人工湿地植物的选择

!"$ 经济价值
人 工 湿 地 生 态 系 统 中 植 物 的 经 济 价 值 "也 是 近 年 来 才 得 到 重 视 的, 主 要 是 因 为 人 工 湿 地 作 为 一 种 污 水 处 理 系 统 "它 的 重 点 是 去 除 污 染 物 "而 被 选 植 物 的 经 济 价 值 却 被 忽 视 了, 在 人 工 湿 地 系 统 的 实 际 运 行 期 间 " 湿 地 植 被 的 管 理 往 往 成 为 一 个 难 点 "主 要 的 问 题 是 管 理 费 用 较 高, 如 果 在 人 工 湿 地 建 造 初 期 植 物 物 种 的 选 择 方 面 "考 虑 所 选 植 物 有 一 定 的 经 济 价 值 "这 个 问 题 就 会 变 的 较 为 简 单 , 如 !选 择 绿 化 用 的 苗 木 &花 卉 等 作 为 人 工 湿 地 植 物 可 一 举 两 得 , 胡 焕 斌 报 道 用 木 本 植 物 作 为 人 工 湿 地 的 主 要 植 被 且 试 验 证 明 效 果 和 芦 苇 接 近 ’!2%, 所 以 "近 几 年 来 "人 工 湿 地 植 物 在 完 成 去 污 任 务 的 同 时 "也 体 现 出 它 的 经 济 价 值 , 黄 时 达 等 在 利 用 人 工 湿 地 系统处理四川黔江地区白岩煤矿坑酸性污水和生活污 水 的 研 究 中 指 出 灯 心 草 是 适 宜 的 湿 地 植 物, 不 但 因 为 灯 心 草 具 有 较 高 的 污 染 净 化 能 力 "而 且 也 是 四 川 农 民 经 常 栽 种 的 经 济 作 物 "可 以 用 于 编 织 草 席 出 售 "具 有 一 定 的 经 济 价 值 ’!3%,
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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 728 912(-: 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 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=
第"C卷 第" 期
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来自百度文库
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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 "#$$"% # 提 要 本文阐述了植物在人工湿地中的作用和选择人工湿地植物的一些原则 " 并分析了人工湿地在我国的
%()$"* % 和 黑 麦 草 $ +,-#./$ 0")"$$" 0, % 构 建 人 工 湿 地 处 理 污 水 " 不 但 成 功 的 处 理 了 污 染 " 而 且 也 美 化 了 周 围
环 境 ’!"%, 成 都 活 水 公 园 人 工 湿 地 塘 床 系 统 中 的 大 型 水 生 植 物 群 落 不 但 是 人 工 湿 地 生 态 系 统 的 骨 架 " 起 着 支 撑 系 统 的 作 用 " 同 时 还 发 挥 着 美 化 & 绿 化 环 境 的 作 用 ’!1%, 所 以 生 态 美 学 价 值 是 湿 地 植 物 发 挥 作 用 的 重 要 方 面 ,
!"# 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 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 "
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 " 人工湿地技术在我国有广阔的应用前景 = 关键词 分类号 人工湿地 植物 选择
" 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 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
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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$BH%E 收修改稿 = 王圣瑞 T 男 T "4B% 年生 T 博士 =
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发生淤积 ! 而种 有 水 烛 和 灯 心 草 的 人 工 湿 地 渗 虑 性 能 好 " 污 水 能 很 快 地 渗 入 介 质 " 处 理 效 果 十 分 明 显 #!$%& 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除污染物提供了有利条件 ,
) 人工湿地选择植物的原则
%"! 适地适种
人 工 湿 地 是 通 过 人 工 设 计 建 造 的 一 种 新 型 污 水 处 理 工 艺 "使 人 与 环 境 &生 物 与 环 境 &生 物 与 生 物 &社 会 经 济发展与资源环境以及生态系统与生态系统之间协调发展是它的重要特点" 特别是将人类作为系统的一个 组 成 部 分 而 不 是 独 立 于 湿 地 之 外, 同 时 "不 同 地 区 具 有 不 同 的 环 境 背 景 "存 在 地 域 的 差 异 和 特 殊 性 等 "这 些 均 是 在 人 工 湿 地 生 态 系 统 设 计 的 植 物 选 择 中 要 考 虑 的 重 要 因 素, 必 须 做 到 因 地 制 宜 "最 起 码 要 使 所 选 植 物 能 在 该 地 区 正 常 生 长 "适 合 当 地 的 立 地 条 件, 另 外 "还 要 具 体 问 题 具 体 分 析 "不 要 将 人 工 湿 地 设 计 过 分 强 调 为 矩 形 &渠 道 等 规 则 的 几 何 形 状 "要 根 据 不 同 的 水 文 地 貌 等 条 件 进 行 设 计 "所 选 植 物 也 一 定 要 适 合 具 体 湿 地 设 计 的 要 求, 同 时 "由 于 设 计 的 人 工 湿 地 系 统 是 周 围 景 观 的 一 部 分 "因 而 必 须 将 构 建 的 人 工 湿 地 融 入 其 中 " 而 不 是 独 立 于 景 观 之 外 "这 在 植 物 选 择 中 也 应 考 虑, 所 以 构 建 人 工 湿 地 选 择 物 种 的 适 地 适 钟 原 则 包 括 适 应 当 地 的 气 候 条 件 & 地 形 条 件 和 人 文 景 观 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 特 性 #愉 悦 性 和 可 观 赏 性 等 方 面, 而 这 些 价 值 主 要 是 通 过 植 物 来 体 现 的 ’!-% " 既 具 有 美 观 可 欣 赏 性 " 也 能 改 善 周 围 景 观 , 这 方 面 的 研 究 多 集 中 在 水 生 植 物 上, 陈 飞 星 等 在 利 用 水 生 植 物 改 善 北 京 动 物 园 水 环 境 的 研 究 中 指 出 "荷 花 #睡 莲 等 水 生 植 物 不 仅 本 身 具 有 很 高 的 观 赏 价 值 "而 且 种 有 该 类 水 生 植 物 的 湿 地 水 域 也 为 鱼 群 和 水 禽 创 造 了 适 宜 的 生 存 环 境 "不 时 有 鱼 儿 在 游 动 . 水 禽 在 嬉 戏 " 呈 现 出 更 为 自 然 的 野 生 气 息 ’!/%, 岳 春 雷 等 在 杭 州 风 景 区 内 通 过 种 植 吉 祥 草 $ !"#$"%&"’
I*A.() 的 J9I 实 验 室 从 淡 水 沉 积 物 中 分 离 鉴 定 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<= >A2112 K+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 =