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浅谈人工湿地在大羊坊沟生态修复中的发展应用 冯 杰 沙有生 北京市朝阳区河道管理所 100025 摘 要:对受污染的河道水体进行修复, 已成为社会经济发展及生态环境建设的迫切需要。开发污染水体的生态修 复技术, 是人与自然和谐相处的治污思路。人工湿地是一个完整的生态系统, 它形成了内部的良好循环并具有较 好的经济效益和生态效益, 具有投资低、 出水水质好、 抗冲击力强、 操作简单、 维护和运行费用低廉等优点, 并能改善和美化生态环境。 关键词:污染水体 人工湿地 生态修复 随着朝阳区人口数量的不断增长, 城镇污水处理量日益不足, 大量生活废水和部分工业污水 排入河道, 使河道变成了污水的纳污通道, 河道周围的生态环境也遭受严重破坏。河道污染是对 城镇水资源安全的威胁, 既影响居民身体健康, 又影响经济建设发展。对受污染的江河湖泊水体 尤其是城市河道水体进行修复, 是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要。 目前国际上采用的修复技术主要有三类:(1)化学方法, 如加入化学药剂杀藻、 加入铁盐促进 磷的沉淀、 加入石灰脱氮等, 缺点是易造成二次污染;(2)物理方法, 如疏挖底泥、 机械除藻、 引 水冲淤等, 但往往治标不治本;(3)生态方法, 如放养控藻型生物、 构建人工湿地和水生植被等。 开发污染水体生态修复技术, 是当前水环境技术的研究开发热点。实际上, 大自然在长期发展变 化的过程中, 本身已经具备了自我净化、 自我完善的强大能力, 使得自然界得以持续而有序地运 行。其中水体的自然生物净化能力, 在人类出现之前的远古时期, 就保证了自然界江河湖泊的水 体洁净。目前开发的水体生态修复技术, 实质上是按照仿生学的理论对于自然界恢复能力与自净 能力的强化。按照自然界自身规律去恢复自然界的本来面貌, 强化自然界自身的自净能力去治理 被污染水体, 这是人与自然和谐相处的合乎逻辑的治污思路, 也是一条创新的技术路线。人工湿 地在水体的生态修复中起着十分重要的作用。下面主要就人工湿地在河道生态修复中的发展应用 进行一些探讨。 1.人工湿地 1.1 人工湿地的概念及作用机理 人工湿地是一种人工建造和监督控制的与沼泽类似的地面, 是20世纪70～80 年代蓬勃兴起 的一种废水处理新技术。湿地系统是在有一定长宽比和底面坡度的洼地中由土壤和填料(如砾石等) 混合组成填料床, 废水在床体的填料缝隙中流动,或在床体表面流动, 并在床体表面种植具有性 能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇、蒲草等)形 成一个独特的动植物生态系统, 对废水进行处理。目前, 人工湿地废水处理工艺主要有 3 种形式, 即表面流工艺(SFW)、地下潜流工艺(SSFW)、立式流湿地工艺(VFW)[1]。 人工湿地净化废水的机理十分复杂, 主要存在两种观点。 一种观点认为, 污水中的不溶性有 机物通过湿地的沉淀和过滤可以很快从废水中截留下来,被微小生物加以利用; 可溶性有机物则 可通过生物膜的吸附及微生物的代谢过程被去除。另外一种观点认为, 人工湿地成熟以后, 填料 表面吸附了许多微生物形成的大量生物膜, 植物根系分布于池中, 于自然生态系统中通过物理、 化学及生化反应这三重作用来净化污水。这两种观点虽然有些差异, 但其净化污水的实质基本相 同, 即应用湿地中物理、化学、生物的协同作用来消除污染。物理作用, 即当污水进入湿地, 经 过基质层及密集的植物茎叶和根系, 使污水中的悬浮物固体得到过滤, 截留住污水中的悬浮物并 沉积在基质中。这一过程也有人称之为物理沉积。所谓化学反应, 是指由于植物、土壤一无机胶 体复合体、土壤微生物区系及酶的多样性, 人工湿地污水中的污染物可以通过各种化学反应如化 学沉淀、吸附、离子交换、拮抗、氧化还原等过程得以去除。这些化学反应主要取决于所选择的 基质类型, 例如,含 CaCO3 较多的石灰石有助于磷的去除, 含有机物丰富的土壤有助于吸附各种 污染物。一般地, 去除有机污染物主要是依赖系统中的生物与其发生生化反应。德国学者 Kickuth 认为, 由于生长在湿地中的挺水植物对氧的运输、释放、扩散作用能将空气中的氧气转运到根部, 再经过植物根部的扩散, 在植物根须周围微环境中就会有大量好氧微生物将有机物分解, 提高对 生物难降解有机物的去除效果。在根须较少达到的地方将形成兼氧区和厌氧区, 有利于硝化、反 硝化反应