蘆葦人工濕地在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用探究

摘要：蘆葦屬植物在世界范圍內(nèi)的分布非常廣泛，且蘆葦為了適應(yīng)不同的環(huán)境也會(huì)表現(xiàn)出不同的生理特征與遺傳學(xué)特征。作為人工濕地當(dāng)中最常見(jiàn)的植物之一，能夠維持人工濕地的水力傳輸，將水體當(dāng)中的重金屬離子與污染物進(jìn)行富集。針對(duì)這一問(wèn)題，世界各國(guó)都展開(kāi)了研究工作，我國(guó)在全國(guó)范圍內(nèi)的蘆葦人工濕地覆蓋在近年來(lái)也有了明顯改善。本研究也將分析蘆葦人工濕地與污水處理技術(shù)，并針對(duì)當(dāng)前存在的問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：蘆葦;人工濕地;環(huán)境保護(hù);應(yīng)用探析

中圖分類(lèi)號(hào)：X171 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）07-0-01

Abstract：Reed is widely distributed in the world， and in order to adapt to different environments， reed will show different physiological and genetic characteristics. As one of the most common plants in constructed wetlands， it can maintain the hydraulic transmission of constructed wetlands and enrich heavy metal ions and pollutants in water. In view of this problem， all countries in the world have carried out research work， Chinas national coverage of reed artificial wetland in recent years has also been significantly improved. This study will also analyze reed constructed wetland and sewage treatment technology， and analyze and summarize the existing problems.

key words：Reed;Constructed wetlands;Environmental protection;Application analysis

從蘆葦?shù)纳飳W(xué)特性來(lái)看，其可以以根莖繁殖的方式進(jìn)行補(bǔ)充與更新，在適應(yīng)的環(huán)境條件之下可以形成單優(yōu)種群。普通蘆葦在我國(guó)具有廣泛的適應(yīng)性，無(wú)論是堿性濕地還是鹽性濕地都廣為分布。人工濕地作為一種新型污水處理方案，可以起到節(jié)能減耗、便捷管理等作用，在特殊的生態(tài)條件之下可以保障污染物去除率，減少環(huán)境破壞對(duì)于人類(lèi)的不利影響。

1 蘆葦人工濕地的組成與特征

1.1 組成

人工濕地主要包括三個(gè)部分的作用。首先是具備透水性的基質(zhì)，包括土壤、礫石等，這些基質(zhì)的目的在于為植物提供良好的物理支持，并為化合物提供環(huán)境空間。另外兩個(gè)層次上，可以對(duì)水中的污染物質(zhì)起到吸收和富集作用，這也是植物蘆葦?shù)奶匦灾?最后包括生物種群對(duì)于污染物質(zhì)的吸附。

一般情況下蘆葦人工濕地可以被作為二級(jí)生物處理工藝，其流程也基于實(shí)際需求的不同而發(fā)生轉(zhuǎn)變。其中常用的包括回流式、綜合式等，主要為了解決可能出現(xiàn)的各類(lèi)水質(zhì)問(wèn)題，此外還可以在填料的負(fù)荷方面進(jìn)行合理規(guī)劃[1]。

1.2 特征

由于蘆葦人工濕地處理污水系統(tǒng)可以在污染的條件之下組成人工復(fù)合體，以生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物的協(xié)同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的合理凈化。其重要的作用首先體現(xiàn)在吸附和富集方面，尤其是污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以得到有效利用，并將有毒物質(zhì)進(jìn)行吸附，凈化水質(zhì)，且只需要對(duì)蘆葦進(jìn)行收割就可以去除水系統(tǒng)的污染成分。另外在微生物附著方面，蘆葦根莖較為發(fā)達(dá)，微生物的生長(zhǎng)附著情況較好，而蘆葦床的優(yōu)勢(shì)菌屬當(dāng)中，體內(nèi)含有降解質(zhì)粒，也是對(duì)污水中有機(jī)物分解的主要微生物種群，有機(jī)污染物通過(guò)微生物異化作用、同化作用得到去除[2]。

2 蘆葦濕地的具體應(yīng)用

由于微生物是系統(tǒng)中有機(jī)污染物與氮分解去除的主要執(zhí)行者，有相關(guān)研究針對(duì)人工模擬蘆葦床的方式進(jìn)行了生活污水處理，并充分研究其凈化機(jī)理，結(jié)果表明可以為微生物的活動(dòng)創(chuàng)造有利環(huán)境，也證明了優(yōu)勢(shì)菌屬的作用。在其具體應(yīng)用方面，可以根據(jù)蘆葦濕地類(lèi)型的不同分別分析其應(yīng)用。

2.1 水面濕地系統(tǒng)

水面濕地系統(tǒng)的水位一般較淺，保持在0.5m以下，濕地表面也具有相對(duì)均勻的薄水層與5%左右的坡度，污水沿著床表面而流動(dòng)，并且在空氣和水面的結(jié)合區(qū)域發(fā)生氣體交換，一方面可以進(jìn)行氧氣擴(kuò)散，另一方面也能考蘆葦根部傳輸部分氧氣。在污水中的有機(jī)污染物主要依靠蘆葦莖部去除，水面濕地系統(tǒng)的主要問(wèn)題在于難以利用填料表面的生物膜，可能會(huì)在一定程度上降低其污染處理能力。此外，在一些氣候條件較差的地區(qū)，還會(huì)因環(huán)境問(wèn)題而影響到系統(tǒng)的處理作用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要考慮到結(jié)冰、衛(wèi)生等方面，但該方案的成本消耗最低。

2.2 滲濾濕地系統(tǒng)

滲濾濕地系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)的處理效率得到了顯著提高。在這一濕地系統(tǒng)當(dāng)中，內(nèi)部流動(dòng)的污水可以充分利用到填料表面的生物膜與植物根系，表層土的作用和處理能力可以得到同步保障。在一些含有磷、氮的土壤和水流當(dāng)中，去除率能夠比水面濕地系統(tǒng)更加穩(wěn)定。不過(guò)需要注意的問(wèn)題在于該系統(tǒng)的成本和技術(shù)要求更高，且蘆葦?shù)拿谘豕δ苄枰玫匠浞謶?yīng)用[3]。

2.3 垂直流濕地系統(tǒng)

垂直流濕地系統(tǒng)綜合了水面濕地系統(tǒng)與滲濾濕地系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，水流在填料床之中可以采用從上到下的垂直流，在流過(guò)床體之后再通過(guò)集水管統(tǒng)一收集并排除處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)在于對(duì)土地的需求程度較小，且這一技術(shù)在歐美的一些國(guó)家已經(jīng)得到了廣泛使用。值得一提的是在某些氣候條件較差的地區(qū)和時(shí)段，垂直流人工濕地系統(tǒng)也能起到良好的水質(zhì)改善作用，其現(xiàn)實(shí)意義非常顯著。

3 蘆葦人工濕地未來(lái)的應(yīng)用趨勢(shì)

3.1 新型填料的使用

按照蘆葦當(dāng)前階段的應(yīng)用價(jià)值與實(shí)際需求，在今后還可以針對(duì)新型填料進(jìn)行技術(shù)研究。不同填料結(jié)構(gòu)與成分會(huì)產(chǎn)生不同的凈化機(jī)理，尤其是對(duì)于人工濕地的處理能力提升具有重要作用。按照現(xiàn)階段的技術(shù)要求，人工濕地床對(duì)于填料的要求主要集中于吸附性能、交換性能與實(shí)際成本。近年來(lái)人們也針對(duì)填料類(lèi)型進(jìn)行了針對(duì)性研究，有相關(guān)報(bào)告表明沸石在某些環(huán)境下的技術(shù)能力要高于傳統(tǒng)的礫石，例如在除氮、交換性能等參數(shù)方面。所以在相同的水力負(fù)荷之下，沸石床可能會(huì)有更佳的氮去除率[4]。

3.2 蘆葦適應(yīng)性分析

蘆葦?shù)倪m應(yīng)性分析主要是針對(duì)不同種類(lèi)、不同生態(tài)型、不同氣候條件、不同環(huán)境因素下的蘆葦濕地污水凈化效果，尤其是人工濕地的凈化效果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和研究對(duì)比，可以明確不同污染物說(shuō)適應(yīng)的不同植物，在去除能力和凈化能力方面展開(kāi)研究，以微觀角度來(lái)分析變異的原因，探究其內(nèi)部聯(lián)系。

4 結(jié)語(yǔ)

沼澤濕地廣泛分布于世界各地，是地球上生物多樣性豐富，生態(tài)功能全面，生產(chǎn)力高的生態(tài)系統(tǒng)。而蘆葦人工濕地技術(shù)在水環(huán)境污染防治當(dāng)中具有良好的應(yīng)用前景，目前該技術(shù)與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢(shì)，且蘆葦?shù)母哌m應(yīng)能力也讓相關(guān)研究逐漸偏向于成本研究、效益研究等。在未來(lái)的污水處理當(dāng)中，可以大力推廣蘆葦人工濕地，以此為基礎(chǔ)形成更加廣闊的應(yīng)用前景，同時(shí)加強(qiáng)不同污水凈化方法的比較和研究工作，提供更有說(shuō)服力的數(shù)據(jù)信息。

參考文獻(xiàn)

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[2]李璐，鄒立，楊陽(yáng)，任倩倩，戴群英，簡(jiǎn)慧敏.遼河口蘆葦濕地積水營(yíng)養(yǎng)鹽組成和結(jié)構(gòu)的周日變化特征[J].海洋湖沼通報(bào)，2018（02）：80-87.

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收稿日期：2019-03-11

作者簡(jiǎn)介：石文明（1985-），男，漢族，本科學(xué)歷，工程師十級(jí)，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)。