人工濕地及其影響因素簡(jiǎn)述

賈世杰

（青島理工大學(xué) 山東青島 266033）

隨著農(nóng)村生活水平的提高和城鎮(zhèn)化的加速，人均需水量不斷提高，農(nóng)村污水產(chǎn)生量也不斷增加。污水種類也不斷增加，由原來(lái)僅有生活污水發(fā)展到包含生活污水和養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)等工業(yè)廢水的混合污水。這些污水大多數(shù)沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理直接排放水體。據(jù)報(bào)道，我國(guó)農(nóng)村每年大約有3000t污水直接排入河道、湖泊等水體，造成自然水體的污染。這不僅影響到農(nóng)村飲用水源地的安全，還可能造成病原菌的傳播。目前成熟的城市污水處理技術(shù)雖然處理效果好，但要求污水來(lái)源相對(duì)集中，污水量穩(wěn)定，無(wú)法滿足農(nóng)村污水來(lái)源分散，污水量較小，水量不穩(wěn)定的特點(diǎn)。

（3）過(guò)分重視專業(yè)素養(yǎng)而忽略綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，高校在培養(yǎng)小語(yǔ)種人才時(shí)，不僅要重視學(xué)生的對(duì)知識(shí)系統(tǒng)的掌握，并掌握基本的聽(tīng)說(shuō)讀寫能力外，還能夠在本專業(yè)進(jìn)行更廣泛、更深入的研究。但目前高校教師教學(xué)重點(diǎn)在語(yǔ)法等方面，從而使培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生成為“啞巴外語(yǔ)”不能夠真正的在實(shí)際中應(yīng)用，因此高校的及哦啊學(xué)方式也面臨轉(zhuǎn)型。

濕地指天然或人工形成的沼澤地等帶有靜止或流動(dòng)水體的成片淺水區(qū)，還包括在低潮時(shí)水深不超過(guò)6米的水域。人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的地面，將污水有控制的投配到人工濕地上，污水在沿一定方向流動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污水進(jìn)行處理的目的。

人工濕地處理系統(tǒng)不僅運(yùn)行管理方便、脫氮除磷效果好、出水水質(zhì)好，而且具有一定的景觀效應(yīng)，在農(nóng)村污水處理中具有廣闊的前景。

1 人工濕地處理系統(tǒng)的構(gòu)成

填料、植物、微生物（細(xì)菌、真菌）和動(dòng)物是構(gòu)成人工濕地系統(tǒng)的主要組成部分。

土壤，是由一層層厚度各異的礦物質(zhì)成分所組成大自然主體，廣泛存在于地殼上。土壤中富含的有機(jī)質(zhì)和植物所需礦物元素，可以為植物的生長(zhǎng)提供充足的營(yíng)養(yǎng)。疏松的土壤微粒組合起來(lái)，形成充滿間隙的土壤的形式，空隙間充滿水和空氣，為植物和微生物的呼吸提供氧氣。根據(jù)土壤顆粒的大小和土壤的疏松程度，土壤表現(xiàn)出不同的形態(tài)，對(duì)植物和微生物的生長(zhǎng)的影響也不盡相同。當(dāng)土壤基質(zhì)Eh=-200mV，濕地對(duì)和TN去除效果較好；Eh=200 mV，有利于TP和COD的去除。粉砂質(zhì)土壤對(duì)和COD有較好的去除效果；黏土對(duì)TN和TP去除率更高。

按照系統(tǒng)布水方式的不同或水在系統(tǒng)中流動(dòng)方式的不同，一般可將人工濕地分為4種類型：自由表面流、水平潛流、垂直潛流和潮汐潛流濕地[2]。

徐德福等的研究表明蚯蚓的引入對(duì)植物的凈光合和蒸騰作用有較大影響，對(duì)蘆葦?shù)挠绊懹葹槊黠@，凈光合作用提高了81.4%，蒸發(fā)、蒸騰量增加了92.1%。蚯蚓加入后對(duì)COD的去除效果影響最為明顯，最高達(dá)79.6%，對(duì)、TN、TP的去除效率也有所提高，分別為6.6%、6.8%、4.6%[9]。

微生物是人工濕地凈化污水不可或缺的重要組成部分。人工濕地中的微生物主要去除污水中的有機(jī)物質(zhì)和氨氮，某些難降解的有機(jī)物質(zhì)和有毒物質(zhì)可以通過(guò)微生物自身的變異，達(dá)到吸收和分解這些有機(jī)物質(zhì)和有毒物質(zhì)的目的。

2 人工濕地的類型

填料也成基質(zhì)，一般由土壤、細(xì)沙、粗沙、礫石、碎瓦片或灰渣等構(gòu)成。填料不僅是植物和微生物的生長(zhǎng)介質(zhì)，還可以通過(guò)吸附、過(guò)濾和沉淀作用直接去除污染物。

3 人工濕地影響因素

3.1 植物對(duì)濕地系統(tǒng)的影響

人工濕地系統(tǒng)中常用的植物有蘆葦、燈芯草、香蒲、香根草等。不同植物種類和植物量對(duì)濕地系統(tǒng)的處理效果有較大影響。王永秀等[3]的研究表明蘆葦、象草、風(fēng)車草、再力花、香根草對(duì)COD、TP的綜合去除能力逐漸減弱。陳俊宏等[4]的研究表明美人蕉對(duì)總磷和氨氮的去除率明顯高于其他實(shí)驗(yàn)植物。暨南大學(xué)石磊等人對(duì)濕地系統(tǒng)植物量對(duì)水質(zhì)的凈化效果進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)各種植物的處理效果與植物量呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)。不同種類的植物，對(duì)COD、BOD5、TN、NH4-N的去除率與生物量年產(chǎn)率呈明顯的正相關(guān)。蘆葦分布廣泛，我國(guó)大部分地區(qū)都可種植，植株高大，生物量和生物量年產(chǎn)率高，對(duì)COD、BOD5、TN、NH4-N去除率高，強(qiáng)大的根系可以防治濕地水土流水。成片的蘆葦蕩開(kāi)花季節(jié)有較高的欣賞價(jià)值，收割的蘆葦是優(yōu)良的造紙?jiān)?，是一種優(yōu)良的人工濕地植物。

基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的虛擬品牌社區(qū)意見(jiàn)領(lǐng)袖識(shí)別研究——以魅族Flyme社區(qū)為例 魏思敏,張憲華,張禎,孟慶春,張夏然(11-26)

3.2 基質(zhì)對(duì)濕地系統(tǒng)的影響

理論上來(lái)說(shuō)，內(nèi)部控制就是指企業(yè)一定程度上為了實(shí)現(xiàn)自身的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，保護(hù)企業(yè)財(cái)產(chǎn)的安全性和完整性，保證企業(yè)會(huì)計(jì)信息的準(zhǔn)確性，從而確保企業(yè)制定的經(jīng)營(yíng)方案能夠被有效執(zhí)行，進(jìn)而企業(yè)通過(guò)對(duì)內(nèi)部的調(diào)整和自我約束以及規(guī)劃和評(píng)價(jià)來(lái)保證企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的有效性和經(jīng)濟(jì)性。

基質(zhì)是人工濕地系統(tǒng)中重要組成部分，不僅為植物的生長(zhǎng)提供依托，還是微生物生長(zhǎng)繁殖的重要載體。基質(zhì)的空隙還是氧氣存在的空間，為微生物和植物的根系呼吸提供氧氣。Vacca等的研究表明，人工濕地對(duì)有機(jī)物起去除作用的主要是基質(zhì)中的微生物，而基質(zhì)中硝化菌、反硝化菌的代謝作用是人工濕地去除氮的主要途徑。不同基質(zhì)對(duì)污水的處理效果具有顯著影響。目前常用的基質(zhì)材料有煤渣、沸石、草炭、蛭石、頁(yè)巖、砂和各種土壤等以及不同基質(zhì)的組合，各種常用的基質(zhì)及其對(duì)污水的處理效果比較見(jiàn)表1。

表1 不同基質(zhì)濕地處理效果

陳先生帶女兒去商場(chǎng)，人多，走散了，陳先生四處尋找，正著急，聽(tīng)到廣播：“陳X X小朋友,你媽媽在1樓服務(wù)臺(tái)等你，聽(tīng)到廣播后請(qǐng)……”陳先生納悶，這孩子名字咋跟自己一樣？到一樓一看，女兒在那候著呢！問(wèn)其：“為何不說(shuō)陳X X先生，你女兒在一樓等你？”，答曰：“怕有壞人聽(tīng)到，冒充家長(zhǎng)把我強(qiáng)行擄走……”

蚯蚓通過(guò)對(duì)有機(jī)質(zhì)的消化分解，改善了微生物的生活環(huán)境，增加了微生物的數(shù)量。蚯蚓人工濕地細(xì)菌數(shù)量比對(duì)照組高出1.4～2.1倍，氨化細(xì)菌高出1.2～2.7倍[10]。蚯蚓通過(guò)對(duì)植物根系生長(zhǎng)的促進(jìn)和細(xì)菌數(shù)量增加，也增加了基質(zhì)中脲酶的數(shù)量。有研究表明，脲酶活性和氮的去除率有較明顯的正相關(guān)性。

3.3 蚯蚓對(duì)濕地系統(tǒng)的影響

蚯蚓是對(duì)環(huán)節(jié)動(dòng)物門寡毛綱類動(dòng)物的通稱。蚯蚓的運(yùn)動(dòng)和排泄物對(duì)改善土壤的質(zhì)量非常有益，可使土壤的透氣性保持良好，增加土壤有機(jī)質(zhì)并改善結(jié)構(gòu)，還能促進(jìn)酸性或堿性土壤變?yōu)橹行酝寥?，增加磷等速效成分，使土壤保持健康狀態(tài)。一只健康的蚯蚓每年能翻轉(zhuǎn)一英畝中的20~40t泥土。蚯蚓作為分解者引入人工濕地系統(tǒng)，可以豐富濕地食物網(wǎng)，延長(zhǎng)食物鏈，提高人工濕地的凈化能力。

濕地中生長(zhǎng)的植物包括挺水植物、沉水植物和浮水植物。植物的存在可以固定床體表面、提供良好的過(guò)濾條件、防治濕地被淤泥阻塞、為微生物提供良好根區(qū)環(huán)境[1]。

合肥至淮南，兩個(gè)半小時(shí)車程。妻子下午兩點(diǎn)多鐘走進(jìn)家門，一屁股坐在客廳沙發(fā)上，“哇哇啦啦”，失聲哭起來(lái)。我丈二和尚摸不著頭腦，心想她是在合肥跟大姐發(fā)生了爭(zhēng)吵，或是半路上遇見(jiàn)了不良路人？妻子一邊哭一邊說(shuō)，我在家待一個(gè)好好的，干嗎要去合肥自找不自在。我好不容易聽(tīng)明白緣由，心里輕松地笑起來(lái)說(shuō)，不是紅斑狼瘡不好嗎？花一點(diǎn)錢算什么！妻子說(shuō)，這是花錢的事嗎？明明就是一個(gè)坑害人的騙局！我說(shuō)，或許醫(yī)生懷疑紅斑狼瘡，自有他的道理。妻子說(shuō)，你不知道我上午半天是怎么過(guò)來(lái)的，那一刻我跳樓去死的心都有了。妻子不是心疼錢，是受到了大驚嚇。

從表1中可以看出，不同的基質(zhì)對(duì)于污水的處理效果影響較大，和TP的去除率在30%～90%之間變動(dòng)。同一基質(zhì)對(duì)所有污染物的去除效率不能同時(shí)達(dá)到最大值。

3.4 溫度對(duì)濕地系統(tǒng)的影響

溫度對(duì)濕地系統(tǒng)的影響主要有兩方面，一是對(duì)植物的影響，一是對(duì)微生物的影響。

溫度對(duì)植物的影響不僅表現(xiàn)在對(duì)植物總量的影響，還能決定濕地的優(yōu)勢(shì)物種。濕地系統(tǒng)氮的去除主要依靠硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的作用。溫度對(duì)硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖和活性都有較大影響。硝化反應(yīng)在10℃以下就會(huì)受抑制，在6℃以下速率急劇下降[11]，在4℃以下基本停止[12]。反硝化反應(yīng)速率在15℃以下急劇下降[13]。當(dāng)溫度低于4℃時(shí)，生物處理廢水的效率接近于零[14]。對(duì)于我國(guó)北方地區(qū)，冬季氣溫可以達(dá)到零度以下，植物地上部分死亡，微生物活動(dòng)基本停止，污水處理效率急劇下降。需采取措施才能保證濕地系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.5 負(fù)荷對(duì)濕地系統(tǒng)的影響

負(fù)荷是影響人工濕地系統(tǒng)處理能力的首要因素，是集中反映人工濕地工作性能的重要參數(shù)。負(fù)荷分為水利負(fù)荷和污染負(fù)荷。

“那不行，”何北說(shuō)“咱爺爺多要面兒呢，寶貝孫子讓人女的給蹬了，他老人家還不得心梗，再說(shuō)你媽還不打上門兒去？”

污水中的各種污染物質(zhì)是污水處理中要去除的對(duì)象，也是濕地中植物和微生物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。一般來(lái)說(shuō)，適當(dāng)?shù)奈廴矩?fù)荷才能保證人工濕地系統(tǒng)的正常運(yùn)行，進(jìn)水中過(guò)高或過(guò)低的污染負(fù)荷均會(huì)降低其處理效率。過(guò)高的污染負(fù)荷還可能造成基質(zhì)的堵塞和影響植物的生長(zhǎng)。研究發(fā)現(xiàn)一定范圍內(nèi)，TN、NH4-N及TP的去除率一般隨著進(jìn)水濃度的增加而增加；而COD、BOD及SS去除率隨著進(jìn)水濃度的下降而逐漸下降。

水力負(fù)荷是影響人工濕地系統(tǒng)處理效率的另一個(gè)重要因素。過(guò)低的水力負(fù)荷，人工濕地系統(tǒng)的處理能力得不到充分利用，造成資源的浪費(fèi)；過(guò)高的水力負(fù)荷則會(huì)對(duì)濕地造成沖擊，降低濕地的處理效率，造成污水排放超標(biāo)，嚴(yán)重的還會(huì)造成濕地系統(tǒng)的崩潰。

4 展望

人工濕地系統(tǒng)作為一種具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低，管理方便、兼有綠化功能等特點(diǎn)的污水處理系統(tǒng)，正在廣泛用于中、小城鎮(zhèn)的污水處理、江河湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化處理和城市園林。影響人工濕地系統(tǒng)運(yùn)行效果的因素較多，各因素相互聯(lián)系相互影響，很難確定一定的運(yùn)行條件。

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