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湿地上生物对环境的影响论文范文(2篇)

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湿地上生物对环境的影响论文范文第1篇:人工湿地废水处理脱氮研究浅析

摘要 本文比较系统的讨论了人工湿地处理废水的脱氮效果,并阐明不同影响因素对人工湿地脱氮效果的效应。为进一步研究提供了资料。

关键词人工湿地脱氮效率因素

中图分类号:X702 文献标识码:A

近年来,人工湿地污水处理技术在我国得到了广泛的应用,对于人工湿地脱氮机理的研究也倍受重视。由于人工湿地脱氮涉及因素多,过程复杂,很多因素的作用难以定量化,且研究者的报道也存在差异,因此,弄清人工湿地脱氮机理的研究工作比较困难,且尚需一段时间。本文对氮的去除机理和影响脱氮效果的因素进行了研究,并对改善湿地脱氮效果的方法进行了分析,以利于人工湿地脱氮,减少水体的富营养化。

1人工湿地氮的去除机理

进入到人工湿地中的氮可以通过湿地排水、氨氮的挥发、植物吸收、微生物硝化与反硝化作用以及基质的吸附、过滤和沉淀而进行去除,其中微生物的硝化与反硝化起到了重要作用[1]。

1.1表层氨氮挥发作用

许多研究表明,劣质水中氨氮在湿地地面的挥发需要在系统pH值大于8.0的情况下发生,一般人工湿地的pH值在7.5-8.0之间,因此,通过湿地地面挥发损失的氨氮可以忽略不计。但是,当人工湿地中填充的是石灰石等介质时,湿地系统中的pH值会很高,此时通过挥发损失的氨氮就需要考虑。

1.2基质吸附过滤和沉淀作用

劣质水中的氮可以以各种形式沉淀在湿地基质上,基质从中起到了拦截过滤作用。同时,基质可以直接吸附或通过离子交换固定氮。一般认为,基质对氮的吸附是短期的,最终基质所吸收的铵态氮也通过其它途径转化掉,从而去除湿地中的氮。

1.3植物吸收作用

废水中氮按形态分为有机氮和无机氮。无机氮可作为植物生长过程中不可缺少的物质而直接被植物摄取[2]。有机氮则通过植物将光合作用产生的氧气从上部输送到根部,在根区或根际形成一种好氧环境,促进有机物质的分解和硝化细菌的生长,从而达到去除有机氮和其他污染物的目的。中南林业科技大学研究黄花美人蕉、姜草等七种植物对于氮、磷吸收的去除贡献率普遍较低,大部分植物在2%-6%左右,而对植物的地上部分进行收割后,湿地对氮的去除明显下降。说明湿地植物对于氮的吸收只占脱氮的一小部分,因此一般不对植物进行收割。

1.4微生物硝化与反硝化作用

在人工湿地中,通过微生物硝化与反硝化作用去除水中的氮,被认为是人工湿地去除氮最主要的形式。

废水进入人工湿地中,通过进水携带的溶解氧,大气复氧和植物根系输氧等形式在湿地床体内形成好氧区域,此时污水中的氨氮通过硝化作用转化为硝态氮,此后在水流行进的路线上,氧气逐渐被消耗,湿地床体内形成缺氧或厌氧环境,硝化作用减弱,反硝化作用增强,最终以气态形式排出湿地系统,同时也作为植物的营养成分被部分吸收[3]。湿地系统中需要硝化与反硝化速率相均衡,过高的硝化和反硝化都不利于氮素的去除。一般在潜流型人工湿地中,主要是厌氧环境的,反硝化速率明显高于硝化速率,硝化作用成为脱氮的限制步骤。因此,提高人工湿地的硝化能力是人工湿地脱氮的关键问题。

2人工湿地脱氮效率因素分析

2.1构造形式

人工湿地根据构造可分为表面流人工湿地和潜流式人工湿地。表面流人工湿地,复氧能力差,且为微生物生长提供载体的基质仅为表层部分污水。冬季温度下降和湿地植物枯萎,会使脱氮能力下降。潜流式人工湿地可根据流向分为水平流与垂直流人工湿地[4]。潜流式人工湿地系统: 一方面可以很好的利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用,提高处理效果和处理能力;另一方面由于污水在湿地的地表下流动保温效果好、负荷高、处理效果受气候影响小, 且卫生条件好, 很少有恶臭和蚊蝇滋生的现象。中国环境科学院对垂直流、潜流和表面流人工湿地处理富营养化水体中试比较研究中,对总氮的平均去除率分别为52.3%,50.1%和19.2%,对氨氮的平均去除率分别为33.2%,27.4%和14.1%。潜流式人工湿地在处理效果和处理能力方面优于表面流人工湿地,但是投资费用较高。

2.2水力负荷

进水水力负荷主要对于微生物的硝化与反硝化作用影响比较大。低负荷时,水力停留时间长,微生物有较长的时间进行硝化与反硝化作用,出水的脱氮效果稳定;高负荷时,水力停留时间短,微生物的硝化与反硝化作用迅速,出水的脱氮效果出现较大的波动。研究表明进水水力负荷从0.5m3/(m2·d)到1.5 m3/(m2·d),水力停留时间从16h缩短到4h,潜流式人工湿地氮的去除率从60%以上下降到10%以下,垂直流人工湿地氮的去除率从60%左右下降到20%以下,去除率平均下降了40%左右。复合垂直流人工湿地中试系统中,进水力负荷以800mm/d为宜,超过此水力负荷则系统净化效果随负荷增加而下降。说明不同水力负荷对人工湿地的去除效果影响很大。

2.3酸碱度

湿地系统中水体的pH值主要取决于湿地基质以及劣质水性质。人工湿地构建完毕后,运行期间湿地的pH值变动不大。一般人工湿地的pH值在7.5-8.0之间,比较有利于硝化过程 [5]。但是,对人工湿地劣质水进行预处理后,系统中的pH值可能会较大地偏离这个范围,同时,氨氮存在形式也发生了变化,硝化过程将会受到抑制,可对湿地填充特殊的基质,例如:石灰石等,使湿地的pH值升高,有利于硝化作用。Antoniou等认为硝化作用的最佳pH值为7.0-8.2。其他的研究者则不同,Shammas认为硝化过程理想的pH值范围是8-9。目前,硝化过程中的最佳pH值尚无定论,还需进一步的研究确定。

2.4溶解氧

一般人工湿地系统内部溶解氧的来源为进水携带、植物根系输氧和表面大气复氧。溶解氧在人工湿地中的分布,依次从表层,中层到底层逐渐减少,到达底层,湿地系统内已是缺氧或厌氧环境。硝化细菌为好氧菌,溶解氧对于硝化细菌是重要的影响因素,潜流湿地内较低的氧浓度会对硝化细菌有抑制作用。因此在人工湿地中,可以通过自然跌水的方式,对进水进行复氧。

2.5季节和温度

人工湿地脱氮受季节和温度的影响较大。随着季节的变化,温度的升高或降低,湿地中脱氮的效果波动较大。氮在夏季的去除效果最好,其次依次为秋季,春季和冬季。在冬季运行中,可进行地膜覆盖措施,能使湿地系统温度提高2-6℃,可以提高氮的去除效果。

3结语

随着经济的发展与人口的增长,废水的排放量不断增加,人工湿地系统具有投资低,出水水质好、抗冲击力强、操作简单、维护和运行费用低廉等优点,还能改善和美化生态环境,是适合我国国情的实用污水处理新技术。虽然有许多成功的实践应用,但是人工湿地的处理机理尚不清楚,影响因素的研究还存在许多的分歧,需要进一步的研究和不断的试验。相信在未来,人工湿地处理水环境污染会有更广阔的应用前景。

参考文献

[1] 张黎,王廷松.人工湿地对污水中氮磷的去除机理,中国环境科学学会学术年会优秀论文集(2006),2006,2062-2065

[2] 沈耀良,王宝贞.人工湿地系统的除污机理.江苏环境科技,1997,(3):1-6.

[3] 籍国东,孙铁珩,李顺.人工湿地及其在工业废水处理中的应用.应用生态报,2002,13(2):224-228.

[4] 沈耀良,王宝贞. 废水生物处理新技术[M].北京:中国环境科学出版社,2001:263-291.

[5] 李荣林.人工湿地污水处理技术.山西化工,2007,27(2):67-69.

湿地上生物对环境的影响论文范文第2篇:湿地恢复扫盲班

当今,世界各地的湿地依旧处于不断退化或即将退化的厄运中,对于湿地的恢复越来越重要。

恢复退化湿地,主要包括生境的恢复和生物的恢复两大类。湿地生境的恢复主要包括植物生长条件的恢复、动物栖息场所的恢复和水环境的恢复。湿地生物的恢复主要是指植物群落、动物群落与微生物群落的恢复等方面。湿地植被既为湿地动物提供食源,又可为其提供栖息地,因而湿地植被恢复又是生物恢复的首要环节。

恢复湿地要讲究科学,不然很容易揣着好心办了坏事,明明想恢复湿地,实际上却让湿地遭受了更大的破坏。

湿地的恢复盲区

恢复植被≠过度种植、错误种植

在一些湿地植被恢复工程中,过度种植沉水植物,最终导致湿地水体的淤积。

恢复与保护湿地≠与人隔绝

一些湿地恢复工程中,存在着将湿地完全孤立的现象,实行人类免入、无干预的“圈地保护”,比如在城市中或近城市区域的湿地周围挖沟渠或者建围栏,来阻止人们亲近湿地。

实际上,湿地与人类生活息息相关,尤其是近人类聚居区的湿地,要完全使之隔绝人类活动,既不科学也不现实。人类有亲水天性,自古以来又有从湿地获得生活、生产资料的习惯,所以应该让人们了解湿地的价值和保护湿地的必要性,同时也要让人们适度利用湿地的资源,从而建立人与湿地和谐共存的关系,这才是可持续的湿地管理方式。

我们在进行湿地恢复时,要把握好人为保护的度,更科学地处理好湿地与人的关系。

生物赖以生存的各种环境资源,如食物、水源等,都有着质量、数量、空间和时间等方面的多重限制,是不可以无限量供给的,因而对湿地各要素的恢复都应该有一定限制。另外,在一个湿地生态系统内,如果它的植物种类越丰富、结构越复杂,那么它的稳定性就越高,对外界干扰的抵抗能力也越强,而过度种植单一物种,势必会影响到其他湿地植物的种植面积,也就相应地减弱了其他湿地植物的种植量或种类,进一步促进了这一单一物种的过多和过快生长。

在进行湿地植物恢复的过程中,要让植物的种植数量处于科学的范围内,适度种植,留给湿地自我恢复调节的空间。比如在北京市延庆县西卓家营湿地恢复中,不仅按照不同的水文条件选择了不同的植物种类,而且在工程施工过程中,也充分考虑了未来几年湿地植被的自我繁殖,留有一定的恢复空间,做到了对湿地植被的多种模式恢复和适量恢复。

围一块水塘≠建一块湿地

现在的湿地恢复工程中往往存在着设置水塘、截住来水,避免水资源流走或直接在荒地上凭空建设一块水塘的做法。

在恢复湿地时,为了“自己”的土地上能够有湿地存在,而切断了下游的水源,不仅把活水变成了死水,而且对于下游也是极不负责任和破坏生态的做法。眼前的一个小小水塘可能会使下游广大土地上因没有水源的补给而带来生态灾难。而有的地方,在没有水源的地方强行围一块水塘,也是不会实现真正的湿地恢复的。为了确保所恢复湿地在功能与结构上的持久性,必须考虑该处湿地是否有永久性的水源。有什么样的水文条件,就会有什么样的生物。如果水系得不到调整和恢复,那么湿地恢复也只能事倍功半。因此湿地恢复必须谨慎设计水系结构。

首先,确保湿地有持续的水源;其次,充分考虑下游的用水需求;最后,要对水体进行实时监测,控制湿地内源、外源污染。

给湿地修复一些时间

现在的湿地恢复工程中,常有人不顾湿地恢复的科学进程,一味地提出“两年、三年完成湿地恢复”的口号。

湿地恢复一般旨在改善湿地主要的生态功能,通过恢复生态结构及其功能,实现水文调节、净化水质、创造和提供文化休闲娱乐价值的目标。湿地恢复过程是生态系统动态变化的过程,它需要生态系统承受一定的环境压力和变化进行自我恢复,是一步一步的缓慢变化过程,而绝非一个短期内能一蹴而就的形象工程。

参考国外湿地恢复的长期计划,基于我国湿地的现状,制订一个长期的恢复计划。例如:美国国会于1948年通过《佛罗里达中南部计划》,提出采取洪水控制、城市供水、防止海水倒灌、保护鱼类等野生动植物的措施,从1974年正式开始,用了整整40年的时间为这片沼泽之上的苍鹭、鳄鱼恢复出一片140万英亩的栖居之地。

他方之土、他方之物需慎借

湿地恢复中的土壤恢复是其中非常重要的一部分。在整个湿地恢复的过程中,为了掩盖一个地方的沙化土地,而借用个别地方的泥炭土的做法时有发生。

在对一个湿地的生态系统结构进行恢复时,必须将可能产生的生态风险降到最低,如果“随意”地借用他方之物,除了有可能会造成当地湿地的“不适宜”,还有可能破坏原有的完整的生态系统结构――这种以“保护”一个地方的生态为目的,以破坏另一个地方的生态系统结构稳定为代价的做法,太过得不偿失,最终只能两败俱伤。

对要恢复的湿地进行调查,针对它的实际情况采取真正适宜的措施,既要治标,还要治本。如:要恢复土壤,如果土壤保水性差就要改变土壤的机械组成,通过物理、生物、化学等方式对本地土壤进行合理改良,使其产生一定的变化,以满足湿地恢复的需求。

湿地恢复的原则

因地制宜原则

如同每个人都有自己的特征一样,每个湿地恢复区也都有自己独特的信息,比如,有些湿地是鸟类迁徙重要的中转站和停歇点,有些湿地有特殊的、其他地方很少见的植物或动物。我们在做湿地恢复时就应该根据这些信息来选择适当的途径,使得恢复目标与今后的发展动态结合。

自我修复原则

湿地生态系统有很强的自我修复能力。比如两块受到破坏的湿地,都充分给予其恢复的环境条件,充足的水、阳光、温度,良好的土壤、地形等等,对一块湿地采取人工种植植物的做法,另一块则任其自然恢复。开始两块湿地会有明显差异,但几年之后,恢复的效果基本相同。这就提醒人们,在人工恢复时一定要将干扰降到最低水平,尽可能利用自然生态系统自己的力量,利用它的自我恢复能力。

生态稳定性原则

湿地生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。抵抗力稳定性指湿地有能力抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状。湿地恢复力稳定性是指湿地有能力在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状。如果一个湿地生态系统受到外界扰动后,能够恢复到它原来的状态,这个系统就是稳定的。

美学原则

湿地自古以来就给人美的享受,在恢复过程中除了注重生态功能方面,也要充分考虑美学的追求。在实施湿地恢复工程时,需为人们提供一个清洁、自然、美观、独特、愉悦心情的湿地景观。

可行性原则

湿地恢复是一项很难的工作,再好的恢复方案也会受到环境条件和技术因素的影响,如在温暖潮湿的气候条件下,湿地的自然恢复速度比较快;而在寒冷和干燥的气候条件下,其自然恢复速度较慢。不同的环境状况,恢复起来花费的时间和效果也不同。在恢复前对其进行全面的可行性评价是湿地恢复成功的保障。

专家和学生对对碰

在准备选题时,一些关心湿地恢复的同学,通过杂志提出了问题,中国林业科学院湿地研究所所长、首席专家崔丽娟教授予以解答。

湿地恢复都要从哪些方面入手?

湿地恢复首先要对恢复区进行评估和调查,了解这片区域历史上是否属于湿地范畴,如果属于湿地则要了解其退化或丧失的原因;然后再从水文要素、植被的分布格局、地形地貌、物种对栖息地的需求等方面入手,对湿地进行恢复。

湿地恢复会给我们带来什么好处?

没有水就没有生命,湿地的恢复可以为人类提供更多的水源、可利用的产品资源,还可以补充地下水,净化水质,调节小气候,为野生动物提供栖息地等。同时,恢复的湿地还是教育和科研的重要场所,是游客旅游观光的好地方。

请问湿地恢复指的是不计任何条件的吗?

湿地恢复要在不危害其他自然环境的情况下进行,在恢复良好自然状态的基础上尽量不增加额外的负面影响。我们在进行湿地恢复时应兼顾周边环境、自身改造方向、改造策略等多方面的因素。

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