人工湿地植物的选择

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1、第"C卷第"期湖泊科学’13"CTN’3"%$$E年6月UVWXNIYVZYI@J>&[JN&J>72+3T%$$E人工湿地植物的选择!王圣瑞年跃刚侯文华金相灿!中国环境科学研究院湖泊生态环境研究中心"北京"#$$"%#提要本文阐述了植物在人工湿地中的作用和选择人工湿地植物的一些原则"并分析了人工湿地在我国的应用前景=植物在人工湿地中起着非常重要的作用"不但可以去除污染物质"维持湿地环境"而且具有生态美学和经济价值(选择了人工湿地植物应考虑植物的适应性%耐污能力%净化能力%根系%经济和观赏价值以及物种间的合理搭配=最后指出"人工湿地技术

2、在我国有广阔的应用前景=关键词人工湿地植物选择分类号O4EF=%人工湿地!&’()*+,-*./0.*12(/$是一种人为的将基质%微生物和植物按一定方式配置而成的复合生态系统3采用该技术净化污水始于"456年德国的728912(-:研究所;"<=之后">.?/.1与@?-:,*A于"4B%年提出了根区理论;%<"该理论的提出掀起了人工湿地研究与应用的&热潮’"标志着人工湿地作为一种独具特色的新型污水处理技术正式进入环保领域=该技术具有投资省%运行费用低和处理效果好等优点"在我国具有广泛的应用前景=植物是人工湿地的核心"通过植物不但可以去

3、除污染物"还可以促进污水中营养物质的循环和再利用"同时还能绿化土地"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作用和选择植物的原则"为人工湿地的构建提供理论依据="植物在人工湿地中的作用!"!去除污染物利用人工湿地净化污水最主要的任务是要去除污水中的污染物"其中植物发挥了极其重要的作用=植物通过吸收利用%吸附和富集等作用消除水体中的污染物"主要是植物根系能从污水中吸收营养物质并加以利用%吸附和富集重金属和一些有毒有害物质;6<=吴振斌等通过建立小试系统"对有植物湿地系统和无植物湿地系统进行了比较研究"结果表明有植物

4、湿地系统春夏季平均磷的去除率在C#D以上"即使在冬季也能达到E$D以上"出水总磷浓度达到或低于国家地面水!级标准"处理效果接近二级生化处理厂"而且出水水质稳定"冬季仍能正常运行"而无植物湿地系统磷的去除率仅为%FD;E<=&’’G.+9=的研究也发现"种植水烛和灯心草的人工湿地中氮%磷的含量分别比无植物的对照基质中的含量低"FDH%FD和%$DH6"D;5<"可见水烛和灯心草吸收利用了污水中部分的氮和磷=另一方面是植物根系释放到土壤中的酶等物质可直接降解污染物"且降解速度非常快=美国乔治亚州I*A.()的J9I实验室从淡水沉积物中分离鉴定

5、出脱卤酶%硝酸还原酶%过氧化物酶%漆酶和氰酶等五种酶对污染物降解有重要作用"并发现这些酶均来自植物;C<=>A2112K+2L的研究发现脲酶活性与人工湿地MN的去除率具有较明显的正相关性"几乎达到极显著水平;B<=所以"酶活性将作为挑选合适湿地植物的重要指标之一;F<"研究植物特有酶的降解过程为人工湿地系统的净化潜力提供了有力的证据=!"#维持人工湿地环境人工湿地系统中的植物除了能直接去除污染物外"在维持湿地环境方面也发挥着重要作用=主要是植物在人工湿地系统中起固定床体表面%提供良好过滤条件%防止湿地被淤泥淤塞%为微生物提供良好根区环境以

6、及冬季运行支撑冰面等作用;4<=试验发现"经过6H5个月的污水处理后"不种植物的对照土壤介质板结"!P国家重点基础研究发展规划项目Q%$$%&RE"%6$$S和&FC6’&十五’重大专项Q%##%IIC#"#"6S联合资助=%##6H#6H"B收稿T%$$6H$BH%E收修改稿=王圣瑞T男T"4B%年生T博士=!"湖泊科学!"卷发生淤积!而种有水烛和灯心草的人工湿地渗虑性能好"污水能很快地渗入介质"处理效果十分明显#!$%&植物以多种方式促进微生物分解转化污染物"其中植物为微生物提供生长环境是重要方面"植物向土壤环境释放大量糖类#醇类和酸

7、类等分泌物"细根的腐解也向土壤中补充了有机碳"这些都加强了微生物矿化有机污染的速度’(%&输氧作用也是湿地植物维持湿地环境的重要方面&湿地植物将光合作用产生的氧气通过气道输送至根区"在植物根区的还原态介质中形成氧化态的微环境’!!%"这种根区有氧区域和缺氧区域的共同存在为根区的好氧#兼性和厌氧微生物提供了各自适宜的小生境"使不同的微生物各得其所"发挥相辅相成的作用’!)%&测试小型湿地根区的氧浓度#*+值及氧化能力"发现三者在有植物系统中皆高于无植物系统’!(%,所以"植物对维持人工湿地环境具有重要作用"且这些作用的发挥也为基质和微生物去

8、除污染物提供了有利条件,!"#生态美学价值经过十几年的研究"人工湿地的内涵有了较大的发展"目前已经集多种功能和价值于一身"其中生态美学价值也成为该技术追求的目标之一,充分体现在湿地的清洁性#独