维普资讯 http://www.cqvip.com 山东农业大学学报（自然科学版），２００６，３７（２）：２７６～２７８ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） 马踏湖区的污染及治理方法研究 王 坤 （山东大学生命科学院，山东泰安２５０１００） 摘要：马踏湖区为省级生态功能保护区，位于淄博市内。随着经济的发展，湖区受生活污水、工业废水及养殖废水 的污染日趋严重，为达净化汗水之目的，换湖区本来之面貌，本研究利用湿地强大的去污能力，采用人工湿地和自 然湿地相结合的方法，设置了一个具有生态恢复和生态净化功能的工程体系。 关键词：马踏湖；污染；治理；湿地 中圉分类号：Ｘ５２４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—２３２４（２００６）０２—０２７６一ｏ３ ＴＨＥ ＰｏＬＬＵＴＩＩ＇Ｎ ＳＩＴＵＡＴＩｏＮ ＡＮＤ ＭＡＮＡ（ ，ＭＥＮＴ ｏＦ ＭＡＴＡ ＬＡＫＥ ＷＡＮＧ Ｋｕｎ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ ２５０１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｚｉｂｅ ｃｉｔｙ，Ａａｔａ ｌａｋｅ ｉｓ ａ ｐｒｏｖｅｉｎｃｉａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｏｒａｔｅ，ｉｎ ｒｅｃｅｎ ｙｅａｒ ｉｔ ｉｓ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｈｅａｖｉｌｙ ｂｙ ｄａｔｏ－ ｌｉｖｉｎｇ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｗａｔｅｒ，ｉｎｏｈｃｓｔｒｉａｌ ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｆｉｓｈｉｎｇ ｐｏｌｌａｔｅｄ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｕｅ ｔｈｅ ｐｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍ，ａｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎ ｐａｒｉｔｌｃａｔｉｏｎ ｓｕｎｃｆｉｏｎｓ Ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍａｔａ Ｌｇｋｅ，ＰｏＵｕｆｉｏｎ，Ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ，Ｗｅｔｌａｎｄｓ 马踏湖位于淄博市内，东西长１２ｋｍ，南北宽８ｋｍ，方圆９６ｋｍ ，是山东省著名风景名胜区，被列为省级 生态功能保护区。湖中物种丰富，有水生植物５Ｏ余种，鸟类１００多种，鱼类２０多种，从岸边到湖区，形成 了乔、灌、芦、荷、浮萍多种层次的植物景观和鸟、兽、鱼、虾、蟹、贝类各种习性的动物有序分布、结构合理的 生态湿地类型。 １污染现状 近些年来，经济建设中人们忽视了对环境的保护，越来越多的污水未经任何处理就直接排人湖区，从 而使原本清澈见底的马踏湖污染严重，部分湖水变脏变臭，湖中鱼虾数目大大减少。水污染使马踏湖局部 湖面变成臭湖，使该地区的生态平衡受到极大的破坏。 湖区污染主要来自生活污水、工业废水、养殖废水，这些污水大部分未经处理就直接排人河道注入马 踏湖。未经处理的污水含有多种有害物质，如重金属、过量的氮、磷等。重金属污染能破坏水生生态系统， 危害水生生物，并通过食物链对人体造成危害。如Ｈｇ经微生物转化能形成毒性更大的甲基汞，通过食物 链在鱼、贝类机体中浓缩，人类食用后健康将受到威胁。重金属对水生植物的影响主要体现在叶绿素ａ含 量、光合作用效率、群落结构和生物多样性改变等方面。植物生理特征也受重金属污染干扰，研究表明， ｃｄ浓度超过０．１ｍｇ／ｋｇ的培养液将引发小白菜侧根数目减少、分枝程度降低、根系生物量和体积下降、营 养物质吸收能力减弱和游离氨基酸积累等¨．２Ｊ。氮和磷是水生生物必需的营养物质，但过量的氮、磷则会 造成水体富营养化，富营养化水体大量消耗溶解氧，释放硫化氢，使水生动物难以生存。在湖区受污染水 体中，嗜清水水生生物消失，耐污种类成为优势种。实验表明，富营养化水培条件下紫露草（Ｔｒａｄｅｓｃａｎｔｉａ ｒｅｌｆｅｘａ）与吉祥草（Ｒｅｉｎｅｃｋｉａ ｃａｒｎｅａ）长势较好，其平均蒸腾速率（Ｔｒ）对光照强度（Ｌ）和温度（Ｔ）的响应均 收稿日期：２００５—０６—２５ 作者简介：王 坤（１９８５一 ），男，在山东大学生命科学院重点人才培养基地从事研究工作． 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 王坤：马踏湖区的污染及治理方法研究 ・２７７・ 高于对照土培条件 引。这破坏了湖区原有的生态平衡，恶化了环境。 ２治理方法 针对湖区特点，可采用一套具有生态恢复和生态净化功能的工程体系 。此体系可根据植物生长区 域不同分为浮游植物区、挺水植物区和沉水植物区。利用不同种类植物在水中的生活区域及代谢性状不 同，吸收水体中的特定污染物质。由不同种类植物构成的生物群落协调作用，提高系统的自净化能力和稳 定能力，对提高湖泊水质会发挥重要作用 Ｊ。 ２．１浮游植物区 采用北方多数湖泊常见并易生长的浮水植物如小叶浮萍，它具有很强的生长适宜性，是污染物的第一 道屏障，对污水起到粗过滤作用。浮水植物强烈的光合作用，产生大量的氧气，提高湖水中氧气的含量，有 效的抑制了湖水富营养化。为下一步芦苇区的去污净化作用提供丰富的氧气。而且浮游植物还有一定的 经济价值，可作为饲料。此外，小叶浮萍还有阻滞水中漂浮物，吸附水中悬浮颗粒的作用。 ２．２挺水植物区 马踏湖区生长着大量的芦苇等挺水植物，设立此层作为去污的核心区域。在芦苇生长区内，湿地具有 良好的去污能力，主要表现在：①营养物质被微生物和植物吸收；②有机物矿质化；③溶解营养物质，扩散 并进行沉积；④悬浮颗粒的沉降 。 芦苇区的湿地设计采用人工湿地和自然湿地相结合的方针。人工湿地有更强的去污能力，而建造人 工湿地需要资金投入，因此在保证出水水质的前提下，将人工湿地与自然湿地有效结合起来既充分利用了 湿地资源，又节省了资金。芦苇区剖面采用垄沟结构，垄上种以芦苇、菖蒲，建成表面流型湿地；垄沟内铺 以细沙和碎石，建成渗透型湿地。垄沟两个区的面积比为１：２。这种垄沟结构的设计有以下优点： （１）垄沟结构有利于增加水流在湿地内的滞留时间，降低水流在湿地内的流速，从而达到沉淀悬浮颗 粒、污水中的杂质的目的。 （２）垄埂上是表面流型湿地，垄沟内是渗透型湿地。渗透型人工湿地主要用来降低水中的氨氮含量 指数 】。渗透型湿地为厌氧微生物提供一个厌氧环境，硝化细菌、反硝化细菌利用硝化作用、反硝化作用 将Ｎ、Ｐ转化为铵离子、根离子、磷酸根离子，以无机盐形式被芦苇等植物吸收或生成沉淀，垄埂上的 表面流型湿地，由于芦苇根部的吸收和呼吸作用以及微生物的分解作用，水中的大部分有机质被除去， ＢＯＤ、ＣＯＤ大幅降低，而且硫化物等形成矿物质，沉淀于湿地中 渗透性湿地与表面流型湿地的结合使水流速度减慢，容易变质形成死水，而且人湖河流污染物的构成 并不是恒定的，季节水量变化较大，如果仅采用一种静态设计将对人工湿地处理污水的能力和效率产生不 利影响，所以在剖面结构的基础上，对人工湿地的平面结构做出一个动态结构设计：在河口处建立监测站， 根据人湖水质的变化情况对湿地做出动态调整：马踏湖区主要的人湖河流是朱龙河，平时水量大小适度， 污染物组成较为均匀时，使水均匀从表面流型湿地和渗透型湿地中流过，最后注入自然湿地；如果污染物 中氨氮含量较高时，可使水流沿最大路径流经渗透型湿地，这是利用渗透型湿地较强的去除氨氮污染物的 能力，使水流中的氨氮污染物得到分解和吸收；夏秋季节，河流中污水流量超过了人工湿地所处理水量的 限度，使大量污水滞留于人工湿地，影响处理污水的效果，而在河口两旁的自然湿地也有很强的自净作用， 使超量的污水通过人工湿地两侧与自然湿地的边界进入自然湿地中得到净化。这样既充分利用了湿地资 源，也解决了污水处理问题。设置人工湿地的目的就是通过芦苇等植物将湖水中积累的营养富集，进而净 化污水。因此次区域中的芦苇等物质要定期收割，将富集的营养出去，从而达到循环去污的目的【ｓＪ。 ２．３沉水植物区 沉水植物将对湖水作最后的净化处理。也对系统起到缓冲调节作用。采用扎根沉水植物如菹草，以 增强湿地容积，增加系统滞留时间，提高湿地承载负荷，滤去悬浮物大颗粒，增加水中氧气量，此外沉水植 物也为鱼类提供了丰富的饵料资源，在该区内大力发展网箱养鱼，发挥生态系统的经济效益。 湿地被誉为“地球之肾”，是地球上具有多种功能的独特生态系统，是自然环境中自净能力很强的区 维普资讯 http://www.cqvip.com ・２７８・ 山东农业大学学报（自然科学版） 第３７卷 域之一，尤其是人工湿地。它利用生态系统中物理、化学、生物三重协调作用，通过过滤吸附、沉淀、植物吸 收、微生物降解来实现对污染物质的高效分解与净化。其强大的去污能力朱棣等 。 已做出研究，效果明 显。因此推荐马踏湖应用人工湿地自然湿地相结合的方法来进行除污。 通过治理，可预期马踏湖区的污染得到一定的遏制，生态环境得到相应的改善，使马踏湖继续发挥其 调整当地气候、保证生态平衡的作用。 参考文献 ［１】宋碧玉，王建。曹明明等．利用人工围隔研究沉水植被恢复的生态效应［Ｊ】．生态学杂志，１９９９，１８（５）：２ｌ一２４ ［２】秦天才，吴玉树，王焕校等．镉、铅及其相互作用对白菜根系生理生态效应研究［Ｊ】．生态学报，１９９８，１８（３）：３２１—３２７ ［３】朱棣，聂晶，王成等．以山东省南四湖为例：一种新型的人工湿地生态工程设计［Ｊ】．生态学杂志，２００４，２３（３）：１４４—１４８ ［４】李晓文，肖笃宁，胡远满．辽河三角洲滨海湿地景观规划预案设计及其实施措施的确定［Ｊ】．生态学报，２００１，２１（３）：３５３—３６４ 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