淺析在實際應用中人工濕地存在的問題及解決對策

王鵬舉，劉 星

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司，四川 成都 610081）

0 引言

陸地、水域以及濕地是地球的三大生態系統，其中濕地生態系統與陸地、水域不同，屬于水體與陸地兩者之間的生態交錯區，其本身在生產力、過渡性和生物多樣性等多方面有著獨有的特性。濕地按形成方式主要分為人工濕地和自然濕地，其中人工濕地是通過人為手段建成的一種復雜性生態系統，也是現階段使用比較廣泛的污廢水處理技術。對于人工濕地，現今已在世界諸多國家開始應用實踐，對于環境的保護與治理有著重要的工程意義。然而其本身在運行模式、豎向構成等方面存在特殊性，實際應用時存在一些問題，需要對其提出針對性的解決對策。

1 在實際應用中人工濕地存在的問題

人工濕地的構建，占地面積較大，容易受地形地質等各種因素影響，其中氣候氣溫、植物類型、填料等因素均會對人工濕地的成功運行造成偏差，以至于影響污水凈化效果。

1.1 氣候與溫度的影響

在一定范圍內氣溫的持續上升，一般有利于植物的正常生長。生物量的增長，加強了濕地的凈化功能，即加快了生物吸收、凈化污染物的速度，使污水處理最終效果趨于理想[1]。 相反，效果則變差。通常來說，秋冬兩季的人工濕地凈化污水的能力比較差，而春夏季節則恰好相反。

1.2 濕地植物類型的影響

若濕地種植的植物在選擇上缺乏合理性，或者其類型過于單一，便會對濕地凈化能力造成限制，甚至還會產生負面的處理效果。一方面，濕地植物搭配合理與否，直接影響污水凈化效果的好壞，由于植物之間的彼此影響、相互作用，如各自釋放出化學物質，共同作用反應后對周圍的植物造成或有利或不利的影響。另一方面，環境因素之間帶有競爭性和抑制性，這對于人工濕地作用的發揮也一定限制。此外，濕地植物的單一性，使凈化作用無法充分有效發揮，同時對于污染物濃度劇烈變化后的抗沖擊性也較弱。

1.3 填料堵塞問題

人工濕地的污水凈化功能，主要是通過填料中微生物的新陳代謝來實現的，隨著時間的推移，其中的微生物最終將長期處于繁殖狀態，這時在新陳代謝的作用下也會形成更多的雜質，從而導致堵塞問題[2]。為了避免這一問題，需要對人工濕地進行定期的養護工作，適時清淤，避免堵塞和淤積等問題的出現。與此同時，污水處理所需要的時間不斷延長，基質吸附性能隨之減弱，進而導致其趨于飽和狀態，濕地的凈化功能在該因素的影響下逐漸消失，這是人工濕地亟待優化解決的核心問題。

1.4 水力與污染因素

水力坡降增大的同時，使人工濕地受污染程度逐漸提升，水力坡降與受污染程度的提升，會降低污染物凈化率，出水不達標，同時亦導致更嚴重的堵塞問題。

1.5 管理因素

人工濕地的管理工作是其后期維護的重要環節，然而現今一些人工濕地管理者對于管理工作重視程度不足，導致除了影響污水處理成效以外，使得濕地無法有效形成良性的生態循環，大大降低了其實際使用價值。

2 人工濕地存在問題的解決對策

2.1 全面規避氣候與溫度問題

2.1.1 以“因地制宜”為核心原則加強管理

對于人工濕地的管理，需要結合當地氣候類型制定針對性的方案，其核心在于“因地制宜”這一原則[3]。例如，北方地區天氣較為寒冷，并且在冬季會形成地表結冰的現象，可以采用潛流式人工濕地系統。南方地區天氣溫暖，對于人工濕地形式的選取則沒有太多約束。所以在實際考慮構建人工濕地的過程中，主要是結合當地實際情況合理選擇人工濕地的類型。

2.1.2 積極采用人工保溫手段

第一，植物覆蓋法。這一方法的實際操作十分方便，但是如果出現植物腐爛現象，便會釋放污染物，導致二次污染，所以務必在次年春天之前清除所有覆蓋植物。第二，冰層覆蓋法。使用該方法，主要是在冬天結冰前最好進行放水這一項措施，使濕地表層可以形成冰層，發揮保護層的作用，充分隔離外界環境，以達到保溫的效果。但是如果形成的冰層融化，則要反復重復此措施。第三，其他方法。如果在寒冷的冬季出現水質下降這一問題，可以通過投放工程細菌等方式降解污染物，使出水滿足排放標準要求。

2.2 選擇合適的濕地植物進行種植

2.2.1 濕地植物選擇

第一，生存凈化能力。濕地植物的生長都帶有穩定性，所以選擇植物時需要重點考慮其凈化能力。生長穩定的植物種群一方面能夠避免其他物種入侵，也能夠將除草管理流程簡化。同時，如果濕地植物的生長能力非常旺盛，則其在各個季節下覆蓋率都能夠得到保證。此外，如果濕地植物的根系十分發達，亦可以擁有優異的去污水平，達到凈化水質的最終效果。第二，生態美學價值。這是選擇濕地植物時需要重點關注的內容，因為人工濕地系統多融于城市近郊，加上占地面積大，所以需要保證美學價值，如此才能夠同時達到自然美化和污水處理的效果。第三，經濟效益。這也是植物選擇的重點，例如蘆葦等植物，應用于人工濕地中，既能夠作為工業原料，同時也可以作為肥料，體現了較高的附屬價值。

2.2.2 植物品種的選擇

搭配濕地植物時，不能選擇單一的品種，否則將會因為季節性問題而降低濕地功能，一方面會對濕地系統的作用帶來限制，另一方面也會導致資源浪費。地區、氣候不同，地質條件也就存在很大的差異性，所以在考慮問題時必須要具有全面性[4]。具體如可以將根系深淺的植物進行搭配，通過空間組合的方式減少浪費問題的發生，又如將能夠吸收不同氣體的植物進行相互搭配。

2.3 在構建生態美學的同時實現調蓄內澇功能

人工濕地作為一個多元化的生態系統，不僅是為了滿足城市水體的凈化功能，同時也是一個提供城市美學價值與減緩內澇災害的綜合體系。一方面，在保障基礎功能的前提下，應更多地考慮將人工濕地構建成為一個休閑放松的人與自然和諧景觀區域。另一方面，為了減緩城鎮內澇問題，需要適宜地考慮其滿足雨水調蓄功能。例如某濕地公園，地形是外圍高、中心低，湖體位于公園內偏中地帶，降雨時雨水可以自動流入湖水中，但位于公園西側地勢較低處的人行景觀橋卻成為水患頻發的地帶，針對這一問題，可以通過工程手段將橋下積水引入到公園湖內，一方面可以解決積水的問題，另一方面也可以補充湖內水量，通過雨水資源緩解城市內澇。

2.4 改善城市水體環境

一般地，城市道路初期雨水徑流部分污染物指標（如TN）的平均濃度超出地表水環境治理V類標準，故建議在道路雨水徑流引入人工濕地之前，增設預處理工藝。其中浮動生化床處理工藝技術是一種可考慮的預處理形式。在該工藝中，污水連續通過浮動生化床內的一種懸浮填料，隨著時間的推移，填料表面形成的生物膜與污水發生接觸，污水內有機物被生物膜中的微生物吸收代謝轉化，從而達到污水凈化的目的，改善城市水環境。

2.5 加強管理并組織定期檢查

建造人工濕地的目的，主要是為了借助其持續的生物自然凈化能力，達到長期凈化、美化城市環境的目的。所以從時間尺度來看，濕地建成后的后期運營管理更加重要，后期管理不善將會導致出水水質惡化等嚴重的后果并造成不良的社會影響。為此，需要組織專業技術人員對人工濕地進行定期維護檢查，安排專人進行管理運營，通過管理工作實現濕地生態效益、經濟效益以及社會效益的最大化。

3 結語

綜上所述，人工濕地系統作為地球三大生態系統之一，對于生態環境的保護有著重大意義，尤其是人工濕地，不僅能夠凈化空氣，更重要的是可以促進污廢水中污染物質良性循環，并充分發揮有機資源再利用潛力。本文以實現環境保護的可持續發展為前提，針對人工濕地的應用，分析了存在的問題，并且從全面規避氣候與溫度問題、選擇合適的濕地植物進行種植、最大程度避免堵塞問題、加強管理并且組織定期檢查等方面提出了針對性的解決建議，目的在于通過發揮濕地生態學系統作用改善生態環境，促進人與自然和諧發展。