人工濕地在中國面源污染管理中的研究進展

■王俊華

（廣州華浩能源環保集團有限公司 廣東廣州 510080）

人工濕地在中國面源污染管理中的研究進展

■王俊華

（廣州華浩能源環保集團有限公司 廣東廣州 510080）

本文概述了人工濕地在面源污染管理中的機理，總結了我國近年來將人工濕地應用到城市面源污染管理和農村面源污染管理中的研究進展。作者認為，在我國構建人工濕地因其系統復雜，影響因素較多，在面源污染管理中的應用應因地制宜。

人工濕地面源污染因地制宜

1 引言

隨著城鎮生活電源污染和工業點源污染逐步得到治理，面源污染已經成為水環境惡化的主要原因之一，尤其是農村面源污染的惡化，給水環境帶來了嚴重污染。人工濕地是一個包含基質、微生物和植物的復合生態系統，其通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解等物理、化學和生物的協調作用來實現對污染物的凈化[1]。在我國，構建人工濕地已成為成功控制面源污染的重要控制措施之一。本文概述了人工濕地的分類和凈化機理，并分別從城市面源污染管理和農村面源污染管理兩方面，探討了人工濕地在面源污染管理中的應用研究。

2 人工濕地的分類及凈化機理

2.1 人工濕地的分類

在拉姆薩爾濕地公約中，廣義的人工濕地包括池塘、稻田、灌渠、水溝、水庫蓄水區、運河和氧化塘等多種濕地類型。狹義的人工濕地通常是指基于污染物降解功能而建造的工程化的濕地系統，通過模擬天然濕地的結構與功能，選擇一定的地理位置和地形，根據需要人工建造并監督控制。其營建的目的是利用濕地生態系統中的物理、化學、生物的過程協同進行污水的處理[2]。以狹義的人工濕地定義為基礎，根據人工濕地內水流方式的不同，可將人工濕地分為：表面流人工濕地和潛流人工濕地。

2.2 人工濕地的凈化機理

人工濕地主要由基質、微生物以及植物三部分構成，其對污染物的凈化通過三者協同作用完成。基質為微生物的生長提供穩定的依附表面，為水生植物提供載體和營養物質，并提供濕地化學反應的主要界面之一。微生物是人工濕地降解有機污染物的主要構成部分，好氧微生物將有機物質分解成CO2和水，硝化細菌將有機氮化物降解，好氧微生物在降解有機物質的同時促進硝化細菌對有機氮化物的降解，進一步加強了對重金屬的吸附。濕地植被作為濕地生態系統主要的初級生產者，為濕地其他生物類群的生長和新陳代謝提供所需能量，是濕地生態系統功能完整性的必要基礎。

3 人工濕地在面源污染管理中的應用

3.1 人工濕地在城市面源污染管理中的應用

我國對城市面源污染控制處在起步階段，對于將人工濕地應用到城市面源污染管理中也處于探索階段。為了更好的管理城市面源污染，我國學者對人工濕地管理面源污染展開了相應研究，探討了人工濕地在處理暴雨徑流導致的面源污染管理辦法，研究表明采用人工濕地處理暴雨徑流時，必須針對暴雨徑流的特點進行合理設計。暴雨徑流顆粒物濃度較高時，在進入濕地前應進行預處理，去除大粒徑的顆粒物，以避免堵塞濕地基質。并指出在雨季，濕地最高水位應限制在一個合理的范圍內，避免植物長時間被淹沒；在旱季，水面則應保持足夠深度，以利于水生植物的生存。暴雨濕地選種的植物應耐沖擊，且能適應長期干旱或浸泡的環境[3]。

3.2 人工濕地在農村面源污染管理中的應用

雖然我國人工濕地的研究起步較晚，但是相對于城市面源污染的管理，農村面源污染管理研究得到了更好的發展，人工濕地技術在農業面源污染治理中已經得到了廣泛的應用。

在太湖流域農業面源污染管理中，學者結合人工濕地原理和快速滲濾機理，開發了人工濕地透水壩技術并進行了運行試驗。利用平原河網地區現有河道的容積來承受農村面源污染水量、水質的沖擊負荷，通過控制透水壩的滲流量，攔蓄徑流為后續的處理單元提供自流動力。研究表明透水壩對氮、磷有較好的去除效果[4]。在滇池防護帶農田徑流污染控制研究中，研究者將人工濕地技術用于農田徑流廢水的凈化和處理，利用低洼廢棄耕地改造成人工濕地，并控制流域面積。同時以適應性、經濟性和高效性為原則，將植物進行垂直結構總體設計，上層為滇池地區常見的浮水植物小葉浮萍，四周布置挺水植物，下層采用扎根深水植物，并用天然草種形成草濾帶。研究表明，垂直結構增加了系統的復雜性和穩定性，可以提高系統的處理效率，對農業面源污染具有較好的凈化作用。且具有投資少、效益好、運行管理方便、抗面源負荷沖擊能力強等優點[5]。

4 人工濕地應用到面源污染管理中的不足

（1）后續管理不足，導致不少濕地出現了堵塞、出水不達標等問題。人工濕地的長期運行缺少安全保障，系統內產生的生物量不斷增加，過多地種植植物和維護不及時，有機負荷過高都是導致堵塞的原因[6]。

（2）對氣候條件的制約研究不足，缺乏有效控制，導致污染物去除率降低。

（3）人工濕地與城市發展的沖突：一方面造成土地利用的矛盾；另一方面因進水負荷過高，釋放出難聞的氣體，影響城市生態環境[7]。

（4）引入外來物種，威脅當地的濕地生態系統，甚至是人工濕地以外的生態環境[8]。

5 結語

人工濕地是一項復雜的系統，不同的地理位置、氣候、水流等因素均會對面源污染的管理提出挑戰，因此，人工濕地在應用時應充分考慮各種因素，因地制宜。與此同時還應當建立相配套的法規政策及激勵機制，尤其是制定適合我國國情的面源污染控制政策，全面管理我國的面源污染問題。

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X5[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-290-1