红树植物修复滩涂海水养殖湿地多氯联苯的效应与机理中文摘要

多氯联苯（PCBs）在我国近岸海域中广泛存在，不但具有致癌、致畸、致突变作用，而且是内分泌干扰物，能通过食物链富集，对人类健康具有长期、广泛和潜在的危害，因此修复滩涂海水养殖湿地中的PCBs已成为当务之急。本项目拟通过野外监测滩涂海水养殖湿地中的PCBs含量，对其进行生态风险评价；室内模拟研究PCBs对红树植物的毒性效应，筛选出修复PCBs的高效红树植物，探讨红树植物修复PCBs的机理；分析红树植物净化养殖湿地中PCBs的效应。.本研究对红树植物-PCBs相互作用规律的认识具有重要的理论价值；对于保障我国海产品生态安全、提高国民健康水平、在保障正常的滩涂海水养殖的同时有效修复PCBs的污染具有重大的现实意义；应用红树植物修复净化水产养殖湿地的PCBs污染，不仅成本低、不耗能，还不会产生二次污染，对发展我国环境保护技术有重要的推进作用，该技术的成功和推广应用可推动我国海水养殖业的健康发展。 2100433B

通过对原生红树林、养殖虾塘和鸭塘、废弃虾塘表层土壤中全氮、全磷、全钾、土壤微生物总DNA以及土壤有机碳指标测定，得到养殖对红树林湿地土壤的影响以及红树林恢复对废弃虾塘土壤的修复作用。结果显示:原生红树林中的全氮和土壤有机碳含量较高；废弃虾塘A的全氮和废弃虾塘B的土壤有机碳最低；全磷含量在鸭塘最高，在废弃虾塘B最低；全钾在废弃虾塘A中的含量较其他4个样地高，最低值为鸭塘；土壤表层微生物总DNA浓度为鸭塘最高，废弃虾塘A最低；土壤C/N随着土壤微生物总DNA的升高而降低。植被恢复后，废弃虾塘土壤中土壤有机碳、全氮升高，全钾逐渐下降，而全磷变化较大，且这4个指标总体逐渐接近原生红树林中相应指标值。说明废弃虾塘植被恢复后，土壤性质逐步接近原生红树林土壤，红树林对废弃虾塘土壤有修复功能 。

SS的去除主要靠物理沉淀、过滤作用，BOD的去除主要靠微生物吸附和代谢作用，代谢产物均为无害的稳定物质，因此可以使处理后水中残余的BOD浓度很低。污水中COD去除的原理与BOD基本相同。

N、P去除人工湿地主要利用生物脱氮及植物吸收方法。

作用机理：对污染物的去除与影响物理沉淀可沉淀固体在湿地中重力沉降去除、过滤，通过颗粒间相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固体被阻截而去除；化学微生物代谢：利用悬浮的底泥和寄生于植物上的细菌的代谢作用将悬浮物、胶体、可溶性固体分解成无机物；通过生物硝化-反硝化作用去除氮；部分微量元素被微生物、植物利用氧化并经阻截或结合而被去除。自然死亡：细菌和病毒处于不适宜环境中会引起自然衰败及死亡，植物植物代谢利用植物对有机物的吸收而去除，植物根系分泌物对大肠杆菌和病原体有灭活作用植物吸收相当数量的氮和磷能被植物吸收而去除，多年生沼泽生植物，每年收割一次，可将氮、磷吸收、合成后分移出人工湿地系统。

1.湿地基质的过滤吸附作用

污水进入湿地系统，污水中的固体颗粒与基质颗粒之间会发生作用，水流中的固体颗粒直接碰到基质颗粒表面被拦截。水中颗粒迁移到基质颗粒表面时，在范德华力和静电力作用下以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下，被粘附与基质颗粒上，也可能因为存在絮凝颗粒的架桥作用而被吸附。 　此外，由于湿地床体长时间处于浸水状态，床体很多区域内基质形成土壤胶体，土壤胶体本身具有极大的吸附性能，也能够截留和吸附进水中的悬浮颗粒。 　物理过滤和吸附作用是湿地系统对污水中的污染物进行拦截从而达到净化污水的目的的重要途径之一。

2. 湿地植物的作用

植物是人工湿地的重要组成部分。人工湿地根据主要植物优势种的不同，被分为浮水植物人工湿地，浮叶植物人工湿地，挺水植物人工湿地，沉水植物人工湿地等不同类型。湿地中的植物对于湿地净化污水的作用能起到极重要的影响。

首先，湿地植物和所有进行光合自养的有机体一样，具有分解和转化有机物和其他物质的能力。植物通过吸收同化作用，能直接从污水中吸收可利用的营养物质，如水体中的氮和磷等。水中的铵盐、硝酸盐以及磷酸盐都能通过这种作用被植物体吸收，最后通过被收割而离开水体。

其次，植物的根系能吸附和富集重金属和有毒有害物质。植物的根茎叶都有吸收富集重金属的作用，其中根部的吸收能力最强。在不同的植物种类中，沉水植物的吸附能力较强。根系密集发达交织在一起的植物亦能对固体颗粒起到拦截吸附作用。

再次，植物为微生物的吸附生长提供了更大的表面积。植物的根系是微生物重要的栖息、附着和繁殖的场所。相关文献表明，植物根际的微生物数量比非根际微生物数量多得多，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。

最后，植物还能够为水体输送氧气，增加水体的活性。

由此可见，湿地植物在控制水质污染，降解有害物质上也起到了重要的作用。

3. 微生物的消解作用

湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。好氧微生物通过呼吸作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细菌将硝态氮还原成氮气，等等。通过这一系列的作用，污水中的主要有机污染物都能得到降解同化，成为微生物细胞的一部分，其余的变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。

此外，湿地生态系统中还存在某些原生动物及后生动物，甚至一些湿地昆虫和鸟类也能参与吞食湿地系统中沉积的有机颗粒，然后进行同化作用，将有机颗粒作为营养物质吸收，从而在某种程度上去除污水中的颗粒物。

红树植物的用途很多。人们把它称为具有保护海岸和滩涂，滋养鱼、虾、蟹，用于建材、制药、造纸、制革、抗污染等多种用途的海滨之宝。