黃河某濕地退化機制及廢水生態修復技術研究

思 毅，李 寧

(志丹縣水務局，陜西 志丹 717500)

0 引言

黃河三角洲位于我國山東省東北部，包括濱州市、東營市及其管轄區縣，海洋資源豐富，是我國第二大河口三角洲?！饵S河三角洲高效生態經濟區發展規劃》于2009年12月由國務院批準通過，使黃河三角洲地區成為我國實施國家戰略開發建設的區域之一和新世紀開發建設的重點區域[1-3]。隨著人口的急劇增長和社會經濟的快速發展，生產總值增長迅速，大力開發資源，導致環境和生態問題日益嚴重。以黃河三角洲地區為例，由于人口密度大和資源分布不平衡，加劇了產業結構重工化、沿海化，導致生態系統不堪重負[4-6]?？v觀國家發展的歷程，這種依靠攫取資源的粗放型經濟增長方式不利于經濟的可持續性發展，違背自然規律的發展模式終將會遭到淘汰。高質量的發展模式應為尊重自然、順應自然、保護自然的綠色發展模式，堅持可持續發展。黨的十八大首次提出的生態文明建設的理念要求我們辨證地看待環境與經濟的關系。環境就是財富，良好的環境可以給經濟的發展創造良好的條件。

1 黃河三角洲濱海濕地生態變化

黃河三角洲位于山東省，是我國第二大河口三角洲，呈扇形三角狀。行政區劃包括濱州市的濱城區、開發區和無棣、陽信、惠民、沾化、博興、鄒平縣，以及東營市的東營區、河口區和墾利、利津、廣饒縣，見圖1。總面積17368 km2，其中，濱州市9445 km2，東營市7923 km2。黃河三角洲地區灘涂面積廣闊，具有豐富的漁業和油氣資源，地理優勢顯著。但是，隨著近年來人口的增長和社會經濟的發展，人類行為產生的影響作用于濕地生態環境，使得濕地生態特征不斷的發生改變。其中變化的主要類型為：濕地退化、鹽堿化加劇、濕地生產力下降等。

圖1 黃河三角洲地理位置

2 造紙廢水灌溉生態修復對濕地土壤環境安全的影響研究

2.1 進、出水水質狀況

利用現有長勢均勻的原生蘆葦鹽堿化濕地，構筑蘆葦人工濕地，用造紙廠生物塘出水澆灌。用內徑D=6 cm，高30 cm的金屬采樣器在每塊樣地的10 m、30 m、45 m距離處采集土壤原狀土，過2 mm篩等量混合。土樣經過氫氟酸-高氯酸-硝酸消煮，再由原子吸收分光光度計測定。為防止玻璃器皿對樣品干擾，采用聚四氟乙烯坩堝消解。對用于灌溉的造紙廢水進行監測，金屬離子和部分重金屬進水、出水含量見表1，其中，鎘(Cd)在廢水中沒有檢測到。系統出水濃度均比進水濃度低，表明經過蘆葦濕地系統，可以處理一部分重金屬，減少廢水中的重金屬濃度，對水環境安全有利。

表1 實驗蘆葦生長區造紙廢水重金屬離子分析 單位：μg/mL

2.2 對土壤Na離子的影響

從監測數據可以看出，在本研究區域內，相對于對照樣地，經廢水灌溉過的土壤，Na+有所下降(圖2)，灌溉后的土壤平均Na+降低了32.35%。土壤中Na+離子隨著氣溫的升高而增加，隨著氣溫的降低而降低，這種趨勢在實驗樣地和對照樣地均有明顯表現。可能是因為隨著氣溫的升高，土壤表層蒸發量增大，土壤均有返鹽現象出現。

圖2 土壤中Na+的含量變化圖

2.3 對土壤中重金屬的影響

鑒于造紙廢水的特點，主要研究Zn、Cu、Fe、Mn、Cr、Cd、Ca七種金屬的動態。鉻(Cr)和鎘(Cd)是兩種重要的環境污染物，在土壤環境中具有穩定、累計和不易消除的特點。本次對這兩種重金屬進行監測，結果顯示僅有10月份經廢水灌溉的土壤中鉻(Cr)含量略高于對照樣地外，其余3個月的運行監測中均低于對照樣地，平均Cr的含量也低于對照樣地。在11月份的監測數據中，廢水灌溉的土壤鉻(Cr)較7月份的初始值低，表明利用造紙廢水灌溉修復鹽堿化濕地能夠降低土壤中Cr含量。連續監測土壤中的鎘(Cd)，均未檢出，表明在研究范圍內，沒有受到鎘(Cd)污染。

2.4 對蘆葦生物量分配相關變量的影響

蘆葦對各器官生物量分配格局均為根>莖>葉>穗，但是經過廢水灌溉的蘆葦對莖的生物量分配比未灌溉過的蘆葦有所增加，說明蘆葦在造紙廢水灌溉的情況下，增加地上部分生物量的分配，以增加整個植株的產量(圖3)。

圖3 不同條件下蘆葦根冠比的變化

如圖4所示，在葉重分數(LMF)中，7月～9月期間，葉干物質占植株總生物量的比重變化不明顯，可能由于葉生物量所占植株總生物量的比重不大所致。但10月～11月，經廢水灌溉的蘆葦葉重分數明顯高于對照樣地，表明經廢水灌溉后，蘆葦的生長期有所延長。另外，10月、11月時，部分蘆葦的葉片開始凋零，穗中成熟的種子也開始隨風飄落，可能也是10月、11月中葉和穗所占蘆葦總生物量的比重有所下降的原因之一。

圖4 不同條件下蘆葦葉生物量比的變化

3 黃河三角洲區域生態環境承載力提升對策

3.1 社會經濟發展方面對策

黃河三角洲地區資源是有限的，一旦開采過度、資源枯竭，將直接影響區域的可持續發展。對此為推進區域高質量的發展，應轉變發展方式，從依靠資源能源轉變為依靠科學技術和創新，提高區域的產業綜合競爭力。

(1)對標國際先進行業，提高技術標準，促進新興行業的發展，例如海洋工程、海洋油氣、海洋能、海洋生物制藥等。

(2)優化經濟結構，加大科研力度，引進先進技術和方法，加強國際科學創新合作交流，提升科技研發能力，做好科研支撐與人才培養；將科學技術深入產業，與產業融合，實現供給側改革，做好生產、服務和品質。

3.2 生態環境治理方面對策

良好的生態環境可以提高經濟收入，保護環境具有不可估量的經濟效益和價值。保護生態環境，需要劃定生態紅線，推動綠色發展。

(1)促進環保產業發展。進一步推進傳統能源的清潔化利用，打造綠色建筑，實現設計上的科學合理規劃。同時大力發展綠色經濟，一方面扶植生態金融服務業，打造綠色銀行；一方面培育專業環保骨干企業，把綠色變成經濟發展的資源。

(2)加快生態修復。發展保護國家公園的生態系統保護工作，推動生態紅線區域的生態環境的保護，加強了生態系統的自我修復能力：

(3)建設集監測與預警功能為一體的環境質量監測體系，完善生態環境災害監控預警和應急機制?？茖W設計規劃，優化排污口布局；運用先進科技設備與方法對水質情況、排污口污染物排放量、海洋生物情況等進行實時監測，動態了解生態環境質量及其生物多樣性。

(4)完善監管體制。成立監管小組，嚴格監督管理海洋禁止區和限制區的污染排放；對海洋近海岸、海洋相關河流，實行聯合整治，嚴格實施污染物濃度控制與排放總量控制，加強入海污染物的防治工作。

(5)加大執法力度，加強生態環境的法治管理，嚴厲打擊危害生態系統的違法行為；聯動各相關地區政府部門，協同進行環境監督執法，實現區域資料、數據、信息的共享，跨區域解決環境污染問題。

(6)建立信息共享平臺，及時發布年度環境公報，鼓勵群眾參與監督監管，加大環境保護的宣傳力度，依靠人民群眾共治共建、群策群力，樹立人人有責的觀念，打贏污染防治攻堅戰。

(7)加強科學技術的發展，引導專研生態環境修復技術，助力恢復生態系統健康；科學制定漁業發展規模，開展“放魚養水”，實施漁業資源修復手段，延長產業鏈，促進產業融合發展，形成科學、綠色的發展狀態。

5 結論

利用造紙廢水灌溉生態修復鹽堿化濕地過程中，能夠降低土壤重金屬含量。試驗結果表明，造紙廢水灌溉蘆葦濕地的廢水處理模式是可行的，既能有效處理造紙廢水，同時避免了土壤鹽堿化程度加劇，提高了蘆葦濕地系統的完整性和穩定性。環境承載力涉及到多個學科，如環境科學、生態學、管理學、經濟學等，急需學科之間的交叉融合，需要大量扎實的理論基礎，以實現區域環境承載力的評價分析，應靈活應用多種模型進行動態模擬，并預警可能出現的安全風險問題。