酸矿水中重金属人工湿地处理机理研究.pdf

中国可持续发展研究会2006学术年会 第3专题：可持续发展的技术创新与科技应用 酸矿水中重金属人工湿地处理机理研究” 窦磊蔡立梅付善明 (中山大学地球环境与地球资源研究中一tL,，广州510275) 摘要 目前酸矿水已成为全球性环境污染问题。人工湿地作为一种低耗高效的污水处理系统可以应用于酸矿水的处理。本文分析 人工湿地去除酸矿水中置金属的各种物理、化学和生物作用发生机理及存在的问题，提出今后应加强长期连续的动；鑫监测．揭示不同 类型湿地中各影响因子与处理机理之间的关系。对主要处理机理札定性描述转向定量模型化研究．确立人工温地接受和处理不同污 染物质的最大能力和离限。为人工湿地污承处理系统的台理设计及管理提供科学依据。 羌键词人工湿地：酸矿水；重金属；处理机理 酸矿水(AMD)是环境中重金属污染物的最主要来源，小，去污能力有限，且占地面积较大，在实际中较少采用。 一直以来都是各国政府和采矿业面对的最棘手的环境污 而在SSFCWs中，污水在表层以下基质中渗流，处理效果受 染问题之一【t-3]。目前AMD的处理方法较多，传统方法气候的影响较小，负荷高，卫生条件好，比较适合于废水处 如化学法和物理化学法，一般存在成本高、技术难度大、处 理㈨。 理量小，易造成二次污染等问题。与传统方法相比，人工 人工湿地污水处理系统目前逐渐被应用于处理AMD 湿地(ConstructedWetlands，c珥■)污水处理技术具有投资并取得的了较好的效果。Cheng等人u21用人工配制的含 少、能耗低、操作和维护简单、处理效率高等优点【4．5J，目 前已逐渐用于处理各种废水，包括城市污水、工业废水和 湿地，其流出液中重金属的含量远远低于WHO饮用水的 矿山废水等_6_8J。 近年来国内外对人工湿地系统处理AMD方面的研究 Pb、cr的生活污水经湿地系统处理后，沉积物中重金属的 逐渐增多’f旦是多集中在重金属的去除效率上．对于重金 含量沿水流的方向递减。广东凡口铅锌矿采矿废水经湿 属去除机理的研究较少。通常认为AMD中各种污染物在 地系统处理后【“，Pb、Zn、Cu和cd的去除率分别达93．98 CWs中的去除过程是一套完整的生物地球化学循环体 ％、97．02％、96．87％和96．39％，出水水质接近农灌标准。 系口]。包括多种物理、化学和生物学过程，这三种作用相互 2人工湿地去除AMD重金属的机理 联系．互为因果，增加了循环过程的复杂性，目前对这些过 程的认识尚不全面。本文在综合前人大量研究成果的基 湿地系统的独特性体现在三个方面：(1)湿地土壤和 础上。对湿地去除AMD中重金属的各种物理、化学和生物 基质；(2)湿地特有的水文条件；(3)湿地生物。湿地去除 过程进行分析，以期能为人工湿地污水处理系统的合理设 酸矿水中重金属与这三个基本组分密不可分．它们相互影 计及管理提供科学依据。 响和制约，在其内部或各要素之间通过各种物理一化学一 生物过程构成了一套完整的生物地球化学循环体系(图 1人工湿地对AMD中重金属的．基除效率 1)。 目前提及的人工湿地污水净化系统通常是指人工处 2．1物理学过程 理湿地，主要用于污水污物的处理。水体、基质、水生湿生 物理学过程主要是吸附、过滤和沉积作用，对于具有 植物和微生物是构成人工湿地污水处理系统的4个基本 高浓度重金属的酸矿水的净化具有重要作用。土壤一植 要素。根据污水流动方式的差异，人工湿地污水处理系统 物是一个活的过滤器，AMD进入湿地后，经过基质层及密 Constructed 可分为表面流(Surface玎owWetlmds，SFCWs)和集的植物茎叶和根系，悬浮物被过滤、截留，并沉积在基质 FlowCoostracted 潜流(Subsurface Wetlands。SSFCWs)两种类中。但这种转移过程处于一种动态平衡之中，重