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人工湿地中如何选出最优植物搭配?
来源:湿地科学与管理微信公众号 | 作者:国家林业和草原局政府网 | 发布时间: 2023-04-28 | 8831 次浏览 | 分享到:


  人工湿地 (Constructed Wetland) 是指人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统,其设计和建造是通过对湿地生态系统中的物理、化学和生物作用等优化组合来进行污水处理。它一般由人工基质和生长在其中的水生植物组成,是一个独特的生态系统。该技术1987年引入中国,20世纪90年代快速增长,到2006年全国有200多个人工湿地系统在运行, 这还不包括专门用于研究的试验系统 (Liu&Ge, 2009) 。植物是人工湿地的重要组成部分,不但可以去除水体中的污染物, 加速营养物质的循环和再利用, 还能维持及美化湿地环境, 改善区域气候, 促进生态环境的良性循环。本文主要阐述人工湿地中植物的功能和选择植物的原则, 为人工湿地地构建提供理论参考。

  1 湿地植物的功能

  1.1 吸收净化功能

  湿地植物根系能吸附、吸收和利用污水中的营养物质,在去氮除磷方面发挥重要的作用, 并能富集重金属和一些有毒有害物质 (陈玉成, 2003) 。

  1.1.1 去氮

  污水中的氮以有机氮和无机氮2种形式存在, 其中无机氮 (主要是NH4+和NO3-) 被植物吸收利用, 作为生长过程中不可缺少的营养物质;部分有机氮被微生物分解成氨氮后, 也能被植物吸收利用, 植物将吸收的氮素合成蛋白质等有机氮。有研究表明, 与未种植植物的人工湿地相比, 种植了植物的人工湿地硝化作用较强, 显示出更强的去氮能力 研究发现,在处理轻度富营养化水的人工湿地中,植物吸收对氮的去除起着主要作用;氮素积累主要集中在植物的地上部分, 所以通过对植物地上部分的收割可有效地将氮从湿地系统中去除。

  1.1.2 除磷

  无机磷也是植物必需的营养元素,废水中的无机磷被植物吸收及同化,转化成腺嘌呤核苷三磷酸 (ATP) 、脱氧核糖核酸 (DNA) 和核糖核酸 (RNA) 等有机成分,然后通过植物的收割而移除。对有植物和无植物湿地系统进行比较,有植物湿地系统春夏季磷的平均去除率在60%以上,即使在冬季也能达到40%以上,出水水质稳定,而无植物湿地系统磷的去除率仅为28%,且植物的生长状况直接影响去除效果;Cui等 (2011) 用种植风车草 (Cyperus alternifolius) 的垂直流人工湿地系统处理生活污水,风车草的生物量每增加1 000 g,其地上部分TP积累量增加4.9 g;宋英伟等 (2009) 针对太湖富营养化进行的人工湿地试验表明,人工湿地种植植物后对TN、TP的去除率比无植物状态时分别提高13.6%和19.5%。