木本植物在潜流人工湿地用木本植物在潜流人工湿地应用.doc

木本植物在潜流人工湿地应用 摘要：潜流型人工湿地作为人工湿地的一种类型，因其污水处理效率高，占地面积相对较少，因而在污水处理中得到了广泛的应用。，从目前已有的人工湿地工程实践来看，在冬季时，除了华南温暖地区的植物没有出现由于低温致地上部枯死外，我国大部分地区的人工湿地植物都会出现地上部枯死的问题。由于冬季植物效应的丧失，从而影响冬季人工湿地污水处理和景观效果． 因此，寒冷气候 条件下人工湿地植物的应用是湿地技术的难点，也会极大地限制了人工湿地技术的推广应用。 1.水污染现状及其修复 水是人类赖以生存的资源,然而随着社会经济的发展,工业化进程的推进,人类的活动给生存环境造成了巨大的压力,水体污染现状已严重危害到人类的健康与发展。据2005年中国环境状况公报[1],2005年,长江、???河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河等七大水系总体水质与2004年基本持平。七大水系的411个地表水监测断面中,I一III类、IV一V类和劣V类水质的断面比例分别为41%、32%和27%,主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类。28个国控重点湖(库)中,满足11类水质的湖(库)2个,占7%;m类水质的湖(库)6个,占21%;W水质的湖(库)3个,占11%;V类水质的湖(库)5个,占18%;劣V类水质湖(库)12个,占43%。其中,太湖、滇池和巢湖水质均为劣V类。主要污染指标为总氮和总磷。 水环境修复技术主要分为物理方法、化学方法和生物一生态方法。其中常用的物理方法有:①冲刷/稀释;②曝气复氧;③机械除藻;④疏浚底泥。化学方法有:①化学沉淀法;②钝化法;③酸碱中和;④化学除藻等。生物一生态法有:①构建人工湿地;②植被群落恢复;③生物操控等。其中物理和化学方法成熟、常见,应用历史相对较长,但运行成本高,管理复杂:生物一生态水体修复技术,包括人工湿地技术,是当前水环境修复技术的研究热点。 人工湿地能够利用基质、微生物和植物复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化,有效的去除化学需氧量、悬浮固体、氮、磷、重金属、有机化合物和致病菌。同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长并使其增产,实现污水的资源化与无害化。 2.人工湿地概述 2.1人工湿地构成 湿地中生长的植物统称为湿地植物。在人工湿地中种植,其分类为:(1)水生类型:包括:①挺水植物:常见有卢華、蒲草、莲、水库、荷花、香蒲等;②浮水植物(漂浮植物):槐叶萍、凤眼莲和浮萍等;③浮叶植物:睡莲、存菜、菱、中华萍蓬草等;④沉水植物:苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻等。(2)湿生类型:包括:①湿生草本植物:玉带草、姜花、海芋、美人蕉、文珠兰、水仙等;②湿生木本植物:水杉、水松、垂柳等。(3)陆生类型:包括:①陆生草本植物:可以适应潜流人工湿地环境的各种耐污、观赏草本植物,如五月菊、金盖菊、香石竹、金鱼草、虎耳草等;②陆生木本植物:可以适应潜流人工湿地环境的耐污、观赏木本植物,如夹竹桃、木槿、女贞[2]等。 人工湿地中的基质又称为填料、滤料,一般由土壤、细砂、粗砂、砾石、沸石、碎石、钢渣等构成。基质在人工湿地中具有重要作用:①为植物生长提供物理支持,合适的基质深度足以支持和固定植物的根系生长;②通过过滤、沉淀、吸附作用去除污水中的不溶性颗粒物;③为微生物生长提供稳定的依附表面;④某些基质对氮、磷等营养物存在特定的吸附、吸收作用,如沸石对氨氮有选择性吸附作用,钢渣对磷有很强的吸附沉淀作用等。 微生物是有机物降解的主体,其代谢活动是人工湿地系统净化有机物的主要机制。在湿地处理系统中,同时存有微生物的好氧、缺氧和厌氧过程。水生植物通过通气组织将氧气输送到植物根区,在根系表面和附近区域形成好氧生境,在好氧区域内,好氧微生物将废水中的有机物质氧化为COZ和HZO。而在离根区稍远的厌氧区域,有机物则被厌氧细菌分解发酵。有机氮首先在氨化细菌的作用下转化为氨氮,接着在硝化细菌的作用下氧化生成硝酸盐,硝酸盐可在反硝化细菌的作用下还原成为氮气。 2.2人工湿地分类 根据湿地中水面位置不同,人工湿地通常分为表面流人工湿地系统(Free Water Surface Constructed Wetiands,简称FWS型人工湿地)和潜流人工湿地系统(subface Flow Constructed wetland,简称SSr型人工湿地)[3]. 2.2.1表面流人工湿地系统 表面流人工湿地在内部构造、生态结构和外观上都十分类似于天然湿地,但经过科学的设计、运行管理和维护,去