人工濕地系統(tǒng)：修復(fù)環(huán)境的好幫手
■綠色前沿
近日，有媒體報(bào)道，北京部分河流正在遭受污染，地下水也正在遭受污染威脅。
北京立水西橋的清河河段，河邊臭氣刺鼻，河道內(nèi)各種生活垃圾隨處可見(jiàn)，甚至這里還能看到動(dòng)物尸體，河面上還漂浮著楊柳絮。
日前，北京大學(xué)教授林忠平來(lái)到北京周邊考察河道污染情況，并就如何通過(guò)人工濕地系統(tǒng)修復(fù)河道生態(tài)，接受了隨行記者的采訪。
模擬地球濕地生態(tài)系統(tǒng)
“對(duì)于河道生態(tài)修復(fù)下一步要做的工作是什么呢？我想就是模擬地球濕地的生態(tài)系統(tǒng)。”林忠平說(shuō)。
人工濕地系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是充分利用太陽(yáng)的光能，利用綠色生命的光合作用去捕獲太陽(yáng)能來(lái)凈化水體。那么綠色植物真有那么大的本事嗎？
“人工濕地（artificalwetland）是在陽(yáng)光照耀下應(yīng)用水生植物微生物共生的生態(tài)系統(tǒng)促進(jìn)污物降解，并轉(zhuǎn)化為植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)成分。污水可以隨時(shí)進(jìn)入這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。在其下游排出的是不同程度凈化的水。還可依據(jù)需要，建立多層次的選用不同植物的水體凈化系統(tǒng)，獲得凈化與資源化的最佳效益。大面積的人工綠色濕地系統(tǒng)還可容納魚(yú)蝦、昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類……形成生物多樣化的環(huán)境和景觀美好綠色氧吧。”林忠平說(shuō)。
林忠平認(rèn)為，綠色生命之初就是因?yàn)槟軌蚋咝Ю锰?yáng)能制造氧氣、制造多種多樣的營(yíng)養(yǎng)品,才使得地球生命繁衍起來(lái)，如今面對(duì)環(huán)境污染的許多問(wèn)題，還得依靠綠色植物來(lái)修復(fù)污染的環(huán)境。
有人說(shuō)植物生長(zhǎng)慢，可以做化學(xué)修復(fù)。“我想，不是所有的事情都可以圖快的，一種藥劑倒下去，見(jiàn)效雖快，但是要看能否長(zhǎng)久和穩(wěn)定地解決問(wèn)題，許多污染事件的發(fā)生就是只講快捷所致。”林忠平說(shuō)。
而人工濕地生態(tài)還可以用人工筑成水池或溝槽，底面鋪設(shè)防滲漏隔水層，在其中種植蘆葦、菖蒲一類水生植物，加上睡蓮一類的浮水植物和狐尾藻等沉水植物，也包括做成種植水生植物的浮床增加河流和湖面的景觀，在有嚴(yán)重污染的水進(jìn)入時(shí)可適當(dāng)添加菌劑。在北方冬季還可模擬陽(yáng)光溫室，其中有控制水流進(jìn)出的系統(tǒng)，讓水生植物在容器或水池中生長(zhǎng)，通常流出來(lái)的水適用于廁所沖洗、園林灌溉、道路保潔、城市噴泉等。
太陽(yáng)能水生生物系統(tǒng)適合社區(qū)
如何在提高工農(nóng)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，又能維護(hù)地球生態(tài)系統(tǒng)的健康循環(huán)？如何將人類的聰明才智用于高端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，也用于環(huán)境改善的新技術(shù)的研發(fā)與利用？這是林忠平常常思考的問(wèn)題。
一種稱為太陽(yáng)能水生生物系統(tǒng)（solaraquaticsystem,SAS）已經(jīng)在國(guó)外某些城鄉(xiāng)污水凈化中得到很好的利用。它模擬濕地系統(tǒng)中水體自然凈化的過(guò)程，在光能的驅(qū)動(dòng)之下使廢水流經(jīng)一系列曝氣的、長(zhǎng)著水生植物的水池，得到逐級(jí)凈化，水質(zhì)達(dá)到國(guó)家一級(jí)和二級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。池內(nèi)的植物群落和好氧微生物在協(xié)同作用之下，有害成分被降解，固形物被減少，廢水經(jīng)過(guò)這種處理可用于農(nóng)田和園林綠化的灌溉之用。
“這種水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)是價(jià)格低廉，適合社區(qū)和某些產(chǎn)業(yè)部門的環(huán)境美化和循環(huán)用水，提高了廢水循環(huán)利用的次數(shù)。”林忠平說(shuō)。
看到一條環(huán)城的河流由于富營(yíng)養(yǎng)化，生長(zhǎng)出許多綠藻和藍(lán)藻，“我建議可以施加食藻菌，可以在河流上做幾個(gè)水生植物的浮床，岸邊種一些挺水的可以賞花的植物，這樣水域的景觀是很美的，水質(zhì)凈化到一定程度之后魚(yú)蝦等動(dòng)物也能生長(zhǎng)，水體里也形成了多樣化的生物世界。”林忠平說(shuō)。
“為了增加水體中好養(yǎng)菌類和魚(yú)類的生長(zhǎng)，還可以安裝太陽(yáng)能板，轉(zhuǎn)化電能來(lái)驅(qū)動(dòng)水體流動(dòng)和添加池塘里的噴水和曝氣的設(shè)施。”林忠平說(shuō)，污水進(jìn)水時(shí)可有個(gè)粗的過(guò)濾，植物及其所帶的微生物在凈化處理后從上層水流出，底層可能有沉積物，可以定期清理。
植物能同其他生物建立協(xié)同關(guān)系
有人說(shuō)植物真有那么大的作用嗎？
“單一的物種未必有那么強(qiáng)大的力量，但是植物會(huì)同環(huán)境中其他生物建立協(xié)同互助的關(guān)系。探索植物與微生物的密切關(guān)系，不僅關(guān)注土壤根際微生物，還著力研究植物皮層之下的內(nèi)生菌，這些內(nèi)生菌不僅有助于植物從外界獲得營(yíng)養(yǎng)成分，還有利于寄主植物去適應(yīng)急劇變化的環(huán)境。”林忠平說(shuō)。
植物中有一種共生受體激酶基因，它負(fù)責(zé)調(diào)控寄主和共生菌之間的信號(hào)交流，不同的植物會(huì)選擇自己需要的微生物，不同的微生物同多種植物形成一定的生態(tài)群體，這樣它們?cè)诮到饣蚋患畚镞^(guò)程中就有了巨大的潛力。
“有人看不起野草，其實(shí)就是這些卑微的生命在悄悄地做著凈化水體，修復(fù)大地的工作，在陽(yáng)光下大樹(shù)和小草都在靜靜地為大氣制造氧氣。”林忠平說(shuō)。
如今，塑料垃圾越來(lái)越多，多年來(lái)人類發(fā)現(xiàn)土壤里有降解塑料的細(xì)菌，塑料分解之后生成的有毒成分BCP也有賴微生物去分解。而腐植酸是土壤肥力的重要成分，在做菌肥生產(chǎn)的時(shí)候就要關(guān)注腐植酸形成過(guò)程中微生物的作用，也要關(guān)注土壤污染中的生物修復(fù)。
“地球的空間是有限的，許多人關(guān)注的是修路、蓋樓房，用越來(lái)越多的洋灰水泥覆蓋地面。我希望建設(shè)者們多給綠色生物留點(diǎn)生存的空間，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是不可疏忽的。”林忠平說(shuō)，近年的研究表明可以選育去污能力很強(qiáng)的植物和微生物去修復(fù)環(huán)境，還可利用基因技術(shù)提高植物和微生物修復(fù)環(huán)境的能力。
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