本发明涉及资源环境保护技术领域，具体涉及一种用于削减面源污染的河岸带湿地的构建方法。
背景技术：
江西钨矿及稀土矿比较丰富，在早期的开采过程中使用的工艺简单，导致产生大量的重金属，这些污染物都具有累积性，因此常年累积后造成当地的水土污染较严重，尤其是境内的河流污染较明显。同时，江西工业园区发展非常迅速，部分企业排放的废水也进入境内河流，造成水体污染严重。
河岸带是介于河流与陆地之间的半陆生生态系统，直接或间接受到河流水位变动的影响、具有缓冲效应的过渡地带，通常通过地表径流和地下潜流的水文过程连接地上陆生系统和水生系统。河岸带在流域生态系统中面积比不高，然而在水、营养物质流入河流的过程中却发挥着不可取代的功能，对截留面源污染、构建河流栖息生境、促进河流与其周围环境的连通性有重要意义。但现有的天然河岸带对面源污染特别是对重金属等污染物清除能力不高，从而未清除的污染物对河岸带微生态系统存在着潜在风险。
因此，有必要对河岸带进行人工改造以用来有效地削减面源污染。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供了一种用于削减面源污染的河岸带湿地的构建方法，本发明构建的河岸带湿地形成了污染物拦截与净化复合湿地生态系统，从而起到对入河污染物进行生态截留与净化的作用，达到削减面源污染的目标。
本发明提供了一种用于削减面源污染的河岸带湿地的构建方法，包括：
调查受污染河流的自然地理情况，选取合适的河岸带自然湿地，对所述河岸带自然湿地进行人工改造以构建用于削减面源污染的河岸带湿地；所述人工改造的方法包括：在河岸两边设置环境友好型生态护坡构件和在河岸带种植用于富集污染物的植物。
其中，在河岸带种植用于富集污染物的植物的操作具体包括：在河道中种植沉水植物、浮叶植物和挺水植物中的至少一种，所述沉水植物包括狐尾藻、金鱼藻和黑藻中的至少一种；所述浮叶植物包括菱和睡莲中的至少一种；所述挺水植物包括菖蒲、金钱草、水竹和芦苇中的至少一种。
其中，在河岸带种植用于富集污染物的植物的操作具体包括：在河岸上种植对砷、镉、铅和对锌富集的陆生植物中的至少一种。
其中，所述对砷富集的陆生植物包括金银木和蜈蚣草中的至少一种；所述对镉富集的陆生植物包括海桐、银杏、柳树和东南景天中的至少一种；所述对铅富集的陆生植物包括杨树、广玉兰、女贞和紫叶李中的至少一种；所述对锌富集的陆生植物包括杜英和广玉兰中的至少一种。
其中，所述环境友好型生态护坡构件按以下方法制得：将固化后的疏浚底泥、贝壳、秸秆、木屑、环境友好型粘着剂和保水剂按照质量比为(5-15)：5:1:1:1:1混合，形成混合材料，干燥后，得到所述环境友好型生态护坡构件。
其中，所述混合过程中，在所述混合材料中加入含有高效聚磷菌alcaligenessp.ed-12菌株和高效固氮菌的菌悬液，所有菌悬液的质量为所述混合材料质量的15％-20％。
其中，所述环境友好型粘着剂为聚合物防水胶结粉。
其中，所述保水剂为聚γ-谷氨酸。
其中，所述环境友好型生态护坡构件的形状为中空的六面体，中空的正方体或中空的三角形，将所述环境友好型生态护坡构件拼接固定在河岸两边后，在所述环境友好型生态护坡构件的中空区域种植植物。
其中，所述调查受污染河流的自然地理情况包括：调查河流过水断面流量、流速、沿河面源污染物负荷量、污染特征，并以此计算污染物水力停留时间，确定河岸带区域湿地所用植物种类、用量及湿地布设形式，确保污染物的水力停留时间大于污染物全部清除所需要的时间。
本发明提供的用于削减面源污染的河岸带湿地的构建方法，构建得到的河岸带湿地形成了污染物拦截与净化复合湿地生态系统，从而起到对入河污染物进行生态截留与净化的作用，达到削减河流面源污染物的目标，进而增强河流的自净能力，充分发挥河岸带的生态功能。同时，该发明降低了面源污染给河岸带带来的潜在风险，为河岸带的生态修复提供了必要条件。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本发明实施方式提供了一种用于削减面源污染的河岸带湿地的构建方法，包括：
调查受污染河流的自然地理情况，选取合适的河岸带自然湿地，对所述河岸带自然湿地进行人工改造以构建用于削减面源污染的河岸带湿地；所述人工改造的方法包括：在河岸两边设置环境友好型生态护坡构件和在河岸带种植用于富集污染物的植物。
本发明实施方式中，所述调查受污染河流的自然地理情况包括：调查河流过水断面流量、流速、沿河面源污染物负荷量、污染特征，并以此计算污染物水力停留时间，确定河岸带区域湿地所用植物种类、用量及湿地布设形式，确保污染物的水力停留时间大于污染物全部清除所需要的时间。
本发明一实施方式中，在河岸带种植用于富集污染物的植物的操作具体包括：在河道中种植沉水植物、浮叶植物和挺水植物中的至少一种，所述沉水植物包括狐尾藻、金鱼藻和黑藻中的至少一种；所述浮叶植物包括菱和睡莲中的至少一种；所述挺水植物包括菖蒲、金钱草、水竹和芦苇中的至少一种。沉水植物、浮叶植物和挺水植物对水体中n、p及重金属离子吸收能力很强。如睡莲能吸收水中的汞、铅、苯酚等有害物质，还能过滤水中的微生物，将水体中的微生物吸附到植物体中。本发明通过在河岸带种植对污染物有很好去除效果的湿地植物，可对入河重金属等污染物进行生态截留与净化，达到削减河流重金属等污染物的目标。
本发明另一实施方式中，在河岸带种植用于富集污染物的植物的操作具体包括：在河岸上种植对砷、镉、铅和对锌富集的陆生植物中的至少一种。可选地，所述对砷富集的陆生植物包括金银木和蜈蚣草中的至少一种；所述对镉富集的陆生植物包括海桐、银杏、柳树和东南景天中的至少一种；所述对铅富集的陆生植物包括杨树、广玉兰、女贞和紫叶李中的至少一种；所述对锌富集的陆生植物包括杜英和广玉兰中的至少一种。可选地，所述陆生植物可以种植在环境友好型生态护坡构件中。本发明中金银木及蜈蚣草实现对砷的超富集，选取海桐、银杏、柳树及东南景天实现镉的超富集，选取杨树、广玉兰、女贞和紫叶李实现对铅的超富集，选取杜英、广玉兰实现对锌的超富集。通过优选上述乔木、灌丛和草种结构增强污染物截留和净化能力，具有成本低、清除效果好、不产生二次污染，可实现原位修复等优点，具有良好的市场效果。可选地，根据植物对重金属吸收能力的互补性和生长周期的差异性，对富集植物种群结构进行生态化调整，通过湿地富集植物的种群镶嵌技术，实现湿地生态系统良性循环和湿地功能可持续利用。
本发明另一实施方式中，在河岸带自然湿地从水体到河岸依次种植沉水植物、浮叶植物、挺水植物和陆生植物。实现水体中的沉水植物、浮叶植物、挺水植物和陆生植物群落的连续性。根据植物对重金属吸收能力的互补性和生长周期的差异性，对植物种群结构进行生态化调整，通过湿地富集植物的种群镶嵌技术，实现湿地生态系统良性循环和湿地功能可持续利用。
本发明实施方式中，根据河流水位变幅区和消落带范围，分不同梯度种植挺水植物如菖蒲、浮叶植物如菱、沉水植物如狐尾藻、黑藻、苦草等。根据河岸带基底形态及径流流向，组建由挺水、浮叶、沉水不同外貌形态特征的水生植物组成，一方面利用挺水植物固定床体、减弱水流动力对底层泥沙及污染物的冲刷、抑制藻类、提高透明度，再充分利用浮叶和沉水植物对水体中重金属离子及氮磷的吸收改善水质、控制富营养化、提高水体景观；同时各种植物的选择应考虑其对挟沙水体和季节的适应及景观需求。
本发明根据植物对重金属吸收能力的互补性和生长周期的差异性，对湿生植物、富集植物种群结构进行生态化调整，通过湿地富集植物的种群镶嵌技术，实现湿地生态系统良性循环和湿地功能可持续利用。
本发明实施方式中，在河岸两边设置环境友好型生态护坡构件可对河岸种植的植物进行根际固定。可选地，所述环境友好型生态护坡构件按以下方法制得：将固化后的疏浚底泥、贝壳、秸秆、木屑、环境友好型粘着剂和保水剂按照质量比为(5-15)：5:1:1:1:1混合，形成混合材料，干燥后，得到所述环境友好型生态护坡构件。可选地，将上述材料破碎成粒径范围在5-15毫米的均质材料，然后混合在一起。可选地，所述混合过程中，在所述混合材料中加入含有高效聚磷菌alcaligenessp.ed-12菌株和高效固氮菌的菌悬液，所有菌悬液的质量为所述混合材料质量的15％-20％。进一步可选地，菌悬液的制备方法包括：所述高效聚磷菌alcaligenessp.ed-12菌株或高效固氮菌经筛选出后，于30-38℃下震荡培养30-50h，培养期间补充污染物作为选择压力，将其离心、洗脱，最后将获得的菌体重悬于加有污染物的培养液中，配制成比例为1:10-1000(w/v)的菌悬液。可选地，所述环境友好型粘着剂为聚合物防水胶结粉。可选地，所述保水剂为聚γ-谷氨酸。可选地，所述环境友好型生态护坡构件的形状为中空的六面体，中空的正方体或中空的三角形，将所述环境友好型生态护坡构件拼接固定在河岸两边后，在所述环境友好型生态护坡构件的中空区域种植植物。可选地，所述植物为砷、镉、铅和对锌富集的陆生植物中的至少一种。
本发明提供的生态护坡构件属于环境友好型材料，不会对生态环境造成影响，符合生态学原则。
本发明提供的用于削减面源污染的河岸带湿地的构建方法，集成重金属的植物吸收技术、根际固定技术、微生物固定技术构筑了不同形式的基底—高等植物—微生物净化单元，形成重金属污染物拦截与净化复合湿地生态系统，从而起到对入河重金属的生态截留与净化，达到河流重金属污染物的削减目标。河岸带湿地清除面源污染系统无需外加动力，日常管理、维护简单易行，具有节能、低碳环保效益。尤其是对于重金属和难降解有机污染物。从而大大提高面源污染的截留、消除效率，进而增强河流的自净能力，充分发挥河岸带的生态功能，同时，该发明降低了面源污染给河岸带带来的潜在风险，为河岸带的生态修复提供了必要条件。
本发明通过集成植物修复技术、植物-微生物联合修复技术、原位固化稳定化-修复技术，以及岸边植物缓冲带建设的技术集成，实现水体中的沉水植物、浮叶植物、挺水植物和陆生植物群落的连续性，从而促进河岸带生态系统的恢复，提高水体的自净化能力。此外，提供环境友好型生态护坡构件可以对植物根际进行固定，这将有效地解决环境污染问题。
实施例1：
赣县某河流段：该河流段长为4千米，水流量0.2米/s，流域总面积为14万平方米。
处理前该河流段水质为四类甚至是劣ⅴ类水。
在4千米长的河岸带两岸种植蜈蚣草、柳树、广玉兰、女贞、银杏等灌乔木，其中灌木种植密度7000株/亩，乔木种植密度约为25株/亩；同时在河岸两边设置环境友好型生态护坡构件对河岸种植的植物进行根际固定。该构件由疏浚底泥、贝壳、秸秆、木屑、环境友好型粘着剂和保水剂等材料按照质量比为(5-15)：5:1:1:1:1混合，并投加了混合材料湿重的15％-20％的高效聚磷菌alcaligenessp.ed-12菌株和高效固氮菌的菌悬液；此外，在河道转弯缓流段种植挺水植物如菖蒲、浮叶植物如菱、沉水植物如狐尾藻、黑藻、苦草等。根据河岸带基底形态及径流流向，组建由挺水、浮叶、沉水不同外貌形态特征的水生植物，一方面利用挺水植物固定床体、减弱水流动力对底层泥沙及污染物的冲刷、抑制藻类、提高透明度，再充分利用浮叶和沉水植物对水体中重金属离子及氮磷的吸收改善水质、控制富营养化、提高水体景观。通过该技术的实施使该河段河流水环境质量明显改善，河流水体重金属及有机氮磷指标达标率提高到90％，功能区内无劣iv类水，河流水质总体达标率提高到90％以上，植被绿化率达70％以上。该河流段水质可达到ⅱ类水标准。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。