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湿地植物论文范文

摘要人工湿地具有去污效果好、运行论文范文低及维护简单等特点,现已被广泛运用于污水处理中,具有相当显著的生态环境效益.从人工湿地的类型、人工湿地的植物种类和相应的选择标准等方面介绍了其在污水处理中的应用前景.

关键词人工湿地；污水处理；湿地类型；植物种类；应用

中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）22-0217-01

Application of Artificial Wetland in Wastewater Treatment

WANG Rui-xiang

（Taiyuan Normal University, Taiyuan Shanxi 030031）

Abstract Artificial wetlands h论文范文e many features,such as good decontamination effect,low running costs and be easy to maintenance,so they′re widely used in sewage treatment,ecological environmental benefits are quitely significant.From the types,plant species and selection criteria of artificial wetlands,their application prospects in sewage treatment were introduced in this paper.

湿地植物分类:拍摄弱光湿地植物

Key words artificial wetland；wastewater treatment；artificial wetland types；plant species；application

近年来,我国水污染日益严重,如水体的富营养化,它不仅导致水体生态系统结构破坏,破坏了水体生态系统的平衡,致使藻类疯长,水体功能退化,还对论文范文水生动物造成严重危害[1-5].目前,在生活污水和工业废水的深度处理中广泛应用了人工湿地,利用植物净化污水的生物治理方法是现今的主要研究方向之一.

人工湿地（constructed wetlands,CWs）,是一种人工生态系统,由人工建造和监督控制,对自然湿地进行模拟.以人工湿地填料为基础,进行特定湿地植物的种植,形成人工湿地生态系统,利用该生态系统的各种作用（化学、物理、生物作用等）吸收和分解污水中的营养物质和有害污染物,其中涵盖了一系列作用过程,如微生物分解、植物吸收、离子交换、共沉、吸附、过滤等,从而实现对污水的高效净化[6].

国内外的研究和应用表明,人工湿地的植物对细菌SS、TP、TN、COD、BOD等的去除率很高.除了良好的净化污水效果,其还具有多种优点,如生态环境恢复良好、维护技术要求低、运行论文范文低、投资少等,农村及中小城市的污水处理中非常适宜采用人工湿地.

1. 人工湿地的种类和选择

人工湿地的种类随着研究的深入开展也日渐丰富多样.根据不同的水流方式,可以将人工湿地分为潮汐流湿地、垂直流湿地、地下潜流湿地和表面流湿地；根据各种植物的存在状态,可将人工湿地分为挺水植物系统、沉水植物系统及浮水植物系统[7-8].

垂直流湿地是在填料床中种植水生植物,氧气通过植物传输和大气扩散进入湿地系统,污水则在填料下进行垂直流动.污水直接与填料接触,通过基质沉淀吸附、过滤、植物吸收、离子交换和微生物降解来达到高效净化的目的[9].集水管铺设在水底部,水流流经床体后通过其排出.潜流式人工湿地是目前应用最为广泛的湿地流态,由3个部分组成,即布水系统、植物和基质,污水从一端水平流过填料床,可以充分利用植物、填料的去污作用.表面流人工湿地现多不采用.因为在结构上类似于自然湿地,受气候影响较大,污水直接暴露于大气中,易造成二次污染.垂直流湿地兼有表面流和潜流型人工湿地的特点,脱氮除磷效果最好.

挺水植物系统应用最为广泛,具有多种特点,如管理方便、抗性强、吸收能力强、耐污性能好等.沉水植物系统中,水生植物在水中完全淹没,其应用领域主要是对初级和二级处理后的污水做精处理.浮水植物系统中水生植物根系为淹没状态,整体处于水面漂浮状态,此类型的系统对提高传统稳定塘效率具有较好效果,可用去除于氮、磷等元素.

在人工湿地构造形式的选择上还应考虑处理污染物的机制来选择人工湿地的种类.如吴建强的研究显示,对依赖于植物的吸收和微生物的硝化作用的NH4+-N的去除,人工湿地构造形式对其影响较小,潜流和垂直流人工湿地的处理结果基本一致；而对于依赖基质截留和过滤作用来去除的高锰酸盐类污染物,垂直流湿地的净化效果要明显优于潜流湿地[9].另外,还要考虑进水的污染负荷,垂直流比潜流耐有机污染负荷冲击的能力更强,对于处理较高有机污染负荷的污水,垂直流更为适用.

2. 人工湿地的植物种类和选择

人工湿地中最重要的组成部分之一是湿地植物.不同的湿地植物组成的群落发挥着多种作用,其不仅可以保持生物多样性和生态平衡,还可对水体中的营养物质进行截留,平衡湿地营养物质,使水质有效净化,担负着与周围环境交换能量、物质的作用,为水生生物创造良好的生境[10-12].因此,人工湿地的构建中,植物的选择和搭配是重中之重.

适合人工湿地种植的植物种类很多,大多为莎草科、禾本科、眼子菜科、睡莲科及浮萍科,还有少数属于藻类.目前研究最多的植物有伞草（Cyperus alternifolius）、芦苇（Phra-gmites communis）、凤眼莲（Eichhornia crassipes）、水鳖（Hydr-ocharis dubia）、茭草（Zizania caduciflora）、野菱（Trapaincisa）、金鱼藻（Cera论文范文hyllum demersum）和蓖齿眼子菜（Potamogeton pectinatus）等[13-17].其中芦苇是人工湿地中最常应用、也是目前研究最多的植物之一.根据报道,芦苇能加强和维持人工湿地中的水力传输,并可吸收利用、富集水体中的污染物和重金属离子,具有较强的水体净化能力,同时其还有发达的根系系统,可为微生物提供栖息地,进一步加强人工湿地系统的污水处理能力.因此,芦苇人工湿地具有高的放氧能力及高的根系生物量、高的根际微生物活性及低的组织污染物释放速率等多种重要的作用和特点,适用于大多数地区生活污水的处理[18].总的来说,人工湿地的植物必须具备以下条件：首先应是适合当地生长并不对当地的生态环境构成隐患或威胁的植物；其次要具有较强的耐污能力和净化能力,尤其是具有发达的根系和较强的输氧能力的植物,因为发达的植物根系可以分泌较多的根分泌物,促进微生物转化,加速污染物的生物降解；再次要选择年生长期长的植物,最好是冬季半枯萎或常绿植物,以避免因冬季植物枯萎死亡或生长休眠导致人工湿地系统功能下降；最后选用具有一定观赏性和经济价值的植物.

湿地植物除了种类会对污水处理的效果有影响外,不同的群落组成也将对湿地生态系统的功能和效果具有影响,因为其中的净化作用是由植物之间相互作用共同维持的.因此,为了提高人工湿地的净化功能,必须合理配置湿地植物.不同湿地植物在供氧能力、对污染物的吸收转化能力、生长速度等方面的差异较显著,所以其净化功能不同；而不同物种或同一物种在不同湿地环境中净化效果也会存在较大差异.不同植物对不同污染物的吸收效果不同,有研究表明,水鳖对磷的吸收效果好,凤眼莲对氮、COD的吸收效果好,而单植的效果优于两者混植的效果.但在湿地中混植模式则表现出优势,其污水的净化效果表明,凤眼莲—水鳖混植对总磷、总氮、COD均有较好的吸收效果[19].在对茭草、野菱、金鱼藻和蓖齿眼子菜混植的研究中也显示了相同的结果,研究表明以不同生活型的3 种植物配置模式对生活污水的净化效果比2种植物配置模式要好[20].

在湿地植物选择过程中,为了使湿地系统更稳定地发挥生态功能,净化水体中的有机物和营养物质,不仅要考虑植物的种类,还要考虑多种搭配,这有利于植物间的优势互补,保持更稳定的净化效果；在构建人工湿地时还应注意植物空间的搭配,应选择挺水、浮叶、沉水植物等多种湿地植物相结合的方式,增强人工湿地对污染物的净化效果.

3. 结语

目前,人工湿地在城市生活废水的处理中已经得到广泛应用,尤其是在发达国家,现已将研究的重点转移处理特殊工业废水上,如处理淀粉工业、制糖工业、食品加工和奶制品加工的废水等方面.对于我国来说,人工湿地系统在一些经济欠发达、地理条件相对宽裕的中小城镇、居民小区具有广阔的应用前景,但由于这项技术在国内还未得到广泛应用,有关工艺设计资料和应用实例并不多见,而且人工湿地的处理效果受环境因素影响较大,所以还有待结合我国不同地区的具体情况深入开展研究,取得适合于不同地区、不同环境气候条件及不同污水特性的实用数据,以促进人工湿地在我国各地区的推广应用.