人工湿地中微生物分布组成研究

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人工湿地中氮代谢微生物的共存策略及机理

一
般认为，污水处理过程中氮元素主要通过生物
氨氧化反应等微生物反应也逐渐引起人们的重视。
１．１硝化一反硝化反应
一
反应去除。由于氮元素价态多（５３，但＋～）存在形式复杂，其转化过程涉及多种生物和非生物反应，多种需
硝化反应在氮元素去除过程中起主导作用，年厌氧近
表１人工湿地中的氮转化途径
氮转化反应
氮的形态转化
是否能除总氮
对除氮的贡献率，％
人工湿地中转化速率Ｉ
４农塑环境与发０
０年第ｌｌ２麓
环境整治・ＮＩＥＶＲ．ＣＯＮＲＴＯＬ
般认为硝化一硝化是传统的微生物脱氮途反
氮代谢微生物参与。由于人工湿地可为氮代谢微生物提供好氧、缺氧、厌氧等相互交叉的环境，多种氮代谢
微生物可相互依存，为有利，高人工湿地的脱氮互提
径，该反应由几类生理功能差异很大的微生物协同完成。硝化反应是由两类微生物参与的两步反应（应反式（）（），要包括将Ｎ４Ｎ转化为ＮＮ的氨１、２）主Ｈ＋一Ｏ－＿氧化菌（Ｏ和将ＮＮ转化为Ｎ３Ｎ的亚硝酸ＡＢ）Ｏ一－Ｏ－－
Hale Waihona Puke 兼性化能自养纯培养：５３２～５℃；土壤３～Ｏ℃；Ｏ４最低：４
化能异养型

人工湿地植物与微生物特征

人工湿地植物与微生物特征引言湿地植物是人工湿地的重要组成部分，不但可以吸收、降解水体中的污染物质，还能形成景观要素、美化环境。

但不同的湿地植物生活习性、去污能力等存在一定差异，所以湿地植物的科学选择以及合理配置是人工湿地的功能与作用得以实现的前提和基础，对污水处理效果和景观要素形成具有重要的影响，是人工湿地设计过程中必须考虑的问题。

适宜的湿地植物不仅可以提高污水净化效果，方便后期管理，而且能增加景观效果。

1 人工湿地植物的根际效应1.1 泌氧能力植物根系泌氧是指湿地植物通过光合作用和大气吸收的氧气从根系直接释放到外界环境中。

根据德国学者Kickuth的根区法理论，湿地挺水植物对氧气具有输送、释放、扩散作用，能够将空气中的氧转运到根部，再经过植物根部的扩散，在植物根须周围环境中依次出现好氧区、兼氧区和厌氧区，从而使人工湿地的填料和植物的表面存在大量的厌氧、好氧和兼性菌群。

研究发现水生植物的泌氧速率远比空气中氧气向人工湿地液面扩散的速率大，因此湿地植物的泌氧功能对人工湿地降解污染物耗氧的补充量远大于由空气扩散所得氧量。

湿地植物的根系泌氧能力受到多种因素影响，如湿地植物根系特点、光照条件、基质特性等。

不同湿地植物根系的通气组织构造有所差异，其根孔隙率也有所不同，导致植物对氧的输送、释放的能力不同。

芦苇、菖蒲、风车草等常见的湿地植物的根具有纤维状的多孔结构，根孔隙率分别为40%、26%和32%，输氧泌氧能力也相对较强。

Li等比较了黄菖蒲、灯心草、美人蕉等6种湿地植物，发现黄菖蒲的根系扎根较深，泌氧能力位列中等，但表现出对水体中总氮最好的净化效果。

此外，湿地植物的泌氧能力还与光照强度有关，原因在于光照能够促进湿地植物的光合作用以及加快植物体与外界环境的气体交换速度，一般情况下植物光合作用速率最高时，植物泌氧速率最快。

湿地基质作为根系泌氧的气体传输介质，其孔隙率、还原物质含量、重金属含量等也会影响根系泌氧速率。

利用磷脂脂肪酸表征人工湿地微生物群落结构

２ａｕｔｎｖｒｉｆＣｉｅｅＡａｅｆＳｉｎｅ，ｅｉｇ１０４，ｈｎ）ＣｉａＥｖｏｍｎａｃｅｃ，０６．ｄａＵｉｅｓｙｏｈｎｓｃｄｍｙｏｃｅｃｓＢｉｎ０９Ｃｉａ．ｈｎｎｉｎｅｔｌｉｎｅ２０，Ｇｒｅｔｊ０ｒＳ
ｗｅｌｎＬＡｓｗａｉｌｈａｕａｅａｔｃｄｂｎｈｄｆｔｃｄａｄｍｏｏｎａｕａｅａｔｃｄｈｏｔｎｓｏｔｄＰＦｓｍａｎｙｔｅｓｔｒｔｄｆｔａｉ，ｒｃｅｔａｉｎｎｕｓｔｒｔｄｆｔａｉ；ｔｅｃｎｅｔｆａｙａａｙｙｐｌｕｓｔｒｔｄｆｔｃｄａｄｃｃｏｒｐｎａｔｃｄｗｅｅｒｌｔｅｙｓｌｉｍｏｎ．ｅｒｔｓｏｈｒｃｅｉｉａｔｏｙｎａａｅａｔａｉｎｙｌｐｏａｅｆｔａｉｒｅａｉｌｍａｌｎａｕｔＴｉｆｃａａｔｒｔｆｔｕｙｙｖｈａｏｓｃｙａｉｕｍｉｅｅｔａｉｒｕｉｎｐｔｒ．ｅａｒｂｃｐｏａｙｔｓｉｕｓｒｔｓｒｒｄｍｉａｔｒｕｓｎｘｒｈｃｄｓｂｔｄｖｒｃｌｓｉｔａｔｎＴｈｅｏｉｒｋｒｏｅｓｂｔａｅｅｐｅｅｎｗｅｇｗｅｅｔｅｇａｐｓｔｅｂｃｅａａｄｏｈｒａａｒｂｃｂｃｅａａｄｍｉｒｕａｏｅｃｕｉｄｔｅｌｗｅｔｒｐｒｏ．ｅｓａｉｉａｒｍ－ｏｉｖａｔｒｎｔｅｎｅｏｉａｔｒ；ｃｏｅｋｒｔｓｏｃｐｅｈｏｓｏｏｔｎＴｈｔｔｔｌｉｉｉｎｙｐｉｓｃ

人工湿地植物的研究进展

ＬｉＣｈｎＬｉｈｎｆｅｇ，ｅｇａＳ
人工湿地（ｏｓｕｔｄＷｅｌｄ是一种人为地将果好，Ｃｎｔｃｔｎ）ｒｅａ反应速率也大。ｅｎｓＦｎｅｓｙ等人ｌ７】究表明，的研空气
基质、微生物和植物按一定方式配置而成的复合生态中的氧气向水中的扩散速率远小于各种水生植物根
了分析．并对人工湿地植物今后的研究重点进行了展水中的大肠杆菌和病毒『。８］等望，以期为类似研究提供参考。
１人工湿地植物的作用
总的来说，物的作用可分为直接净化作用和间植
接净化作用。直接净化作用是指植物通过吸收、附和吸
归纳为以下几个方面Ｉ：直接吸收、 ¨］ ① 利用污水中可指植物能为湿地系统其他去除污水中污染物的过程如加利用态的营养物质，吸附和富集重金属及有毒、害提供有利的环境（向植物根区供氧、强水力传导有
摘
要：工湿地因其去污效果好、行费用低而被广泛应用于污水处理中。地植物在其中起着重要作用。述了人工人运湿论
湿地植物的作用、污机理及植物资源．望了今后的发展重点，去展以期为类似研究提供参考。
而植物根系表面也是重金属和一些有机物沉积植物是人工湿地的最重要组成部分【。笔者从人工湿表面．２］地植物的作用、净化机理和湿地植物资源等方面进行的场所。有些植物（芦苇）如的根系分泌物还能杀死污

人工湿地微生物群落特征及分布规律研究进展

境中生存，分种，有的种生产有机酸或转化甾族化合物能力很强
布较广
3 梨头属
Absidia 分布在土壤、常为生产污染菌，其中有的是人畜的病原菌，对甾族化合
酒曲和粪便物有较强的转化能力
中
4 酵母菌 Saccharomyc 分布极广，酒与人类生活密切相关，是人类生产和生活用菌，也是常见
属
es
3．影响微生物生态分布的因素
3．1 营养物质
营养物质和能量是生物新陈代谢的基础，微生物的营养要素包括无机营养物质和有机营养物质，而人工湿地中微生物的营养来源完全取决于废水的组成。一般情况下，矿物元素不至于缺乏，但有些废水氮源相对缺乏，而有时在脱氮过程中碳源又显得不足，有机碳浓度低会降低反硝化速率[23-24]。Lloyd 等[25]对人工湿地微生物还原硫酸盐的研究表明，向废水中加入蔗糖和NH4Cl 后，微生物能去除90%以上矿排水中的硫酸盐，并生成硫化物，但在对照试验中( 没有加蔗糖或NH4Cl) 硫酸盐没有被还原；溶解性氮浓度决定了硫酸盐还原的速率和程度，是反应的限速因子；固氮菌是硫酸盐还原系统微生物群落的重要组成之一。对人工湿地中微生物胞外酶的研究表明, 其产量和活性受碳源数量和质量的调控，一些酶被诱导，而另一些酶被抑制。Shackle 等[26]研究发现，加入不同浓度的纤维素和葡萄糖对磷酸酶活性的影响不明显，对硫酸酯酶活性有抑制作用，而葡萄糖苷酶活性逐渐增加。
-1-

表1 主要真菌类群[4-9]
序中文名
学名
生存环境
作用
号
1 根霉属
Rhizopus 在自然界分分解淀粉能力很强，是酿酒的重要菌种。根霉还可以用来
布很广
生产有机酸，转化甾族化合物等

利用磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记法分析人工湿地根际土壤微生物多样性

Keywords: constructed wetlands;rhizosphere;microorganism;phospholipid fatty acids;diversity
0 引言
人工湿地作为一种高效率、低成本、抗冲击、维护
生化作用等过程的主要驱动者是微生物 [ 3] 。因此,
第 38 卷第 11 期
环境工程
Environmental Engineering
2020 年 11 月
Vol. 38 No. 11
Nov. 2020
利用磷脂脂肪酸( PLFAs) 生物标记法分析
人工湿地根际土壤微生物多样性
孙和泰 1 华伟 1 祁建民 1 黄治军 1 杜存浩 2 武晗琪 2 倪利晓 2∗
行 GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标
准》一级 A 标准。 4 组人工湿地主要设计运行参数见
表 1。
表 1 4 组人1 Main design and operation parameters of four groups of constructed wetlands
DOI:10. 13205 / j. hjgc. 202011017
ANALYSIS ON MICROBIAL DIVERSITY IN THE RHIZOSPHERE OF CONSTRUCTED
WETLANDS BY PHOSPHOLIPID FATTY ACIDS BIOMARKERS
SUN He-tai 1 , HUA Wei 1 , QI Jian-min 1 , HUANG Zhi-jun 1 , DU Cun-hao 2 , WU Han-qi 2 , NI Li-xiao 2∗

人工湿地的分类及结构

人工湿地的分类及结构目录1人工湿地的定义 (1)2 人工湿地的分类及结构 (1)2.1按湿地植物种类 (1)2.2按湿地功能定位和用途 (2)2.2.1 水质处理型人工湿地 (2)2.2.2 生境支持型人工湿地 (3)2.2.3 景观游憩型人工湿地 (3)2.2.4 雨洪调蓄型人工湿地 (4)2.3按水的流动状态 (4)2.3.1 表面流湿地 (4)2.3.2 水平潜流湿地 (5)2.3.3 垂直潜流湿地 (6)人工湿地的分类及结构1人工湿地的定义湿地是一种具有多功能的生态系统，被誉为“地球之肾”，具有保持水源、净化水质、蓄洪防早、调节气候和维护生物多样性等重要作用。

《湿地公约》将其定义为：不问其为天然或人工长久或暂时性的沼泽地、泥炭地水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过6 m的水域。

自然湿地和人工湿地是自然界中常见的两类湿地。

美国湿地专家博士Hammer等将人工湿地定义为：“一个为了人类利用和利益，通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水植被、动物和水体组成的复合体”。

具体地，人工湿地就是通过模拟天然湿地的结构与功能，选择适宜的地理位置、地形，根据人们的需要人工建造和监督控制的湿地。

因此，人工湿地的概念有广义和狭义之分。

广义的人工湿地是指人类为满足生产、生活、防灾、污水处理等目的人工修的湿地（如塘坝、鱼塘、水景、稻田、水库、潜流湿地等）。

它以人类利益为主要目标，以社会服务为主要功能，不仅可以用于污水处理，还可以用于营造景观、恢复自然湿地等，因此可称为“功能性人工湿地”。

其中，主要用于实现水质改善功能的人工湿地，可以称为水净化人工湿地。

它可以分为水生植物系统（包括浮水植物系统、沉水植物系统、挺水植物系统）和湿生（耐湿）植物系统。

本文所指的人工湿地是狭义的人工湿地，即人工湿地污水处理系统。

人工湿地污水处理系统是人工建造的、可控制的和人工化的湿地系统，其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行污水处理。

人工湿地净化机理

人工湿地净化机理人工湿地是植物（水生植物或沼生植物等）、微生物 (细菌和真菌等)和填料基质（碎石、基质（碎石、陶粒等）三个相互依存要素的有机组合系统。

依附在填料基质中生存的微生物在有机污染物的去除中起到主导作用，湿地植物的根茎将氧气带人周围的填料基质中，但远离根部的环境仍处于厌氧状态，这就形成了一个环境的变化区，从而提高了人工湿地去除复杂污染物和难处理污染物（重金属等）的能力。

大部分有机污染物和含氮化合的去除是靠机制中的微生物，但某些污染物如重金属、硫磷等可通过填料基质、植物吸收作用降低浓度。

一、人工湿地去除有机污染物机理人工湿地的最为显著特点就是对有机污染物去除能力较强。

污水中的可溶性有机污染物通过水生植物根系处的生物膜的吸附、吸收代谢降解过程而被分解除去；而污水中的不溶性有机物经过湿地填料基质的过滤、沉淀，可以被迅速截留下来，从而被微生物吸收利用。

污水中大部分有机污染物最终是被异养微生物转化为微生物有机体及释放到环境中的CO2和H2O，这些新生的微生物有机体通过填料基质定期更新最终从系统除去。

微生物降解有机过程又可以分为好氧降解和厌氧降解部分。

好氧异养微生物通过好氧降解将有机污染降解为二氧化碳；兼性厌微生物和专性厌氧微生物将有机污染分解为氢、脂肪酸类有机物、醇类、二氧化碳和水；其他专用细菌（如硫酸盐还原菌和产甲烷菌等）通过厌氧降解将有机污染物分为甲烷、二氧化碳、硫氢。

同时有研究指出植物的存在利于加速微生对机污染物的矿质化和腐殖化过程。

二、人工湿地去除含氮污染物机理人工湿地对污水中的含氮污染物的去除主要依靠填料基质中的微生物（硝化细菌与反硝化细菌等）的氨化、硝化和反硝化作用来实现的。

氮在湿地系统中循环变化包括了7种化合价态（-3、0、+1、+2、+3、+4、+5价），并且在多种有机形式与无机形式之间转换。

市政污水中的氮主要以氨氮和有机氮两种形式存在。

大部分有机氮都可以被微生物降解成为氨氮，因此研究中对于无机氮的去除更为关注。

人工湿地技术处理河道污水

人工湿地技术处理河道污水作者：赵文岗来源：《城市建设理论研究》2014年第04期摘要：随着国民经济的发展，农业面源、工业点源及城镇生活污水的不断增加，面对污水处理和水质管理则明显落后，大量直接排出的未经处理污水已造成水体环境严重污染，同时湖泊水体的富营养化问题也越来越严重，人工湿地的生态系统在对河道污水的处理中取得了十分满意的社会环境效益。

基于此，本文对人工湿地技术处理河道污水进行了研究。

关键词：人工湿地技术河道污水中图分类号： TU992 文献标识码： A引言水是人类赖以生存的重要物质条件之一，长期以来，人类对水的不合理使用和工农业用水的严重污染，使大量的污水被排入到河道内，带来了严重的河道污染问题，呈现出脏、乱、差、臭的恶劣环境。

水体污染使人类可利用的水资源逐年减少，华北地区水资源危机更是突出，在这种形势下，南水北调工程应运而生。

但是，大量外源水的调入，将会产生更多的工业污水、生活污水以及污水处理厂排放的水，这些污染水体最终会被排入河道，带来河道污染，破坏沿岸生态环境，影响沿岸居民正常生活和生产，限制区域经济的发展，因此迫切需要对污染河道进行治理。

目前在国内外河道污水治理方式中，常见的治理方式有：河道曝气技术、人工浮岛技术、投菌法、混凝法、氧化还原法、生物膜技术、人工湿地技术等。

一、人工湿地1、人工湿地概念湿地系指不问其为自然或人工、长久或暂时之沼泽地, 湿原, 泥炭地或水域地带; 带有或静止或流动, 或为淡水, 半咸水或为咸水水体者, 包括低潮时水深不超过6m 的水域。

湿地是陆地与水体之间的过渡地带, 是一种高功能的生态系统, 具有独特的生态结构和功能。

对于保护生物多样性, 改善自然环境具有重要作用。

由于人类的不合理开发, 湿地资源在我国受到很大破坏。

在特殊时期和环境条件下, 研究和建立人工湿地生态系统是对自然湿地生态系统的适度补充, 也是对其功能退化的恢复性建设。

人工湿地是一种由人工建造和监督控制的, 与沼泽地类似的地面。

城市人工湿地植物物种筛选、配置优化研究

摘要：人工湿地在城市生态系统中发挥着涵水蓄水、污水处理、美化环境等重要作用，尤其是在污水处理方面；但目前，我国人工湿地还存在植物种类贫乏、物种配置不合理等问题，尤其是在中高纬度地区，由于温度的限制，还存在人工湿地处理污水效率低等问题。

本研究通过湿地植物的优化筛选、多种植物的合理搭配的研究，筛选出具有较高污水净化能力的物种，并通过植物的合理配置，形成污水处理效率高、具有较高的观赏价值、对人工湿地杂草生物的抑制的高效生态系统，使人工湿地在城市生态系统中发挥更好的作用。

关键词：人工湿地物种筛选配置研究1.前言植物作为人工湿地的核心，在污水处理中发挥着重要的作用，但由于各种原因使得人工湿地植物的整体污水净化效果受到了影响，目前，国内湿地植物物种配置的多样性不高，特别是中纬度地区（例如南京），由于温度的限制，人工湿地植物的利用还存在很多问题。

加强湿地植物的筛选工作，选择一些耐污能力强，去污效果好的湿地植物，通过植物的合理搭配，既有利于群落的快速形成，也具有较高污染物净化能力，还具有较高的观赏价值，同时对人工湿地杂草生物的抑制及其残体减少对湿地植物生长的影响均有重要意义。

2.人工湿地植物物种筛选2.1影响水生植物对污水净化效果的因素研究不同植物由于生长状况不同、根系发达程度不同、温度不同等因素，从而对污水的净化效率也不同。

下面研究这些因素对植物的净化效果的影响。

1）植物的生物量通过水生植物生物量的增长来考察其生长状况，本研究选取了我国中纬度地区（南京）常见的几种水生植物，香蒲（挺水植物）、美人蕉（挺水植物）、灯心草（挺水植物）、水竹（挺水植物）、苦草（沉水植物）、伊乐藻（沉水植物）等。

从实验的结果来看，植物生物量增长速度均以沉水植物最大，其中伊乐藻增长量最大，增长了10.53倍；挺水植物中，只有美人蕉和水竹增加量较大。

生物量变化是衡量植物生长状况及适宜性的一个重要指标，由以上结果可以得出，苦草、伊乐藻、美人蕉和水竹生长良好，说明它们均能适应实验中的污水环境且有较好的净化效果。

人工湿地系统微生物调控技术研究

作者简介：陈晓东（９２），男，高级工程师。研究方向：环境生态与污染修复。Ｅｍｉｈｎｉｄｎ＠ｙｋ．ｍ１６一－ａ：ｅｘｏｏｇｓｈｙｏｌｃａｅ
一
２ — ０
人工湿地系统微生物调控技术研究
陈晓东
的降解效率，从而增强人工湿地系统的污水处理
能力。本文主要从人工调控碳源，水温，水流，
目前普遍的观点认为温度对氮磷的去除影响明显氮磷的去除主要是通过水生植物的吸收土壤的过滤作用及微生物的分解作用来一21万方数据环境保护科学第37卷第6期2011年12月完成这些作用都会受温度的影响温度过低植物的生长受到抑制微生物的活性也会大大下降因此冬季是人工湿地处理效率下降的时期
环境保护科学
第３卷７
加纤维素１／和１０ｍｇ，一０ｍｇＬ０／葡萄糖苷酶分Ｌ别增加１７２％和１１６％。
领域的研究思路体，利用湿地
系统中基质、水生植物、微生物，通过一系列物理、化学、生物途径实现高效净化污水的目的。人工湿地系统处理污水的原理主要为基质过滤、
吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物降解
ｍｉｒｅｖｒｎｎｏｈｃｏｒａｉｍｏｌｍｐｖｈｒａｍｅｔｅｉｉｎｙｆｒｔｔｌａｄｔｒｅｅｎｅｅ．Ｔｈｓｐｐｒｃｏｎｉｍｅｔｆｒｔｅｍｉｒｏｇｎｓｃｕｄｉｒｅｔｅｔｔｎｆｃｅｃｏａｏｏｅｏｎａｇｔｄｉｄｘｓｉａｅｓｍｍａｉｅｈｅｅｒｈｐｏｒｓｆｈｒｆｉｌｍｏｉｃｔｎｏｃｏｒａｉｍｈｏｓｒｃｅｔｎｓａｄｐｔｏｗｒｈｕｒｄｔｅｒｓａｃｒｇｅｓｏｅａｔｃａｄｆａｉｆｚｔｉｉｉｏｍｉｒｏｇｓｉｔｅｃｎｔｔｄｗｅｌｄｎｕｒａｄｔｅｎｎｕａｆｒｓａｃｎｐｌａｉｎｔｅｄ．ｅｅｒｈａｄａｐｉｔｎｓｃｏｒ

中国科学院水生生物研究所2017年国家技术发明奖申报项目-人工湿地

2017年国家技术发明奖推荐项目公示一、项目名称：多功能复合材料与生物修复协同的水环境改善关键技术及应用二、推荐单位意见: 湖北省科技厅我国水环境问题依然严峻，污水深度处理和退化水生态系统重建遇到技术瓶颈，该项目以水质净化、健康生态系统重建和水环境美化为目标，在国家重大科技专项、国家科技支撑计划、国家自然科学基金、湖北省科技攻关计划等科研项目的支持下，开展了基于多功能复合材料与生物修复协同的水环境改善关键技术研发，并成功进行大规模工程应用，形成了具有创新性、科学性、实用性的系统技术成果。

该项目主要发明点如下：（1）创制了兼具有净化活性高和环境友好特点的生物基非金属矿物基水处理天然改性材料，引领了活性碳纤维材料在水处理领域的技术研发和大规模应用。

（2）发明了物化-生物-生态多元协同的污水处理、深度净化和再生回用技术，有效解决传统深度生物脱氮时碳源不足、能耗与碳源成本过高与人工湿地基质表层堵塞等问题。

（3）形成了复合改性材料-净水生物技术协同的水生态系统重建方法，突破了沉水植物定植、扩繁和稳定恢复等难题，使水环境显著改善。

该成果创新性强，总体达到国际先进水平。

项目已获发明专利42项，其中国际发明专利2项；在国际权威刊物Water Research、Environmental Pollution等发表SCI收录论文88篇，出版专著2部，主编标准规范5部。

获得湖北省技术发明一等奖（2011）、科技进步一等奖（2013）、成果推广一等奖（2015），第十六届（2014）和第十八届（2016）中国专利优秀奖等奖励。

项目成果已在湖北、广东、浙江等22个省市自治区成功推广应用，为节能减排、提升区域人居环境质量作出了重要贡献，具有显著的生态和社会效益。

推荐该项目申报2017年度国家技术发明奖一等奖。

三、项目简介该项目属于环境领域水污染治理与生态保护学科。

我国水环境问题依然严峻，污水深度处理和退化水生态系统重建遇到技术瓶颈，该项目以水质净化、健康生态系统重建和水环境美化为目标，创制了生物基非金属矿物基水处理天然改性材料，发明了物化-生物-生态多元协同的污水深度净化和再生回用技术、天然改性材料-水生生物联合修复技术等，形成了多功能复合材料与生物修复协同的水环境改善关键技术。

人工湿地植物根际效应对根部微生物影响的研究进展

人工湿地植物根际效应对根部微生物影响的研究进展裘湛【摘要】人工湿地植物具有分泌氧气和根系分泌物的根际效应,在人工湿地处理污水过程中发挥着重要作用.文中综述了湿地植物种类、光照条件、基质特性等对植物根际效应的影响,进一步阐释分析了湿地植物对根际微生物活性、降解性能和种群组成的影响机理.众多研究表明,湿地植物的根际效应所提供的氧气和分泌物为人工湿地微生物的生长提供了必要的营养物质与能量,对根际微生物活性、种群结构及空间分布产生影响,进而影响有机污染物、重金属以及营养元素等污染物的降解和去除效果.因此,在人工湿地工艺设计中,通过筛选人工湿地植物种类和优化工艺条件来强化人工湿地植物根际效应,有助于提高人工湿地工艺的处理效率.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2018(037)007【总页数】5页(P26-30)【关键词】湿地植物;根际效应;微生物;种群结构;研究进展【作者】裘湛【作者单位】上海城投污水处理有限公司,上海201203【正文语种】中文【中图分类】X7031 人工湿地技术工艺原理人工湿地技术是以自然湿地为基础建造的，由基质、植物和微生物组成的复合生态系统。

根据污水在湿地床中的流动形式，人工湿地可分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直流人工湿地等[1]。

作为一种生态处理技术，与传统的物理方法和化学方法相比，人工湿地技术具有投资低、运行费用少和运行耗能低的优势。

近年来，人工湿地技术已经被广泛用来处理城市生活污水、工业废水、城市暴雨径流、富营养化湖泊等水体，并取得了良好的效果[2]。

人工湿地通过基质、植物、微生物三者之间一系列的物理、化学和生物作用实现对有机物、营养元素、重金属等污染物的去除[3]。

其中，微生物的代谢作用在污水中有机污染物的降解以及氮磷的去除中发挥了重要作用。

在人工湿地根际微生物的作用下，污染物最终被降解、转化为水生植物及微生物可以吸收的营养物质或释放到环境中[2]。

在此过程中，异养细菌通过分解有机物为更高级的消费者提供能源，从而推动整个复杂生态系统的发展。

人工湿地中微生物生态的研究进展

第３０卷第１期２００７年１月环境科学与技术人工湿地中微生物生态的研究进展殷峻，闻岳，周琪＊（同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海２０００９２）摘要：人工湿地作为一种廉价的传统废水处理技术的替代技术已被应用于多种废水的处理。

目前对湿地系统中水生植物、微生物、基质和污染物之间的相互作用机理还不完全清楚，文章从微生物生态的角度论述了微生物在人工湿地中的分布特征及影响因素，水生植物对微生物的作用，以及目前微生物多样性研究的策略。

关键词：人工湿地；微生物生态；水生植物中图分类号：Ｘ１７文献标识码：Ａ文章编号：１００３－６５０４（２００７）０１－００１０８－０３人工湿地是２０世纪７０年代末得到迅速发展的一种污水处理技术，具有投资低、运行费用低、维持技术水平低和能耗低等特点。

目前已被用于处理各种类型的废水，如居民生活污水、养殖废水、酸性矿排水、暴雨径流、面源污染控制以及恢复和重建河流、湖泊湿地。

在湿地系统中，基质、水生植物和微生物是人工湿地发挥净化作用的三个主要因素，湿地中的微生物是其生态系统中的重要组成部分，丰富的微生物资源为湿地污水处理系统提供了足够的分解者。

１微生物在人工湿地中的分布特征人工湿地中的微生物及其丰富，不同的类群具有不同的功能，受到各种因素的影响，微生物的数量和种类在人工湿地的不同区域分布不相同。

有植物系统的微生物数量显著高于无植物系统。

植物根区与非根区的微生物种类和数量存在较大差异，湿地基质表面和植物根区的功能性微生物种类和数量相对较多［１－２］。

植物根区是微生物最活跃的区域，根、根茎及根须提供了结构不同的表面，并形成了根分泌物和气体（Ｎ２、Ｏ２、ＣＯ２）浓度梯度，刺激了好氧和厌氧的矿化过程，因此组成了多样化的微生物群落。

靖元孝等［３］研究的风车草人工湿地系统中，氨化细菌、硝化和反硝化细菌数量明显比对照系统高；由于风车草茎和根的输氧作用，增加了硝化菌数量和硝化强度，而在远离风车草根部的区域形成缺氧、厌氧环境，导致较多的反硝化菌数量和较强的反硝化强度。

人工湿地处理技术简介

人工湿地处理技术简介人工湿地处理技术是利用生态工程的方法，在一定的填料上种植特定的湿地植物，建立起一个人工湿地生态系统，当水通过系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，使水质得到净化。

该技术具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点，同时如果选择合适的湿地植物还具有美化环境的作用。

适用范围经过人工湿地系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准，因此它实际上是一种深度处理的方法。

一、人工湿地系统的构造人工湿地是由填料、水生植物共同组成的独特的动植物生态系统①湿地填料的选择填料的选择对人工湿地的处理效果有很大的影响。

填料在人工湿地中为植物提供物理支持，为各种化合物和复杂离子提供反应界面及对微生物提供附着。

常用到的填料有土壤、砾石、砂、沸石、碎瓦片、灰渣等。

根据处理目的，污染物的特征不同而有不同的填料选择。

一般来说，以处理SS、COD和BOD为主要特征污染物时可选用土壤、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣中的一种或几种为填料。

对脱N除P 要求高的，可以选择对这两者有较强去除能力的填料进行优化组合。

如采用沸石和石灰石的结合既考虑了沸石对NH4+-N的吸附、活化土壤中难溶性P及进行生物再生作用又利用了石灰石对P的高吸附特性，达到同时脱N除P的目的。

现在填料的选择多偏向于较大颗粒的粒径，原因是水流在粒径较大的填料床内的短路最小，能够形成渠流，并且堵塞现象发生少，不易分散。

②水生植物的选择植物是人工湿地的重要组成部分。

水生植物在人工湿地的作用有：将景观水中的部分污染物作为自身生长的养料而被吸收；能够将某些有毒物质的重金属富集、转化、分解成无毒物质；根系生长有利于景观水均匀地分布在湿地植物床过水断面上，向根区输送氧气创造有利于微生物降解有机污染物的良好根区环境；增加或稳定土壤的透水性。

可用于组合式湿地的植物有：芦苇、香蒲、灯心草、风车草、水葱、香根草、浮萍等，其中应用最广的是芦苇。

植物的选择最好是取当地的或本地区天然湿地中存在的植物，以保证对当地气候环境的适应性，并尽可能地增加湿地系统的生物多样性以提高湿地系统的综合处理能力。

人工湿地氧化还原特征及其与微生物活性相关性

特征、氧速率、耗氧化还原酶类活性及其相关性等方美人蕉（ａｎｅｅａｉ）Ｃｎａｇｎｒｌ和石菖蒲（ｃｒｓａｍｓ。ｓＡｏｕｌｕ）ｃａ
面的研究尚未见系统报道。笔者对复合垂直流人工试验用水取自东湖，水水质主要指标见表１进水进，
１．版软件进行。３０
氧化还原电位的测定如图１所示。在床体内
１ｍ、０－０ｃ４￣５ｍ，埋铂金、汞电极０ｃ２＂３ｍ、００ｃ预－－，甘
２结果与分析
氧化还原电位可反映人工湿地系统的溶氧状
去除能力强、维护管理简便、冲击负荷强、耐能耗少、
美学价值高等优点，经应用于工业废水、活污已生水、道污水、河受污染地表水的处理［ｓ。２］－
１材料与方法
１１湿地系统．
关于湿地的水力学特点、微生物类群、质酶活基人工湿地结构采用下行一上行流为主要单元的性及其对污染物质作用过程已有不少报道［］但有复合垂直流人工湿地系统［该系统由下行流、７，１，上行关人工湿地系统不同功能基质层面的氧化还原电位流２单元串联而成，个两池大小９ｍＸ９Ｉ，分别栽种ｎ
人工湿地氧化还原特征及其与微生＂成水平＂周巧红＂吴振斌 ¨
（ ”中国科学院水生生物研究所／淡水生态与生物技术国家重点实验室，汉４０７；武３０２中国科学院研究生院，京１０３）北００９

人工湿地发展现状

２０２４Ｖｏｌ５６Ｎｏ２林㊀业㊀科㊀技㊀情㊀报收稿日期:２０２３－１１－３０人工湿地发展现状马晓龙㊀赵雪涛㊀杨海娇㊀石坤冉(善水博通(宁夏)环境科技有限公司ꎬ银川７５０００１)[摘㊀要]㊀作为水环境保护体系的重要角色ꎬ人工湿地在我国发展迅速ꎬ被广泛应用于各种污水体系建设ꎮ该文系统总结了人工湿地研究的发展现状ꎬ梳理了近年来国内外人工湿地类型及优缺点现状ꎮ并且针对人工湿地的植物㊁基质等主要组成部分的成果做研究分析ꎬ旨为今后的人工湿地设计㊁建设和运维提供技术参考ꎮ[关键词]㊀人工湿地ꎻ现状ꎻ类型ꎻ植物选型ꎻ基质中图分类号:Ｘ７０３㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００９－３３０３(２０２４)０２－０１２５－０３ＯｎｔｈｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＳｔａｔｕｓｏｆＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＷｅｔｌａｎｄＭａＸｉａｏｌｏｎｇ㊀ＺｈａｏＸｕｅｔａｏ㊀ＹａｎｇＨａｉｊｉａｏ㊀ＳｈｉＫｕｎｒａｎ(ＳｈａｎＳｈａｎｇｓｈｕｉＢａｏｔｏｎｇ(Ｎｉｎｇｘｉａ)ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ.ꎬＬＴＤ.Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５０００１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＡｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｏｆｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍꎬｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｒａｐｉｄｌｙｉｎＣｈｉｎａａｎｄｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｖａｒｉｏｕｓｓｅｗａｇｅｓｙｓｔｅｍｓ.Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈꎬａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｔｙｐｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ.Ａｎｄｆｏｒｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄꎬｐｌａｎｔｓꎬｍａｔｒｉｘａｎｄｏｔｈｅｒｍａｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ.Ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎꎬｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄꎻｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓꎻｔｙｐｅꎻｐｌａｎｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎꎻｍａｔｒｉｘ１㊀人工湿地的发展现状人工湿地是一种人工模拟自然湿地的污水处理技术ꎬ它通过人工构筑湿地ꎬ利用湿地水体植物和微生物活动使污水得到净化ꎬ达到排放标准ꎬ同时也为保护湿地生态系统做出了贡献ꎮ近年来ꎬ随着环保意识的提升和科学技术的进步ꎬ人工湿地作为一种新型㊁高效㊁节能和环保型污水处理技术已经得到了越来越广泛的应用和研究ꎮ２０世纪５０年代ꎬ人工湿地的研究开始进入大众的视野ꎬ自从１９５３年德国科学家Ｓｅｉｄｅｌ发现芦苇能够去除大量的水中污染物ꎬ认识到了湿地具有净化水质的能力ꎬ随后建设了并联净水池ꎬ人工湿地的雏形就此诞生ꎮ２０世纪８０年代开始ꎬ湿地的发展多已人工建设为导向ꎬ以不同粒径大小的砾石作为基质的处理系统ꎬ由此开始ꎬ人工湿地从实验阶段进入到了大规模的工程应用阶段ꎬ在世界各地开始应用ꎮ经过多年验证ꎬ依据大量的处理结果的总结与调查ꎬ世界各地科学家提出了人工湿地去污的相关机理㊁设计规范和参考数据ꎬ推进了这项污水处理技术的发展ꎮ至２０世纪９０年代后期ꎬ人工湿地的类型与结构出现了大的改革ꎬ类型由之前的单一性向复合性发展ꎬ所组成的植物类型与基质类型也呈多元化ꎮ２㊀人工湿地的类型研究进展２.１㊀人工湿地主要分类根据国家湿地相关设计规范㊁手册等文献主要将人工湿地分为以下几种基本类型ꎬ主要有表流ꎬ水平潜流及垂直潜流３种ꎮ其中垂直潜流又可以分为上向流和下向流两种ꎮ通过对湿地研究的深入ꎬ近年来在这些基本湿地流态类型的基础上又出现了其他一些流态改进型湿地ꎬ比如ꎬ垂直上向潜流和垂直下向潜流结合的上下折流人工湿地[１]ꎻ以通过进水－充满－放空－闲置方式交替运行的潮汐流湿地ꎮ如果在一个人工湿地中出现上述３种基本型的组合形态ꎬ则可称为复合型人工湿地ꎮ该类型湿地主要是为了强化突出不同类型人工湿地的优点ꎮ２.２㊀各类型人工湿地的优缺点从构造来看ꎬ表流人工湿地最接近自然湿地系统ꎬ单位面积造价最低ꎬ运行没有填料堵塞风险ꎮ水平潜流人工湿地单位面积造价较表流系统高ꎬ其最大特点是能最大限度的降低水中病源微生物的暴露ꎬ卫生条件好且适合寒冷天气ꎬ对于不同特殊吸附性填料的加入可增强水中重金属的去除(表１)ꎮ张彩莹[２]等利用潜流人工湿地处理养猪场废５２１林㊀业㊀科㊀技㊀情㊀报２０２４Ｖｏｌ５６Ｎｏ２水ꎬ进水ＣＯＤ为４７０ｍｇ/Ｌ时ꎬ气温为３ħ时ꎬ去除率为７０％ꎬ当气温升高到２７ħ时ꎬ去除率达到９３％ꎮ垂直潜流人工湿地单位面积造价最高ꎬ布水和集水系统也最复杂ꎬ但硝化效果好ꎮ在通常实际建设中ꎬ会选择一种基本类型的湿地为主导类型ꎬ与其他类型湿地相互结合建成复合型湿地ꎮ表１㊀不同类型湿地优缺点汇总湿地类型造价堵塞风险卫生条件硝化及反硝化能力表流湿地低低差较差水平潜流湿地中中良好良好垂直潜流湿地高高良好优秀２.３㊀复合型人工湿地处理效果Ｃｈａｎｇ等[３]在武汉市东湖边构建了４套相同的ＩＶＣＷ(复合垂直流人工湿地)小试系统ꎬ每套系统由底部相通的下行流单元(１ｍˑ１ｍˑ１ｍ)和上行流单元(１ｍˑ１ｍˑ１ｍ)构成ꎮ在开展为期１年的实验中ꎬ其中５－６月ꎬＣＯＤ和氨氮的去除率分别达到７８.４％和６１.９％ꎬ７－８月的ＣＯＤ和氨氮的去除率分别达到６８.６％和７８.６％ꎬ８－１０月的ＣＯＤ和氨氮的去除率分别达到６７.９％和７９.７％ꎬ１０月－翌年１月份的ＣＯＤ和氨氮的去除率分别达到５４.４％和２９.２％ꎮ崔丽娟等[４]在验证复合人工湿地对水禽污染废水的净化效果的测试中ꎬ采用由表流湿地和潜流湿地组合构成ꎬ共分为１１部分ꎻ前９部分为表流湿地ꎬ第１０部分为潜流湿地ꎬ最后一部分不做设计和处理ꎬ为敞开水面ꎬ表流湿地对总磷㊁总氮㊁浊度和ＣＯＤ的去除率分别为４２％㊁１４.５％㊁７８.２％和４０.６％ꎻ潜流湿地对总磷㊁总氮㊁浊度和ＣＯＤ的去除率分别为４３％㊁１９.３％㊁３５.４％和３１.９％ꎻ复合人工湿地对总磷㊁总氮㊁浊度和ＣＯＤ去除率分别为６５.１％㊁２２.２％㊁８７.２％和５８.８％ꎮ综上所述ꎬ复合型人工湿地对污染物的去除率高于单一类型的人工湿地ꎬ这也为我们后期探索去污效率高复合型湿地指明了方向ꎮ３㊀人工湿地植物选择研究进展３.１㊀人工湿地植物的去污机理植物作为人工湿地的重要组成部分ꎬ在人工湿地处理污水的过程中起着至关重要的作用ꎮ植物在生长过程中可利用根系吸附污水中的有机物ꎬ供其自身茁壮生长ꎬ且植物生长成熟后可产生一定的经济价值ꎮ在人工湿地净化污水的过程中ꎬ植物的作用主要可归结为以下３个方面:①直接吸收ꎬ利用污水中可利用的营养物质ꎬ吸附和富集重金属及有毒㊁有害物质ꎻ董小霞等[５]在选取再力花㊁美人蕉㊁菖蒲和水葫芦等九种植物组合后探究对Ｃｕ㊁Ｐｂ和Ｃｄ的去除与富集特征后发现ꎬ本系统运行６０ｈ后ꎬ对Ｃｕ的去除率可达到９３.５％~９６.１％ꎬ对Ｐｂ的去除率可达到９４.５％~９５.２％ꎬ对Ｃｄ的去除可达到９５.６％~９７.４％ꎮ②为微生物提供更大的栖息地ꎬ并维持系统的稳定ꎬ积累有机物质ꎻ③为根区好氧微生物输送氧气ꎬ增强和维持介质的水力传输性能ꎬ这一研究基于１９７７年Ｋｉｃｋｕｔｈ提出的根区法理论ꎬ并且在２０世纪和本世纪得到了大量的验证ꎮ３.２㊀植物的选取原则人工湿地植物的选取原则要遵循以下几个方面ꎮ(１)因地因季适种不同生长环境可使植物的净化能力出现偏差ꎬ比如ꎬ在不同季节或者不同的海拔ꎬ植物所处的环境温度及植物的生长周期差异性较大ꎮＫｕｓｃｈｋＰ等经过研究发现:在春㊁秋两个季节ꎬ植物净化氮的效果与所生长环境的氮浓度成正比ꎬ而在夏㊁冬两季ꎬ植物对氮的产生的净化效果几乎为定值ꎬ净化率分别为５３％㊁１１％ꎮ(２)抗逆行强以下这几个方面主要是植物抗逆性强的体现:在高浓度污染环境中的成活率㊁抵制虫害的能力和适应极端气候的能力ꎮ①不同病虫害会对人工湿地植物生长造成影响ꎬ而污水系统中复杂的生长环境对植物的成长造成更多的困扰ꎬ导致植物在此期间出现不同的亚健康状态ꎬ降低了植物生长发育的速率ꎬ从而降低了植物对污水中污染物的吸附去除能力ꎮ②由于人工湿地植物的生长环境污染程度相对较高ꎬ这就要求植物有较强的抗污染能力ꎬ且此种能力可遗传给下一代植物ꎮ崔建伟等[６]在对选取６种水生植物去除污水中总磷的实验研究中ꎬ发现在初始总磷质量浓度４.０ｍｇ/Ｌ时ꎬ中华萍蓬草总磷去除率可达９１.８％ꎬ在力花的去除率可达１００％ꎬ水葱的去除率可达９４.６％ꎬ菹草的去除率可达９７.７％ꎬ苦草的去除率可达９５％ꎬ穗花狐尾藻的去除率可达８９.６％ꎮ在初始总磷质量浓度５.５ｍｇ/Ｌ时ꎬ中华萍蓬草总磷去除率可达９３.４％ꎬ在力花的去除率可达８９.５％ꎬ水葱的去除率可达８７.２％ꎬ菹草的去除率可达９６％ꎬ苦草的去除率可达９９.７％ꎬ穗花狐尾藻的去除率可达９４％ꎮ６２１２０２４Ｖｏｌ５６Ｎｏ２林㊀业㊀科㊀技㊀情㊀报(３)经济效益和观赏价值人工湿地种植植物的选取原则除考虑以上特点外ꎬ还需考虑植物是否具有较高的经济效益和观赏价值ꎮ在达到污水治理合格的目标后ꎬ还能营造出具有观赏性的环境ꎬ同时还能达到较高的经济目标ꎮ比如ꎬ水葱㊁菖蒲和香蒲等在药用方面可体现出较高价值ꎻ凤眼莲㊁皇竹草等可用作饲料ꎻ芦苇㊁纸莎草等可用来造纸原材[７]ꎮ４㊀人工湿地基质研究进展４.１㊀基质类型作为人工湿地中微生物生长和植物生根的载体ꎬ基质表面所附着的生物膜和微生物可对污水中的污染物共同作用去除ꎮ在人工湿地的建设中ꎬ人工湿地的床体就是由不同类型㊁粒径的基质组成ꎮ湿地床体所使用的基质主要有以下几种ꎬ天然矿石基质㊁固体废弃物基质㊁农业废料㊁有机基质㊁无机基质和复合基质ꎮ４.２㊀不同基质的作用不同的基质选择或不同的基质组合对于湿地都起到不同的作用ꎮ其中砾石是最早应用到人工湿地中的基质ꎬ对氨氮的去除率可达到５８.９％ꎬ总氮和总磷的去除率小于３０％ꎬ其中砾石主要起到静电吸附ꎬ物理吸附的作用ꎮ工厂生产过程中产生的废气钢渣含有大量的钙㊁镁等金属元素ꎬ可向水中释放大量的氢氧根ꎬ虽然ｐＨ增大抑制了氨氮的去除及反硝化作用ꎬ但是碱性条件下利于金属元素和磷酸盐结合为磷酸钙ꎬ可对水中总磷的去除达到９８％[８]ꎮ籍等人[９]设置４种组合单元ꎬ通过芦苇＋沸石㊁芦苇＋碎石㊁芦苇＋页陶粒㊁碎石以上４种组合方式对氨氮的去除率可分别达到９１.２％㊁４０.３％㊁２３.１％和４２.２％ꎮ因此ꎬ需着重考虑氨氮的去除ꎬ可首先考虑沸石ꎮ王万宾[１０]等在进行脱氮除磷基质验证选择时也发现ꎬ沸石对氨氮有良好的吸附作用ꎮ４.３㊀影响基质去污能力的因素改变水力停留时间㊁溶解氧含量㊁进水总氮浓度和温度等都会对去除效率产生影响ꎮ而针对解决溶解氧的问题ꎬ有研究表明ꎬ锰砂中锰主要以锰氧化物的形式存在[１１]ꎬ在锰氧化物的催化和氧化作用下ꎬ降解污水中的污染物所消耗氧气更少[１２－１３]ꎮ除此之外ꎬ湿地运行过程中的堵塞也对除污能力有影响ꎬ而基质结构和粒径是表征湿地堵塞的重要参数ꎬ同时水力传导系数也受基质粒径的影响ꎬ粒径越大ꎬ孔隙率和水力传导系数越高ꎮ同样粒径的情况下ꎬ内部多孔的结构基质空隙率比非多孔结构的基质孔隙率高ꎮ５㊀结语人工湿地作为一种绿色㊁可持续的环境治理技术ꎬ在谱写新时代生态文明建设大背景下ꎬ其对污水的处理具有显著的优势和潜力ꎮ目前对于人工湿地的研究已趋于成熟ꎬ包括湿地的类型ꎬ植物的种植及基质的选择ꎮ但是目前人工湿地的受限于地域㊁温度㊁进水水质及后期运维能力的影响ꎬ导致湿地运行过程中出现各种不稳定因素ꎬ相信在广大科研工作者的共同努力下ꎬ这项技术将日益趋于成熟ꎮ参考文献[１]朱凯㊁刘小朋㊁程继辉ꎬ等.厌氧折流板反应器－复合人工湿地处理农村生活污水中试研究.水处理技[Ｊ].２０１４ꎬ４０(１２):９５－９９.[２]张彩莹ꎬ王岩ꎬ王妍艳.潜流人工湿地对畜禽养殖废水的净化效果[Ｊ].农业工程学报ꎬ２０１３ꎬ２９(１７):１６０－１６８. [３]常军军ꎬ吴苏青ꎬ梁康ꎬ等.复合垂直流人工湿地微生物特征对典型污水的响应差异[Ｊ].环境科学研究ꎬ２０１６ꎬ２９(８):１２００－１２０６.[４]崔丽娟ꎬ李伟ꎬ张岩ꎬ等.复合人工湿地对水禽污染废水的净化效果[Ｊ].生态科学ꎬ２０１１ꎬ３０(４):４４６－４５３. [５]董小霞ꎬ颜昌宙ꎬ王灶生ꎬ等.组合式水生植物净化系统对ＣｕꎬＰｂ和Ｃｄ的去除与生物富集特征[Ｊ].环境工程学报ꎬ２０１４ꎬ８(４):１４４７－１４５３.[６]崔建伟ꎬ李金凤ꎬ崔键ꎬ等.６种水生植物去除污水中总磷的实验研究[Ｊ].湿地科学ꎬ２０２３ꎬ２１(３):４３０. [７]刘济祥ꎬ黄林海ꎬ蔡清平ꎬ等.赣南湿地植物资源及其开发利用的研究[Ｊ].江西林业科技ꎬ２００９(１):２７－３０. [８]ＸｕＲꎬＺｈａｎｇＹꎬＬｉｕＲꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｒｅｍｏｖａｌｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＰｏｌｌｕｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１９(２６):１６２２９－１６２３８. [９]籍国东ꎬ孙铁珩ꎬ李顺.人工湿地及其在工业废水处理中的应用[Ｊ].应用生态学报ꎬ２００２ꎬ１３(２):２２４－２２８. [１０]王万宾ꎬ胡飞ꎬ孔令瑜ꎬ等.人工湿地脱氮除磷基质的吸附能力及其影响因子[Ｊ].湿地科学ꎬ２０１６ꎬ１４(１):１２２－１２８. [１１]ＷａｎｇＱꎬＹａｎｇＰꎬＺｈｕＭ.Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｂｉｒ￣ｎｅｓｓｉｔｅｂｙｆｕｌｖｉｃａｃｉｄｕｎｄｅｒａｎｏｘｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ[Ｊ].Ｅｎｖｉｒｏｎ￣ｍｅｎｔａｌｓｃｉｅｎｃｅ＆ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１８ꎬ５２(４):１８４４－１８５３. [１２]佘丽华ꎬ贺锋ꎬ徐栋ꎬ等.碳源调控下复合垂直流人工湿地脱氮研究[Ｊ].环境科学ꎬ２００９ꎬ３０(１１):３３００－３３０５. [１３]杨怡潇.水钠锰矿沙人工湿地处理典型ＰＰＣＰｓ废水的效果及机制研究[Ｄ].济南:山东大学ꎬ２０１９.７２１。

用于污水处理的人工湿地的基质、植物及其配置

用于污水处理的人工湿地的基质、植物及其配置用于污水处理的人工湿地的基质、植物及其配置简介人工湿地是一种利用植物、微生物和土壤等吸附、吸收和转化功能处理废水的工程措施。

它模拟了自然湿地的功能，通过物理、化学和生物方法净化污水。

本文将重点讨论人工湿地的基质、植物及其配置对污水处理的影响和效果。

一、基质基质是人工湿地的关键组成部分，它提供植物生长的媒介和微生物附着的载体，同时具有吸附和转化污染物的作用。

常用的基质包括沙、粉砂、混凝土、砾石等，在配置过程中可以根据不同的水质要求和处理效果选择合适的基质组合。

基质的孔隙率和比表面积对于污水处理效果具有重要影响，适当的孔隙率和比表面积可以增加微生物生长的空间和活性，加强物理吸附和生物降解作用。

二、植物人工湿地的植物对于污水处理具有重要作用。

植物通过根系吸收水中的营养物质和重金属等污染物，同时提供栖息地和养分供给给微生物，促进生物降解作用的进行。

选择适合人工湿地的植物需要考虑到耐污性、耐地下水位变化能力和适应能力等因素。

常用的植物包括芦苇、香蒲、菖蒲等，它们的茎秆和叶片可以提供充足的氧气供给，促进微生物的生长和代谢活动。

三、配置合理的基质和植物配置对人工湿地的污水处理效果至关重要。

一般情况下，可以将人工湿地分为预处理区和后处理区，根据不同的处理要求和水质特点配置不同的基质和植物。

预处理区通常选择较粗砂、砾石等基质，利用大颗粒基质的过滤和物理吸附作用去除较大颗粒的悬浮物和悬浮有机物。

后处理区通常采用较细砂、河沙等基质，增加微生物生长的空间，加强生物降解作用。

植物的配置也需要根据不同的处理要求进行调整，例如在重金属污染较严重的情况下可以选择具有重金属抗性的植物。

四、效果评价人工湿地的污水处理效果可以通过多种指标进行评价，常用的指标包括化学需氧量（COD）、氨氮、总磷等指标的去除率。

此外，也可以通过比较进出水水质的变化和植物生长的情况来评价人工湿地的处理效果。

实践证明，人工湿地能够有效地去除废水中的悬浮物、有机物和营养物质，同时减少了化学药品的使用量和维护成本。