兰州黄河银滩湿地公园生态效益的评定--水体净化功能指标分析

RESOURCESENVIRONMENTANDDEVELOPMENTNO．1．2009

兰州黄河银滩湿地公园生态效益的评定—水体净化功能指标分析——

曹静娟马晖玲

（甘肃农业大学草业学院，甘肃兰州，730070）

摘要：对水体净化功能的强弱是评定湿地公园生态效益的一个重要指标.在兰州黄河银滩湿地公园中，对两个选定采样点（①污水入口，②污水出口）水样的DO（溶解氧）、BOD5（五日生化需氧量）、CODCr（化学需氧量）三个可以衡量水体污染程度的指标进行了测定和分析.结果表明：（1）DO①＝0mg/LBOD5②＝66.25mg/L；CODCr①＝342.40mg/L>CODCr②＝176.20mg/L.DO越低，表明污染越严重；而BOD5、CODCr越高，意味着污染越严重.由数据结果显示该湿地公园对污水有一定的净化作用；（2）BOD5②＝66.25mg/L>BOD5标准=60mg/L；CODCr②＝176.20mg/L>CODCr标准=120mg/L，与Ⅲ级排放标准相比，表明该湿地公园还需采取一定的措施加以改进，使净化效果更为显著，如可增种各类挺水、漂浮植物（灯心草，凤眼莲等）.综上可评定该湿地公园的生态效益为良.

关键词：净化功能；生态效益；水生植物；DO；CODCr；BOD5

所谓“湿地公园”是指“以具有显著或特殊生态，文化，美学和生物多样性价值的湿地景观为主题，以保护湿地生态系统完整性，维护湿地

生态过程和生态服务功能，并在此基础上以充分发挥湿地的多功能效益，开展湿地合理利用为宗旨，供公众浏览、休闲或进行科学、文化和教育活动的特定湿地区域”．从它的定义中，我们可以出湿地公园主要是围绕“生态保护”展开的，正因此如此，它又被称为“生态公园”．

黄河银滩湿地公园位于兰州市安宁区北滨河路西端银滩大桥北段的东西两侧，于07年5月10日正式对外开放．在该湿地公园，建造者将“生态保护、湿地保护”作为其建园的宗旨和目标，专门设立了生态保护区域为其规划设计中的四个功能区之一．然而，黄河银滩湿地公园的生态效益究竟如何？通过怎样的指标进行评定呢？

基于湿地的“传统”特性－—对地表水的净化与调节功能，作者对黄河银滩湿地公园进行了多次调查．通过调查发现，在湿地公园生态保护区域范围内，公园东门口附近有一污水排入口（此处与湿地出水口的直线距离约200米），可见，对污水的净化处理是设计者在设计理念中考虑并期望该湿地公园能够达到的目标和效果，结合此公园的四个功能区的划分和多次调查分析，作者认为对污水净化处理功能的强弱是评定该湿地公园生态效益的一个最主要衡量指标．关于湿地可降解污染与净化水质的功能已经有许多学者进行了具体研究证实，湿地也因此有了“地球之肾”的美誉．而银滩湿地公园也被形象地称为兰州市第一片人造“肺叶”．本文将对黄河银滩湿地公园水体净化处理功能进行一测定和分析，进而间接评定该公园生态效益的优劣．

1研究内容与方法

1.1总体研究思路

本研究设定两个水样采集点：样点①，公园东门口附近，距污水排入口约两米远，与前面湖水水流的交汇处（以避免在污水排入口处直接采集造成因交汇处由于自然稀释和降解而造成的比较误差）；样点②，湿地出水口附近．对两处水样的DO（溶解氧）、BOD5（五日生化需氧量）、CODCr（化学需氧量）三个可以衡量水体污染程度的指标进行测定，将两水样三个指标的数据结果（并结合排放标准的数值）进行比对分析，得出最终的评定结果．

1.2水样采集

1.2.1水样采集地状况

样点①处，水质浑浊呈浓重的黑褐色，且有浓烈刺鼻的臭味，从远出看，水面上有一油污层及些许水藻类漂浮物，沿边水生植物（芦苇）茎下端齐水面处集结了一层黑绿色浊物．据调查，该处污水来源于餐饮店废水，冲厕洗浴等汇入下水道的生活污水；样点②处，该处水质由于部分水藻及腐殖质的存在，呈黄绿色．

1.2.2水样采集时间

5月21号下午6点半对样点①处水样进行采集，考虑到排放的污水水质均一性可能存在差异，并结合水流速度及样点①②两处的水流曲线距离（400米～500米），于5月22日上午7点半对样点②处水样进行采集．

1.3水样检测指标的测定

资源环境与发展

1.3.1溶解氧（DO）

本次测定对象为生活污水，采用修正的碘量法一叠氮化钠修正法．2009年第1期

测定过程概要：向密封水样中加入1.0mLHF（40%）（掩盖Fe3﹢），1.0mLMnSO4，2.0mL碱性KI-NaN3（排除NO2-的干扰），至棕色沉淀降至瓶底时加入2.0mL3mol/LH2SO4，沉淀溶解至溶液呈淡黄色时，吸取100mL上述水样于锥形瓶中，加入1.0mL淀粉溶液，用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色褪去，记录Na2S2O3的用量（V）．DO值由计算式（1）求得．（注：Na2S2O3的浓度由K2Cr2O7标准溶液滴定得到）

DO（mg/L)=CV×8×1000

100(水样体积）

8—氧（1O）的摩尔质量，g/mol1.3.2五日生化需氧量（BOD5）（1）式中：C—Na2S2O3标准溶液的浓度，mol/L；V—滴定水样时Na2S2O3标准溶液的用量，mL；

测定过程概要：由1.3.1的测定结果发现，样点①处水样无法测得DO值，DO≈0mg/L，所以需要对水样进行稀释处理，以降低水样中有机物的浓度保证培养液在培养过程中有足够的氧可以利用．稀释水的溶解氧量最终调配为

8.53mg/L（在稀释水的配制过程中加入了少量MgSO4，FeCl3，KH2PO4，以保证稀释水在培养过程中微生物的无机营养需求，同时加入1mL样点②处水样进行接种处理，来保证稀释水在培养过程中有一定量的微生物存在）．取两份平行水样，由表《BOD5与试验稀释比》调试确定稀释比例，对两平行水样进行相同的稀释处理，一份测其最初的DO值，一份放入20℃恒温箱，5天后测其DO值．同时，对稀释水也进行相同的培养处理，测定两个DO值．BOD5值由计算式（2）求得．

BOD5（mg/L)=（D1-D2）-（B1-B2）f12（2）

式中：D1—稀释后水样培养液在培养前的溶解氧量，mg/L；D2—稀释后水样培养液在培养5天后的溶解氧量，mg/L；B1—稀释水在培养前的溶解氧量，mg/L；B2—稀释水在培养5天后的溶解氧量，mg/L；f1—稀释水在培养液中所占的比例；f2—水样在培养液中所占的比例

1.3.3化学需氧量（CODCr）

测定过程概要：向50mL水样中加入10.00mLK2Cr2O7标准溶液，30mL浓H2SO4，以亚铁灵为指示剂，用标准溶液

··滴定溶液由黄色经蓝绿色至红褐色，记录[FeSO4(NH4)2SO4]的用量（V1）；用蒸馏水代替水样做空白对比实验，记录

·（NH4）2·[FeSO4SO4]标准溶液的用量（V0）．CODCr值由计算式（3）求得。

CODCr（mg/L)=（V-V）×C×8×1000（3）50（水样体积）

式中：C—[FeSO4·（NH4）2··（NH4）2·SO4]标准溶液的浓度，mol/L；V0—空白样滴定时[FeSO4SO4]标准溶液的用量，

·（NH4）2·mL；V1—水样滴定时[FeSO4SO4]标准溶液的用量，mL

2结果与分析

2.1DO值

水中溶解氧含量受两种作用的影响：一是使DO下降的耗氧作用，包括好氧有机物降解的耗氧和生物呼吸耗氧；二是使DO增加的复氧作用，主要有空气中氧的溶解，水生植物光合作用产氧后通过通气组织向下的输送释放．当水体受还原性物质等有机物的污染时，由于发生化学或生物化学作用，DO含量会因被消耗而降低，如果水体的复氧速率赶不上耗氧速率，溶解氧可能为零，因此水中的DO量可以作为衡量水体受污染程度的一个重要指标．DO值越低，表明污染越严重。

测定结果如表1所示，DO②＝2.36mg/L＞DO①＝0mg/L，表明湿地公园中的水生植物对提升水体的含氧量有一定的作用。

2.2BOD5值

BOD是一个表示在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中的有机物消耗游离态氧数量的值（mg/L）．具

表1溶解氧测定实验中数据结果记录项目

用Na2S2O3的量（mL）样点1样点2体来说，BOD是一个用培养前后水体中溶解氧量的差来衡量水中可被微生物分解的有机物数量的值，因而能够用来衡量水体受有机污染物污染的程度，是

一个间接衡量值。-01.182.36DO（mg/L）

RESOURCESENVIRONMENTANDDEVELOPMENTNO．1．2009表2

项目

培养液培养前的溶解氧量（mg/L）

培养液培养后的溶解氧量（mg/L）

稀释水占培养液的百分比（%）

水样占培养液的百分比（%）

稀释水培养前的溶解氧量（mg/L）

稀释水培养后的溶解氧量（mg/L）五日生化需氧量测定实验中数据结果纪录样点1样点2一般有机物在微生物作用下，其降解过程可分为两个阶段．第一阶段是将有机物转化为CO2，NH3，H2O；第二阶段是氨进一步在亚硝化细菌和硝化细菌的作用下，转化为亚硝酸盐和硝酸盐的硝化过程．而BOD指的是第一阶段生化反应的耗氧量．由于微生物分解有机物的速度和程度同温度时间有关，（最适温度为15~30℃），因而将培养温度定

为20℃．根据实际经验发现，经五天培养后

测得的BOD约占总BOD的70~80%，所以5.831.089828.538.28225.257.352.05928BOD5（mg/L）66.25

表3化学需氧量测定实验中数据结果纪录

项目

水样中耗[FeSO4·（NH4）2·SO4]的量（mL）

空白实验蒸馏水中耗[FeSO4·（NH4）2·SO4]的量（mL）样点1样点2BOD5能够代表水中有机物的耗氧量，能反映水体的污染程度，BOD值越高，表明污染越严重。测定结果如表2所示，BOD5②＝66.25mg/7.45

93.05

342.4049.00CODCr（mg/L）176.20L

水体中有机污染物的降解有一定的作用。

2.3CODcr值

CODCr是指在一定条件下，氧化单位体积水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L表示。它也是一个衡量水污染的间接指标，具体衡量的是水体被还原性物质（有机物、亚硝酸盐，亚铁盐、硫化物等）污染的程度．CODCr值越高，表明污染越严重。

测定结果如表3所示，CODCr②＝176.20mg/L

3讨论

3.1湿地对污水的净化机理

由表4知，DO②＝2.36mg/L＞DO①＝0mg/L；BOD5②＝66.25mg/L

湿地对污水的净化主要是通过水生植物的作用实现的．研究证明，许多水生植物特别是维管束植物，具有能够大量吸收营养物质，或降解转化有毒有害物质为无毒物质的性质．在废水或受到污染的天然水中种植大量耐污染、净化功能较强的水生植物，能使其通过自身的生命活动将水中的污染物质分解转化或富集到体内，然后通过收割转移而除去，以恢复水域中的养分平衡，同时通过水生植物的光合作用产出氧气向下运输，增加水中溶解氧的含量，从而改善水质，减轻或消除污染．位于英国伦敦湿地中心（LondonWetlandCenter），距白金汉宫20Km，占地4215hm2的一湿地公园，设计者专门设计了让泰晤士河受污染的河水流经种植了芦苇等水生植物的湿地，让浏览者验证河水经芦苇等水生植物作用后变得清澈的成效。

具体而言，水生植物的净水作用有两个方面：一方面为直接净化作用：吸收N、P，吸附富集重金属离子，同时一些大型挺水植物的茎叶以及浮水植物的根还可以减缓水流速度和消除湍流，以达到过滤和沉淀砂粒及有机颗粒的作用；另一方面为间接净化作用：Ⅰ、向根区供氧，调节根区附近的微环境．植物体内具有特殊的通气组织，在压力差的作用下，将植物光合作用产生的氧气，经过植物体内通气组织从地上部分输送至根部并释放到湿地环境中，在植物根区的还原态介质中形成氧化态的微环境．Dunbabin的试验研究表明，栽种植物的湿地系统其根区的氧浓度高于无植物系统．由于供氧作用，在植物根系周围形成一个好氧区域，好氧生物膜对氧的利用使离根系较远的区域呈现出缺氧状态，而离根系更远的区域则呈现出完全的厌氧状态，即在根系周围依次出现好氧区，缺氧区，厌氧区，为根区的好氧，缺氧，厌氧微生物提供了各自适宜的小环境，使不同微生物各得其所，发挥相辅相成的作用，保证污水中的N、P、有机物、还原性物质通过硝化，反硝化，氨化等作用而除去，从而达到降低BOD5、CODCr值的效果．Ⅱ、除了向根区供氧，满足各类微生物的作用外，植物还可以通过根和根系的穿透作用及根与根系的腐烂，增强土质的疏松度，使湿地的水力传导性和通气状况得到加强和维持，从而保证好氧微生物的活动，实现更好的处理效果．据报道，即使较板结的土壤，在2~5年之内，经过植物根系的穿透作用，也可使其水力传输能力和通气状况与碎石、沙砾相

资源环境与发展

表4

样点1

样点2两水样三个测定指标数据结果汇总2009年第1期当。CODCr（mg/L）342.40176.20

120DO（mg/L）BOD5（mg/L）综上，植物对污水的净化功能是植物直接吸收和间接影响微生物作用的综合结果。在黄河银滩湿地公园中，自污水排入口至湿地出水口，沿途水岸边种植了芦苇及部分小香蒲．

研究显示，芦苇对CODCr的降低效果最佳，对N、P的

去除率也有很高。原因在于芦苇的根系发达，有许

多不定根悬浮于水体中以提供较大的微生物附着无法测出（≈0）225.252.36-66.2560Ⅲ级排放标准[3]注：评定水质的重要指标还有氨氮（NH3-N），总N，总P等，但由于时间和实验条件所限未测。

面积，同时其根区又有较强的泌氧能力，为植物表面附着的微生物和水中悬浮的微生物发生生物化学作用，分解有机污染物提供了最适宜的环境条件。

3.2增强银滩湿地公园污水净化效果的几项措施

由表4还知，BOD5＝66.25mg/L＞BOD5标准=60mg/L，CODCr＝176..20mg/L＞CODCr标准=120mg/L，可看出湿地出水口处的BOD5、CODCr指标与Ⅲ级排放标准相比还有一定的差距，说明黄河银滩湿地公园虽然对污水有一定的净化作用，但仍需采取一定的措施加以改进。

通过对黄河银滩湿地公园的详细调查，分析可能存在的原因，作者提出以下几项措施，供相关部门在湿地公园进一步的完善工作中予以参考。

3.2.1增种几种挺水植物

据观测：从样点①到样点②，沿途水生植物种类较单调（只有芦苇配合部分小香蒲），而据大量研究表明，混合栽种多种植物与单一（少数物种）栽种相比，植物生长更快，对污染物的净化效果更好（因为不同湿地植物的根系泌氧能力和对N、P吸收性能不同，物种混栽可以相互弥补各自的不足，从而实现更好的去污效果），因此可增种菖蒲，灯心草，水冬麦等挺水植物．研究显示：灯心草可使CODCr的降低率达42~46%；Adcock等研究了水冬麦和芦苇两种人工湿地植物，结果表明水冬麦因具有明显发达的根系和较高的地下生物量，对N、P的去除效果为芦苇的5倍。

3.2.2增加凤眼莲等几种漂浮植物

观测发现：该区段尚无漂浮植物或沉水植物的栽种，对于不同生活型的水生植物，普遍认为漂浮植物对污水的净化能力强于挺水植物，所以可增种凤眼莲、睡莲等漂浮植物及部分菹草等沉水植物．有关研究显示，凤眼莲是已知的治污最佳的水生植物，每天每㎡可去除N9.92Kg，P2.94Kg，对重金属也有一定的富集作用，富集倍数为几十倍，几百倍，甚至上千倍．但应注意控制其扩展繁殖速度，以防其过度繁盛因腐烂造成二次污染而加重水体的富营养化水平。

3.2.3借鉴人工湿地治污机理，改变水生植物生长基质

以煤渣，卵石为底层，上层铺有泥沙的结构做为水生植物的生长基质．在卵石表面会因吸附许多微生物而形成大量的生物膜，它们协同分布于植物的根系周围，利用构成的“基质—微生物—植物”这个复合生态系统的物理，化学，生物的三重作用来净化水体中的污染物。

3.2.4其他措施

延长样点①至样点②两点间的距离，如可将排污点适当前移，以延长水流在湿地中的停留时间（同时增种的各种沉水、漂浮植物也可通过减缓水流速度来延长水流在湿地中的停留时间）．研究显示，长的停留时间可提高P的去除率。

4结论

由对可反映黄河银滩湿地公园生态效益的重要指标—湿地对水体净化处理功能的测定结果，最终评定该湿地公园的生态效益为良。因而仍需进行多方面探究，分析原因积极改进，以期实现更好的生态效益。

参考文献

[1]刘国强.我国湿地公园规划建设管理问题的思考[J].湿地科学与管理，2006，（3）：21－24

[2]蔡述明，王学雷，杜耘，等.中国的湿地保护[J].环境保护，2006，（2）：24－29

[3]陈朝东.水环境监测技术问答[M].北京：化学工业出版社，2006：178－179；29－30

[4]孙宝盛，单金林.环境分析监测理论与技术[M].北京：化学工业出版社，2005：300－302

[5]吴国琳.水污染的检测与控制[M].北京：科学出版社，2004：84－86

[6]梁红.环境监测[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003：97－98（下转第29页）

资源环境与发展2009年第1期

随着社会化大生产的发展和专业化分工的加强，城市垃圾处理也应当适应这一世界潮流，向产业化方向发展。垃圾处理中应体现产生者负责原则，走市场化、产业化的道路，使垃圾的分散处理转向集中产业化处理处置。运用各种政策手段、技术方法和经济杠杆抑制垃圾的产生。临沂市虽然还不是很发达的大城市，但我们可以结合自己的实际情况，通过科学的规划和管理率先对垃圾进行中间处理，即对可再循环的物质进行再生利用和能源转化。对中间处理后不能再循环的垃圾进行卫生填埋处置。由低水平逐步转向高科技：采用现代化机械用于垃圾分选；生物工程用于填埋场建设，可大幅度降低渗滤液浓度；热物理传热技术改进垃圾焚烧发电系统，可提高垃圾焚烧产电能力；生物技术用于垃圾制肥，可提高制肥效率和质量；现代化信息系统用于垃圾综合管理系统等。

3.6把垃圾作为资源使用

我们应鼓励一线的环卫工人首先把废弃的纸张，塑料，玻璃等进行回收利用，作为制造新产品的原材料，这样既能减少垃圾的处理量，又能增加环卫工人的收入，可谓一举两得。如以废弃的塑料、纸为主要原料压制成的HB复合板，可取代各种板材，在建筑等多方面有广泛的用途。临沂市是重要的复合板生产基地，积极发展利用垃圾压制成的HB复合板的工艺，无疑会对减少木材砍伐和提高生态环境具有重要意义。

垃圾还可用来发电，在西欧，垃圾转换能源已是垃圾一体化管理系统的一个关键部分。我们可以借鉴这种将垃圾作为资源发电的方式，利用现有的临沂热电厂，进行改造后用于临沂市的垃圾处理。虽然运行起来还比较困难，需要克服技术和资金上的一些困难，但从长期看其发展潜力巨大。

4小结

城市垃圾处理已成为当前城市面临的重要环境问题之一。解决城市垃圾问题刻不容缓，需要全社会的共同关注和参与。我们应结合临沂市城市垃圾的处理现状，加强管理，建立有效的垃圾管理体系，用可持续发展和循环经济的思路去解决处理好城市垃圾问题，要变革原有的传统思路把垃圾作为一种资源去开发利用，变废为宝。积极探索发现各种有效处理和利用垃圾的方法，从制度，资金，技术方面进行大力支持，使垃圾尽早变为一种真正的“资源”。

参考文献：

[1]黄宏.对厦门市生活垃圾处置的思考[J].云南环境科学2005，24（增刊）：39-42

[2]孟宝蜂.我国城市垃圾资源化处理技术的现状与发展趋势[J].再生资源研究.20031（5）：22-24.

[3]魏雅华.从垃圾里面淘金-外资开始进军中国城市垃圾处理业[J].行业经纬2003（7）：44-45.

[4]黄昌熊.城市垃圾处理：放错了地方的资源[J].中国环境科学，2003（8）：13-15

[5]盖虹云，全翔翼.二恶英的毒性及其对人体健康的影响[J]包头医学院学报，2002，18（4）：370-372

[6]高书霞，王德义.废旧电池的回收利用与环境保护[J].再生资源研究，2003（6）：20-24

[7]Kirby，C.S.，andRimstidt，J.D.（1993）.“Mineralogyandsurfacepropertiesofmunicipalsolidwasteash”.Envir.Sci.andTechnol.，27.

[8]郑连勇.城市生活垃圾处理无害化、资源化、减量化目标[J]城市规划汇刊，2001，4（4）：71-75

[9]卢英方,孙向军.中国城市垃圾分类收集对策探讨[J].环境卫生工程，2002，10（1）：15-18

[10]徐高平.城市垃圾填埋场渗滤液处理[J]，钢铁技术，2003（1）：31-41

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上接第49页）[7]朱斌.利用水生植物改善北京动物园水环境的研究初探[J]上海环境，2002，21（8）：469－472

[8]雷昆.对我国湿地公园建设发展的思考[J].林业资源，2005，（2）：23－26

[9]徐伟伟，章北平，消波，等.植物在人工湿地净化污水过程中的作用[J].安全与环境工程，2005，（2）：22－24

[10]DunbabinJS，PokornyJ，BowmerKH.RhizosphereoxygenationbyTyphadomingensisPers.inminiatureartificialwet-landfiltersusedformetalremovalformwastewaters[J].AquatBot，1988，29：303－317

[11]BrixH.Treatmentofwastewaterintherhizosphereofwetlandplants-Therootzonemethod[J].WatSciTechnol，1987，19：107－118

[12]吴建强，阮晓红，王雪.人工湿地中水生植物的作用和选择[J].水资源保护，2005，（1）：1－6

[13]李睿华，管运涛，何苗，等.河岸芦苇，茭白和香蒲植物带处理受污染河水中试研究[J].环境科学，2006，（3）：493－497

[14]AdcockPW，GanfGG.Growthcharacteristicsofthreemacrophytespeciesgrowinginnaturalandconstructedwetlandsystem

[J].WaterScienceandTechnology，1994，29（4）：95－102

[15]白峰青，郑丙辉，田自强.水生植物在水污染控制中的生态效应[J].环境科学与技术，2004，（4）：19－22

[16]殷峻，闻岳，周琪.人工湿地中微生物生态的研究进展[J].环境科学与技术，2007，（1）：108－110