红树林对水体净化作用研究进完整版

学年论文（设计）

（本科）

学院生命科学学院

专业生物科学

年级2007级四班

姓名李懿哲

论文题目红树林对水体净化作用研究进展指导教师卢东升职称教授成绩

2010年5月20日

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

Ab s t ract (1)

Key Words (1)

0引言 (1)

1对悬浮物的沉降作用 (1)

2对水体中有机物的降解 (2)

3对水体中重金属的富集 (3)

4对水体中营养盐的去除 (3)

5红树林进化水体研究的评价和展望 (3)

参考文献 (4)

红树林对水体净化作用研究进展

学生姓名：李懿哲学号：20075070252

生命科学学院生物科学

指导老师：卢东升职称：教授

摘要：红树是一类生长在热带及亚热带海岸潮间带的湿地植物，具有净化水体的功能。近年来红树林净化水体方面的研究有不少进展，主要包括促进水体中悬浮物的沉降，利用其丰富的底栖生物对有机物的吸附和降解，以及其植株和底泥对重金属和营养盐的富集和吸收。但是红树林的净化容量是有限的，超负荷的污水排放会导致明显的或潜在的生态风险。在实际应用中，只有在充分的监控和限制条件下，才可有限地将红树林作为生活污水的排放地。该研究的发展方向主要有污染物迁移转化过程中各种因素的相互作用、红树林对环境的综合改善能力以及实际应用中对生态风险的量化分析和检测等方面。

关键词：红树林；水体净化；悬浮物；有机物；降解；重金属；营养盐

Abstract:Mangroves,the characteristic ;iittoral wetland plant formations of tropical and subtropical sheltered coastlines,have the purification effects on water column.Research on the purification effects of mangroves has developed rapidly in recent years,including enhancing the deposition of suspended solids,degrading organics by its abundant benthos,enriching heavy metals and absording nutrients by their plants and sedment.But overload effluent of sewage will induce obvious or potential ecological hazards due to the limit of purifying capacity.A conclusion has been drawn that the mangrove forests are not suitable to be utilized as sewage treatment pool unless sufficient observation and some other measurements are adopted.The development trends of this field include some aspects such as the interactions among factors in transferring and transforming process of pollutants,improving ability of mangrove to the environment and quantity analysis and monitoring to ecological hazards in the application of this purification technique. Key word:mang roveforest;purification;suspended solids;organics;degradation;heavy metals;nutrents

0引言

红树是一类生长在热带、亚热带、海岸潮间带的木本植物，主要分布在隐蔽的海湾机如海口的冲积淤泥中。近三十年来，全球红树林面积以年均0.7%左右的速度退化。

红树林不但在林业，造纸，制药，养殖，旅游等方面有较高的经济价值，同时，它还具有很高的生态价值，例如防风护堤，减少海啸等灾害的破坏力，以及为河口及近海岸的底栖动物群落提供充分的营养基质和栖息地等。目前最受关注的是红树林在净化水体，改善近海岸生态环境方面的作用，包括促进悬浮物沉降，促进有机污染物降解，吸收重金属和营养盐等方面，其机理则涵盖了沉降，吸附、离子交换、微生物降解以及吸收等方面，是一个综合的协同效应[1]。

1对悬浮物的沉降作用

悬浮物往往是水体中主要污染物。有研究表明泥沙等悬浮物对污染水体中的氮、磷及高锰酸盐指数均有一定的吸附效果。因此，若吸附了污染物的悬浮物沉降过于缓慢将导致水体的恶化；相反，悬浮物得以快速的沉降，则可以达到净化水质的目的。

红树植物错综复杂的根系可以缓冲海浪对海岸的侵蚀，组织海浪带入泥沙，防止底泥再次悬浮，这减少了悬浮物的产生，同时它还可促使大颗粒物快速沉降并吸附微小悬浮颗粒，这减少了悬浮物在水体的停留时间，以保持较好水质。1996年Sansanayuth等建立的红树-沙粒层模型对高浓度的虾养殖水有84%的悬浮物去除率，大大高于对照组的去除水平。而在自然条件下，Furukawa等研究了澳大利亚北部一个河口，发现潮水涌入带来的悬浮泥沙大约80%被红树林阻滞而沉降，同时还会因颗粒的絮凝产生对粘土的选择性吸附，从而改善沉降性能[2]。2003年Haide等对比了印尼某红树林湿地和澳大利亚一个非种植区的悬浮物沉积率，发现前者比后者高35倍，而在低流速下，如水的悬浮物沉积率可进一步显著提高。

但红树林系统对废水中的悬浮物的承受力是有限的，不同种类的红树植物承受力也不同。Vaiphasa等对泰国PakPhanang地区的红树林研究表明，附近虾塘导致过量沉积降低了红树林的生长率，并增加了其死亡率。他们还研究了不同红树植物对悬浮物的极限承受力，发现白骨壤在死亡之前可以忍受每年6cm的沉积率，而柱果木榄只可承受5cm，海漆和榄李则在两者之间。在构建人工红树湿地用以去除悬浮物时，这一结论可作为选择树种的参考。

2对水体中有机物的降解

红树林生态系统去除水体中有机物的过程有独特而复杂的净化机理，除了上文所述的物理作用，它还可以充分利用基质-微生物-植物这个复合生态系统的化学和生物作用，通过植物吸收和微生物分解来实现对水体中有机物的去除。其中，稀释转移，沉降，沉积物吸附等过程和微生物分解等生物过程主导着有机物的降解，而植物的直接吸收作用仅占小部分。

红树林生态系统的底栖生物种类特别繁多，这为其有效地降解水体中各类有机物提供了必要的条件。各类有机物的性质和降解效率的关系是研究的重点。

Lim等发现红树林底泥对有机物的降解与其链长有一定的关系。他将中等链长的某种聚羟基脂肪酸脂（PHA）和短链长的聚羟基丁酸脂(PHB)两种生物降解塑料膜埋于红树林土壤中，112d后发现，PHA有4.5%的降解，而PHB则完全降解。这表明红树林底泥对短链长的有机物有优先降解的倾向。而在马来西亚槟岛地区，有人发现了有机物形态与降解率的一定关系。另外，放在底泥表面的膜平均降解率约70%，而埋在底泥内部的达到了90%以上。Marchand等发现不同的底泥氧化还原环境，包括树种，红树林发育成熟程度，季节等，会导致木质素的不同的分配状况。