摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，特別是近年來工業(yè)化和城市化的發(fā)展，環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，人工濕地技術(shù)在各個(gè)國家得到了迅速發(fā)展，濕地污水凈化系統(tǒng)已獲得愈來愈多的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：人工濕地,植物,植物選擇

　　濕地是地球上具有多功能的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng),是自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一,與森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng),被譽(yù)為“地球之腎”,具有涵養(yǎng)水源、蓄洪防旱、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候、美化環(huán)境、保護(hù)生物多樣性等重要生態(tài)功能。人工濕地是從生態(tài)學(xué)原理出發(fā)，由配水系統(tǒng)、集水系統(tǒng)、基質(zhì)、防滲層及水生植物與動(dòng)物等組成的類似于自然濕地的新型污水凈化系統(tǒng)。

　　人工濕地技術(shù)能夠去除污染水體中各種污染物，包括重金屬、N、有機(jī)物等，而且具有建造和運(yùn)行費(fèi)用便宜、易于維護(hù)、可以美化景觀的優(yōu)點(diǎn)，越來越多的被應(yīng)用于處理生活污水、市政污水、工業(yè)污水、采礦污水等。

　　自西德1974年簡稱第一座人工濕地以來，人工濕地技術(shù)在世界各個(gè)國家得到了迅速發(fā)展。人工濕地模擬天然濕地，利用植物和微生物處理廢水，濕地植物在濕地污水處理系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，它與微生物、基質(zhì)、水體及動(dòng)物相互協(xié)同，使得整個(gè)濕地生態(tài)系統(tǒng)平衡運(yùn)轉(zhuǎn)。按照水生植物在水域中的不同分布，人工濕地可分為浮水植物系統(tǒng)、挺水植物系統(tǒng)和沉水植物系統(tǒng)三種類型，由于水生植物具有極高的觀賞價(jià)值，還具有可收割、便于回收等優(yōu)點(diǎn)，人工濕地在污水處理的領(lǐng)域受到越來越多的青睞。人工濕地中的植物最大的功能在于它能直接吸收利用廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)還吸附和富集部分水體中的有毒有害物質(zhì)。此外，由于水生植物具有龐大的根系，空氣中的氧通過葉片最終被輸送到植物的根區(qū)，這樣，就為根區(qū)附近的微生物群落提供了生存所需的氧，微生物則利用被水生植物輸送到根區(qū)的氧分解有機(jī)物，最后產(chǎn)生二氧化碳和水。常見的用于人工濕地的水生植物有蔍草、蘆葦、香蒲、燈心草、菖蒲、莎草、茭草、水花生、田邊草、黑麥草、蘭花草和池杉等。

　　一、濕地植物去除水中污染物的原理

　　人工濕地對(duì)BOD、COD、SS、P等有顯著的去除效率。作用機(jī)理為：可沉降及可絮凝固體通過顆粒間相互引力作用及植物根系的阻截作用被阻截而去除;懸浮物、膠體、可溶性固體利用懸浮的底泥和寄生于植物上的細(xì)菌的代謝作用被分解成無機(jī)物;通過生物硝化-反硝化作用去除氮;部分微量元素被微生物、植物利用氧化并經(jīng)阻截或結(jié)合而被去除。細(xì)菌和病毒處于不適宜環(huán)境中會(huì)引起自然衰敗及死亡，利用植物及微生物的同化吸收作用而去除磷，多年生沼澤生植物，每年收割一次，可將氮、磷吸收合成后分移出人工濕地系統(tǒng)。除營養(yǎng)元素外,大型水生植物還可吸收鉛、鎘、砷、汞和鉻等重金屬，以金屬螯合物的形式蓄積于植物體內(nèi)的某些部位，達(dá)到對(duì)污水和受污染土壤的生物修復(fù)。植物對(duì)重金屬的處理主要分為3 部分:(1)利用金屬積累植物或超金屬積累植物從廢水中吸取、沉淀或富集重金屬;(2)利用微生物活性原則和重金屬與微生物的親和作用, 把重金屬轉(zhuǎn)化為較低毒性的產(chǎn)物;(3)通過收割或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條, 從而降低水體重金屬的濃度。

　　二、選擇濕地植物時(shí)應(yīng)的考慮因素

　　人工濕地污水凈化系統(tǒng)除了綜合考慮濕地的功能及流域要求、工程所在區(qū)域中的污染源控制、污水處理以及景觀作用和出水再利用、當(dāng)?shù)氐貏荨�風(fēng)向、地質(zhì)條件和衛(wèi)生防護(hù)距離等因素外，還應(yīng)考慮植物的選擇，植物在濕地污水處理系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，在選擇植物物種時(shí)，可根據(jù)耐污性﹑生長適應(yīng)能力﹑根系的發(fā)達(dá)程

　　度及經(jīng)濟(jì)價(jià)值和美觀要求確定，同時(shí)也要考慮因地制宜。選擇濕地植物時(shí)應(yīng)考慮以下因素：

　　1、植物類型

　　在灘地及淺水處( 0-1.2m)，可選擇具較強(qiáng)凈化能力的植物：濕生植物(菖蒲、黃花鳶尾、水芹和千屈菜)、挺水植物(水蔥、香蒲、蘆葦、茭白);水深較深處(1.0-2.0m)，選擇具有凈化能力和觀賞能力的浮葉植物(荷花、野菱、睡蓮和芡實(shí))。通過構(gòu)建、修復(fù)水生植被，以提高濕地系統(tǒng)的水質(zhì)凈化能力及生態(tài)穩(wěn)定性。在濕地系統(tǒng)內(nèi)的深水區(qū)，選種常見的喜溫、且具較強(qiáng)凈化能力的金魚藻、苦草、黑藻、紅線草及喜涼的菹草，不同植物分片進(jìn)行種植。

　　2、植物的富集能力。

　　人工濕地植物植物修復(fù)重金屬污染的關(guān)鍵是尋找富集重金屬能力強(qiáng)的植物，如香蒲、(水生)美人蕉等。在處理含重金屬(混合)污水時(shí)，要考慮植物的單一重金屬耐性或?qū)Χ喾N重金屬的綜合耐性，甚至綜合考慮植物對(duì)COD、NH3以及重金屬的綜合耐性。在引入旱生(超富集)植物到漂浮栽培處理廢水時(shí)，還要考慮植物的適水性，應(yīng)選擇能適應(yīng)水環(huán)境而又有一定富集吸收重金屬能力的植物。

　　2、去污需要

　　去污能力是選擇濕地植物的重要因素，濕地系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)不同的污水性質(zhì)選擇不同的濕地植物。水生植物對(duì)污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附著生長在根區(qū)表面及附近的微生物去除的,因此應(yīng)選擇根系比較發(fā)達(dá)，對(duì)污水承受能力強(qiáng)的水生植物。去污能力相對(duì)較強(qiáng)，并且具有很好的景觀效果的濕地植物種類包括：千屈菜、燈芯草、水芹、菖蒲、鳶尾、黑三棱、水蔥、茭白、紅蓼、澤瀉、慈菇、馬蘭、美人蕉等。若要去除污水中的重金屬鋅和鉻，可以選擇美人蕉和鳳眼蓮搭配，這樣對(duì)污水中的鋅和鉻都有很好的去除效果;若要去除污水中的重金屬錳、銅以及鐵，可以將美人蕉、黃菖蒲和鳳眼蓮進(jìn)行組合，會(huì)有很好的去除效果。

　　3、景觀協(xié)調(diào)與觀賞價(jià)值

　　濕地植物在進(jìn)行水質(zhì)凈化的同時(shí)，應(yīng)結(jié)合景觀設(shè)計(jì)，提升濕地系統(tǒng)景觀效果。搭配時(shí)考慮到以高矮搭配、花葉搭配、生長季搭配、深根與須根系搭配等。香蒲、蘆葦、菰、菖蒲、菱、風(fēng)車草、澤瀉、慈姑等屬觀賞植株的植物，芡實(shí)、水蔥等屬觀賞葉的植物，睡蓮、美人蕉、千屈菜等屬于觀賞花的植物。

　　4、濕地區(qū)位

　　濕地中心水域區(qū)主要以漂浮植物為主,挺水植物為輔。濕地水岸主要種植挺水植物和適應(yīng)高土壤濕度及高空氣濕度的植物。如檉柳、美人蕉、黃花鳶尾等。

　　5、季節(jié)性

　　人工濕地的凈化作用是隨著生長在其中的植物生物量大小改變的,夏季植物生長茂盛凈化效果好,冬季植物生物量變化小,甚至負(fù)增長導(dǎo)致凈化效果顯著降低,所以在冬季可以選擇一些周年生常綠植物,如石菖蒲、麥冬、菹草、菰、香根草等,以提高冬季植物的覆蓋度,增強(qiáng)人工濕地的凈化能力,同時(shí)也增加人工濕地的景觀效果。

　　6、地域性

　　植物生長具有明顯的地域性, 充分利用本地植物資源，選用本地土著植物作為人工濕地植物有利于增加人工濕地的凈化能力,可以確保生物多樣性的恢復(fù)，確保有充足的植物種源，同時(shí)也能降低引用外來植物的高額費(fèi)用,還可避免引種帶來的生物入侵的危險(xiǎn)。濕地植物的選擇應(yīng)遵循因地制宜的原則，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颉⑼寥李愋秃臀鬯�水質(zhì)等條件，選擇適合當(dāng)?shù)厣�境的植物，并使去污能力高的植物占有一定的�?shù)量。目前,中國濕地系統(tǒng)中外來入侵的植物已有10種,包括香根草、鳳眼蓮、空心蓮子草、互花米草等,這些植物的凈化污水效果較好,但由于其生長速度和繁殖速度比較快,容易導(dǎo)致生物入侵,因此必須慎重采用,在工程實(shí)踐中,對(duì)于面積比較小的人工濕地,可以適當(dāng)?shù)牟捎?以便通過人工收割而控制,但人工濕地植物的選擇最好以當(dāng)?shù)刂参餅橹鳌?/p>

　　結(jié)束語

　　作為一種經(jīng)濟(jì)有效的污水處理技術(shù)，人工濕地污水凈化系統(tǒng)已獲得愈來愈多的應(yīng)用。它模擬了自然生態(tài)系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)水污染防治功能的同時(shí)，美化了環(huán)境，為野生動(dòng)物營造了一個(gè)良好的棲息地。人工濕地以最自然的方式在水環(huán)境污染防治方面發(fā)揮著越來越重要的作用。

　　參考文獻(xiàn)

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