進展。中國已在各省、市建立了地質環境監測站網,在勘查技術新方法方面有遙感、高解析度地震、高密度電法、土壤測氡等,並研製了218Po測氡儀和微機音頻大地電場儀等兩種新型勘查儀器。這種新的勘查技術方法和儀器對調查地面岩溶塌陷、地裂縫、活動斷裂、隱伏溶洞、潛在的地質災害有明顯效果。
實踐證明,遙感技術和GIS應用於地質環境和地質災害的監測、管理有廣闊前途。加拿大用最新發射的Radarsat最新數據研究環境地質問題。美國學者用雷達研究地殼形變、火山監測、新構造運動取得好的效果,中國學者用大量影像資料展示出煤層自燃火區地質災害的情況。在第30屆國際地質大會上,美、日學者報告了紅外遙感技術,德國介紹了用高空間解析度星載感測器在地質中應用的成果,荷蘭將遙感用於災害預防、防災准備及減輕災害3個方面的成果,這些都代表了當前國際上的研究水平。在地質災害監測新儀器方面中國最近研製了地聲監測器,滑坡誘發因素監測儀器,遙控邊坡穩定性監測儀器和滑坡自動報警儀器4種類型,為採用多參數、多因素監測災害發生提供了手段。地聲監測對崩塌、滑坡孕育初期十分有效;滑坡誘發因素主要監測滑坡體內土壤含水率,孔隙水壓力及土體溫度;遙控全自動邊坡穩定性系統可同時監測72個點上的滑坡地表位移或孔內位移;滑坡自動監測報警系統則監測滑坡位移參數,有16個通道,位移超過門限值時即發出聲、光報警信號,其中一些儀器達到國際先進水平。
地質災害治理新工藝新設備方面,研製成功MD-50型錨桿鑽機,具有多用性,有鑽進復雜岩層和處理事故的能力,可用來治理滑坡。此外還有擴底承壓式預應力錨索,這是加固崩塌、滑坡體的重要治理工具。
E. 如何消除水體和土壤中的重金屬污染物(例如:汞,鉛)
修復對象為重金屬污染的土壤。通過植物的吸收、揮發、根際過濾、降解、穩定等作用,可以凈化土壤中的污染物,達到凈化環境的目的。
一種植物通常只忍耐或吸收一種或兩種重金屬元素,對土壤中共存的其他金屬忍耐能力差,對其他濃度較高的重金屬則表現出某些中毒症狀,從而限制了植物修復技術在多種重金屬污染土壤治理方面的應用。
修復過程緩慢,比常規治理的周期長、效率低。
對土壤肥力、氣候、水分、酸鹼度、排水與灌溉系統等自然條件和人工條件有一定的要求。植物受病蟲害襲擊時會影響其修復能力。
植物固定是利用植物本身特性及一些添加物質使環境中的重金屬流動性降低,生物利用性下降,金屬對生物毒性降低,並且植物對重金屬的吸收降低,減少了重金屬向食物鏈的遷移,污染風險降低。
通過植物枝葉分解物、根系分泌物對重金屬的固定作用、腐殖質對金屬離子的螯合作用,可減少金屬被淋濾到地下水或通過空氣擴散進一步污染環境的可能性。
通過選擇低富集的作物品種,達到污染土壤的充分利用及降低重金屬污染風險的目的。雖然植物固定並沒有將重金屬離子去除,徹底解決環境中的重金屬污染問題,但是對於中度或輕度污染的土壤,可以通過作物品種的選擇保障重金屬污染土壤食物鏈的安全。
利用超積累植物的富集特性,在根系或體內濃縮(富集)污染水體中的金屬或有機污染物,達到污水處理的效果。對於用作根系過濾的植物其累積不一定要集中在莖葉,可以在根系。土壤植物根系過濾就是利用植物根系特性,通過改變根際環境,使重金屬的形態發生化學改變,通過在植物的根部積累和沉澱,減少重金屬在土壤中的移動性。
植物揮發是指利用一些植物來促進重金屬轉變為可揮發的形態,揮發出土壤和植物表面的過程。一些金屬,如砷、汞等可以被生物甲基化而形成可揮發性的分子。
植物揮發為環境中具有生物毒性汞的去處提供了一種潛在可能性。植物揮發時將環境中的重金屬轉移至大氣,若從區域整體環境質量考慮,利用植物揮發修復重金屬污染,應以不損害大氣質量為前提。
F. 植物根際pH值的測定方法(原位顯色法)
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http://202.116.160.98:8000/gch/plantnutrition/experiment/experiment3.htm
G. 探究實驗:探究水生植物對水生環境的適應方式
綜述了水生植物適應水環境的特點,在污水處理中的應用及其對水質的凈化作用。隨著人們對其研究的深入,特別是在工藝選擇和凈化機理等方面的努力,水生植物必將在水污染控制中發揮更重要的作用,從而更大程度地造福人類。
關鍵詞:水生植物;水環境;凈化作用
地球表面積71%被水覆蓋,大洋承納了整個生物圈內97%的水體,極地冰固化了生物圈內2%的水體,只有不到1%的水體以淡水形態存在於江、河、湖泊中,這也是我們人類和其他生物賴以生存的基礎。但是,隨著工業化的進程和人類數量的不斷增加,生態環境不斷受到破壞,水污染日趨嚴重,我國90%以上的公園水體都遭到不同程度的污染,化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、總氮(TN)、總磷 (TP)和非離子氨等指標,大多超過國家地面水環境質量四類標准[1]。水體污染問題受到了廣泛的關注,學者對如何預防和治理水體污染做了大量的研究[2~4]。在污水處理中,傳統污染水處理方法如生化二級處理法,工藝成熟,處理效果理想,但建造、運行、管理費用過高;化學法(如加入硫酸銅等)和換水法處理污水,雖然均有一定效果,但化學法易產生二次污染,換水法不夠方便、經濟,且僅適宜於小型水體。為了尋找高效低耗的水污染處理技術,20世紀70年代,水生植物開始受到人們的關注。水生植物不僅具有較高的觀賞價值,還能主動吸收水體中的養分物質,對富營養化水體可起到凈化作用。為此,筆者就水生植物適應水環境的特點,對水質的凈化作用和機理進行了概括和分析,為科技工作者治理水體污染提供一些理論與依據。
1 水生植物在污水處理中的應用及其適應水環境的特點
凡生長在水中或濕土壤中的植物,以大型的草本植物為主,包括水生、濕生和沼生植物,通稱為水生植物(hydrophyte)[5]。水生植物可分3種生活型,這3種類型的水生植物在污水處理系統中存在一些不同方式(詳見表1)。
水生植物生活在溫度變化平緩,光照強度弱,氧含量少的過量水環境中,與陸地環境迥然不同。水生植物之所以能適應水環境是因為其在長期的演化過程中,從植物體各器官的形態、結構到生長、繁殖等生理機能,都表現出了對水環境的高度適應[6]。
1.1 獨特的葉片結構能適應弱光的條件
水環境里光線微弱,然而水生植物光合性能並不亞於陸生植物。原來,水生植物的葉片通常薄而柔軟,有的葉片細裂如絲呈線狀,如金魚藻;有的呈帶狀,如芳草。水車前的葉子寬大、薄而透明。葉綠體除了分布在葉肉細胞里,還分布在表皮細胞內,最有趣的是葉綠體能隨著原生質的流動而流向迎光面。這使水生植物能更有效地利用水中的微弱光。黑藻和狐尾藻等沉水植物,它們的柵欄組織不發達,通常只有一層細胞,由於深水層光質的變化,體內褐色素增加呈墨綠色,可以增強對水中短波光的吸收。漂浮植物,浮葉的上表面能接受陽光,柵欄組織發育充分,可由 5~6 層細胞組成。挺水植物的葉肉分化則更接近於陸生植物。
1.2 通氣結構能適應缺氧的條件
水中氧氣缺乏,含氧量不足空氣中的1/20,水生植物要尋找和保證空氣的供應,因此那些漂浮或挺水植物具有直通大氣的通道。如蓮藕,空氣中的氧從氣孔進入葉片,再沿著葉柄那四通八達的通氣組織向地下根部擴散,以保證水中各部分器官的正常呼吸和代謝的需要,這種通氣系統屬於開放型。沉水植物金魚藻的通氣系統則屬於封閉型,其體內既可貯存自身呼吸所釋放的二氧化碳,以供光合作用時的需要,同時又能將光合作用所釋放的氧貯存起來滿足呼吸時的需要。
1.3 輸導組織的退化
水生植物很容易得到水分,因而其輸導組織都表現出不同程度的退化,特別是木質部更為突出。沉水植物木質部上留下一個空腔,被韌皮部包圍著。浮水植物的維管束也相當退化。
1.4 發達的氣囊組織
在池塘和湖泊中,常可見到各種浮水植物安靜地漂浮於水面。它們藉助於增加浮力的結構,使葉片浮於水面接受陽光和空氣。如水葫蘆,它的葉柄基部中空膨大,變成很大的氣囊。菱葉的葉柄基部也有這種大氣囊。當菱花凋落的時候,水底下就開始結出沉沉的菱角。這些菱角本來會使全株植物沒入水中,可是就在這個時候,葉柄上長出了浮囊,這就使植物擺脫了沒頂的危脅。而且,水越深,葉柄上的浮囊也就越大。千姿百態的水生植物,在長期進化的過程中,形成了許多與水環境相適應的形態結構,從而繁衍不息,在整個植物類群中,占據一定的位置。
2 水生植物對水質的凈化作用
2.1 具凈化作用的水生植物
我國利用水生植物凈化水質的研究始於70年代中期,包括靜態條件下單一物種及多種植物配植對污染物濃度較高污水的凈化作用,及動態方法研究水生植物對污水處理效果[7]。近30年來,對東湖、巢湖、滇池、太湖、洪湖、保立湖、鴨兒湖、白洋淀等淺水湖泊的富營養化控制和濕地生態系統恢復的大量研究證明[8~10],水生植物可以吸收、富集水中的營養物質及其它元素,可增加水體中的氧氣含量,或抑制有害藻類繁殖的能力,遏止底泥營養鹽向水中的再釋放利於水體的生物平衡等。水生高等植物能有效地凈化富營養化湖水,提高水體的自凈能力[11],也是人工濕地系統發揮凈化作用必不可少的因素之一[12~14]。
有些水生植物如水蔥、風信子、香蒲等具有較高的觀賞價值,同時還可以處理污水,是兼具觀賞價值和污水處理研究的重點選擇材料[15]。
2.2 水生植物凈化水質的機理
通過種植水生植物凈化水質,是利用許多水生植物特別是水生維管束植物能夠大量吸收營養物質,或降解轉化有毒有害物質為無毒物質的性質。在廢水或受到污染的天然水體中種植大量耐污染凈化較強的水生高等植物,使其通過自身的生命活動將水中的污染物質分解轉化或富集到體內,恢復水域中的養分平衡;同時通過水生植物的光合作用放出氧氣,增加水中溶解氧含量,從而改善水質,減輕或消除水污染。
2.2.1 植物自身的性狀和抗性能力
水生植物由於長期生活在一種缺氧、弱光的環境中,本身形態解剖結構上形成特殊性[16]。根、莖、葉形成完整的通氣組織,保證器官和組織對O2的需要[17];葉片呈肉質,如香蒲表皮有厚角質層,柵欄組織發達,污染點處的根、莖、葉表皮細胞排列緊密等結構能抵抗因污染受害而引起的同化功能下降、水分過分蒸騰,增強了香蒲植物的耐污性和抵抗力[12]。
2.2.2 植物的吸收、富集作用
水生植物根系發達,利於吸收水中物質。如鳳眼蓮生長過程需要大量的N、P營養物[18],它吸收後生長迅速,對於凈化富營養化水體效果明顯[19],實驗第3天鳳眼蓮使養殖水體的Cu離子消失率達53%,實驗第6天則可達75%[20]。香蒲植物吸收廢水中的重金屬時,吸收能力大小依次是根>地下莖>葉,並且按照一定的比例從生境中吸取各種元素,形成新的動態平衡,防止對某元素吸收過多而引起毒害。植物吸收污染物後,尤其是重金屬離子、農葯和其他人工合成有機物等,便富集、固定在體內或土壤中,減少水體中污染物量。研究表明,Pb, Zn進入香蒲體內,主要積聚在皮層細胞中的細胞壁上,只有少量進入原生質,可見細胞壁對重金屬有較高的親和力[21]。
2.2.3 凈化塘的沉降、吸附和過濾作用
凈化塘里水生植物生長旺盛,根系發達,與水體接觸面積大,形成密集的過濾層。如香蒲,它的地下莖和根形成縱橫交錯的地下莖網,水流緩慢時重金屬和懸浮顆粒被阻隔而沉降,防止其隨水流失[23],同時又在其表面進行離子交換、整合、吸附、沉澱等,不溶性膠體為根系吸附,凝集的菌膠團把懸浮性的有機物和新陳代謝產物沉降下來[22]。
2.2.4 生化作用
植物凈化污水的過程中生化作用也起到很大作用,這方面已有大量的研究[19,23,24],光合作用產生的O2和大氣中的O2直接輸送到植株各處,並向水中擴散,一方面根系通過釋放O2,氧化分解根系周圍的沉降物;另一方面使水體底部和基質土壤形成許多厭氧和好氧小區,為微生物活動創造條件,進而形成「根際區」。這樣,植物代謝產物和殘體及溶解的有機碳給濕地中的菌落提供食物源;同時,大量微生物在基質表面形成灰色生物膜,增加了微生物的數量和分解代謝的面積,使植物根部的污染物(富集或沉降下來的)被微生物分解利用或經生物代謝降解過程而去除。富營養化水體中,也可依靠水生植物根莖上的微生物使反硝化菌、氨化菌等加速NH3—N向NO2—N和NO3—N的轉化過程,便於水生植物吸收與利用,減少底泥向水體中的營養鹽釋放。
2.2.5 對浮游藻類的競爭抑製作用
富營養化嚴重的水體中,藻類瘋長,水質惡化。栽種水生植物後,同浮游藻類競爭營養物質以及所需的光熱條件,同時分泌出抑藻物質,破壞藻類正常的生理代謝功能,迫使藻類死亡,以防止其帶來的毒素[23,24]。這樣可以提高水體透明度,改善水中的DO含量,促進沉水植物與共生菌的生長,進一步凈化水質。
2.3 利用水生植物凈化污水的處理方式
凈化塘——目前在利用水生植物凈化污水時通常是以凈化塘的方式,如鳳眼蓮凈化塘、香蒲植物凈化塘等[25~27]。凈化塘是以某種水生植物占絕對優勢而組成的特殊水生生態系統,這個系統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、積累等作用而達到對污水的凈化效果。最近幾年水生植物凈化塘在國內外發展都比較快,能凈化的污水種類越來越多,已由凈化生活污水發展到工業廢水和城市混合污水。處理規模也越來越大。從利用人工的凈化塘發展到利用天然湖塘、湖灣放養水生植物凈化水質和底泥。在水生植物的利用上,由一種植物為主發展到多種植物搭配,以相互取長補短,達到最佳的凈化效果。比如選用耐寒植物伊樂藻和喜溫植物鳳眼蓮及菱組建成的常綠型人工水生植被。不僅使實驗區內常年保持較好的水質,而且對外來污染沖擊有很強的緩沖能力,它可用於水源保護、局部性水質控制、污水凈化生態工程、小型富營養水體的生態恢復等[28]。
人工濕地系統——本世紀七十年代發展起來的人工濕地系統是利用水生植物處理污水的又一發展方向[29,30],由於建造和運轉費用低、維護簡單、效果好,且為眾多野生動物提供了棲息地,成了研究的重點。如蘆葦濕地可用於處理生活污水和部分工業廢水,如造紙廢水、紡織廢水、啤酒廢水、煉油廢水、養殖和飼料及食品加工廢水等。其基建投資、運轉費用和能耗均為常規二級處理方法的1/3~1/5,並有較好的經濟效益和生態效益[31]。Nyakang等[32]利用香蒲、蘆葦、美人蕉等觀賞性水生植物,經過一塊濕地和三個池塘構成的賓館和游泳池污水處理系統,在達到去污目的的同時也營造了優美的水體景觀。Koottatep等[33]還發現進入濕地約50%的總氮是被植物吸收的。濕地系統去除污染物的機理主要是通過沉降、過濾、化學沉澱和吸附、微生物反應和植物吸收等反應過程除去水中的污染物。所以濕地是一種低成本、易操作和高效率的污水處理方法。
水域浮床技術——水域浮床技術早期僅應用於農業生產,近10年來有學者利用該技術進行水污染控制。它採用人工新材料作浮床,並通過獨特的肥料供應、植物栽培與相應的工程措施,在自然水域的水面上無土栽培植物,在改善水域環境的同時,增加水產品產量[34~37]。
根際過濾技術(Rhizofiltration) ——根際過濾技術是近幾年發展的一種植物修復技術,用來處理放射性核素廢水、重金屬廢水以及富含營養鹽的廢水。它利用超積累植物的根系從廢水中吸收、富集和沉澱污染物,是更經濟、更適於現場操作的原位污染治理技術[38~39]。
3 結語
眾多研究表明,利用水生植物處理系統進行水污染控制具有投資、維護和運行費用低,管理簡便,污水處理效果好,可改善和恢復生態環境、回收資源和能源以及收獲經濟植物等諸多優點,在污水處理和富營養化水體凈化等方面均表現出良好的效果。未來的研究應注重本土原生植物的特性、跨區域引進新型物種的意義、水生植物修復的機理、物質循環、根系與水或土壤的微環境關系、植物與周圍微生物如何共同作用等方面。目前利用水生植物凈化污水尚有許多不足之處,但隨著人們對其研究的深入,特別是在工藝選擇和凈化機理等方面的努力,水生植物必將在水污染控制中發揮更重要的作用,從而更大程度地造福人類。
H. 什麼是根際土
朋友,根際土就是植物根部周圍的土嘛!植物在移栽時都要帶一些根際土好養活!(俗稱老娘土)在人中比喻人周圍的環境和社會關系!所以人在社會中要看他的根際土是不是旺啊!有利於事業成功的!願你如意!
I. 比較土壤生物修復和植物修復的特點······························謝謝
土壤生物修復技術(Soil Bioremediation,也稱生物恢復、生物整治等)是一種利用生物技術和方法來治理污染土壤使其恢復其正常功能的途徑。狹義的土壤生物修復是指利用微生物的作用將土壤中有害的有機污染物降解為無害的無機物(C02和H20)或其他無害物質的過程。通常就把這種技術稱為土壤的生物修復(Bioremediation);廣義的土壤生物修復包括利用土壤中的各種生物—植物、土壤動物和微生物吸收、降解和轉化土壤中的污染物,使污染物的濃度降低到可接受的水平,或將有毒有害的污染物轉化為無害的物質。
土壤生物修復分為植物修復、動物修復和微生物修復三種類型。
土壤生物修復技術的主要特點和優點:(1)不破壞植物生長所需要的土壤環境,土壤的物理、化學、生物性質保持不變甚至優於原有的性質。(2)污染物降解完全,可將有機污染物降解為完全無害的無機物(C02和H20等),沒有二次污染問題。(3)處理形式多樣,可就地處理,操作相對簡單,如受污染土壤位於建築物或公路下面不能挖掘和搬出時,可採取生物修復技術。(4)處理成本低於熱處理及物理化學方法,其處理費用約為熱處理費用的1/3-1/4。20世紀80年代末採用熱處理或填埋處理污染土壤每立方碼(0.765m3)需200—800美元,而用生物修復技術僅需75~200美元。(5)應用廣泛,可處理各種不同種類的有機污染物,如石油、炸葯、農葯、除草劑、塑料等,無論小面積或大面積污染均可應用,並可同時處理受污染的土壤和地下水。
J. 如何採集根際微生物,和普通採取土壤微生物有哪些不同
根際微生物就是最好連植物一起根部一起包著.
用朔料薄膜包住...
或者帶試管直接做成菌懸液...