周星

摘要：本文首先簡(jiǎn)要說(shuō)明了人工濕地的發(fā)展和凈化原理，針對(duì)北方人工濕地闡述了主要存在的問(wèn)題，旨在優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確保管理到位，提高植物的活性，經(jīng)濟(jì)、有效地對(duì)二級(jí)凈化后的出水進(jìn)行深度處理。

關(guān)鍵詞：人工濕地;越冬困難;設(shè)計(jì)和管理不足;解決措施

自20世紀(jì)70年代，我國(guó)開(kāi)始引入人工濕地系統(tǒng)，從最初的活水公園構(gòu)建，到人工濕地系統(tǒng)控制農(nóng)業(yè)區(qū)徑流污染，現(xiàn)擴(kuò)大到生活污水、石油廢水、礦山廢水等領(lǐng)域的治理，取得了良好的效果。然而，北方地區(qū)人工濕地應(yīng)用中卻出現(xiàn)了不同程度的問(wèn)題，如何解決北方人工濕地在運(yùn)行中遇到的關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)該區(qū)域人工濕地的設(shè)計(jì)、施工和管理具有重要意義。

人工濕地也叫構(gòu)筑濕地，是在自然濕地降解污水的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的技術(shù)。通過(guò)人工砌筑溝槽或水池，底面鋪設(shè)防滲漏隔水層，充填一定高度的基質(zhì)層，種植水生植物，利用植物、填料（基質(zhì)）、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用使污水得到凈化，具有投資低、管理方便、效果好等特點(diǎn)。按照污水流行方式，分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。

一、人工濕地的凈化機(jī)理

人工濕地對(duì)廢水的處理綜合了物理的、化學(xué)的和生物的三種作用。據(jù)估算lkg的BOD在植物光合作用下，合成約30kg總碳。濕地系統(tǒng)成熟后，填料表面和植物根系因其大量微生物的生長(zhǎng)而形成生物膜，廢水在經(jīng)過(guò)生物膜時(shí)，SS被填料和植物根系阻攔、截留，有機(jī)污染物則通過(guò)生物膜的吸收、同化及異化作用而被去除，最后濕地系統(tǒng)更換填料或收割栽種植物時(shí)將污染物最終去除。

二、北方人工濕地運(yùn)行的問(wèn)題

（一）水生植物越冬困難

在我國(guó)北方，冬季氣溫較低，人工濕地中占大多數(shù)的草本植物會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)或枯萎，甚至死亡，也算是失去了凈化污水的功能，從而使人工濕地的凈水效果大幅下降。如處理不當(dāng)，往往造成大量植物有機(jī)物在濕地內(nèi)腐敗，易造成非常嚴(yán)重的二次污染，基本上是不可恢復(fù)。

與此同時(shí)，隨著溫度的降低微生物的活性亦下降，當(dāng)溫度低于4℃時(shí)，生理活動(dòng)幾乎停止。

（二）設(shè)計(jì)和管理不足

人工濕地處理系統(tǒng)是一個(gè)綜合的、復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，它具有運(yùn)行費(fèi)用低、生物多樣性、具景觀效果等優(yōu)點(diǎn)，然而在己建成的許多人工濕地中，出現(xiàn)了較多的實(shí)際問(wèn)題：

1.我國(guó)南北氣候差距較大，水資源的分布也不平均，北方很多地方屬于缺水地區(qū)。近些年，隨著我國(guó)越來(lái)越重視環(huán)保，人工濕地也在全國(guó)展開(kāi)了大面積的嘗試，調(diào)查后發(fā)現(xiàn)人工濕地也有著很多水土不服的情況，往往因?yàn)闆](méi)水或高鹽水造成植物死亡率較高。

2.以寧夏為例，水生植物選擇的品種較多，如香蒲、蘆葦、水蔥、菖蒲、千屈菜和荷花等。然而，寧夏不同區(qū)域其水質(zhì)的成分不同，適宜的植物就不同，如固原地區(qū)對(duì)于菖蒲的成活率就較低。所以，往往在設(shè)計(jì)時(shí)，不能盲目地按照技術(shù)規(guī)程或者地標(biāo)進(jìn)行植物的選擇。

3.人工濕地水生植物種植的指標(biāo)主要是成活率和種植密度。在實(shí)際的種植過(guò)程中，由于對(duì)植物的特性及種植方式處理不到位，成活率較低。與此同時(shí)，我們也在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到過(guò)種植密度過(guò)大的問(wèn)題，造成植物的大量死亡，清理時(shí)根系盤(pán)根錯(cuò)節(jié)，很難處理。

4 一個(gè)成功的人工濕地，管理占著重要的比重。人工濕地通過(guò)種植固氮固磷的挺水和浮水植物，定期清理，是人工濕地對(duì)污染物去除的重要途徑。例如蘆葦，如果不及時(shí)清理，濕地水體營(yíng)養(yǎng)化反而加劇，之前的凈化的工作也白做了。如果說(shuō)到清理，那么相應(yīng)的人工組織、收割后的植物的去向，又成為了很大的難題。

三、人工濕地解決措施

（一）因地制宜

人工濕地是低成本的污水處理系統(tǒng)，首先要根據(jù)土地、氣候等特點(diǎn)，確定建設(shè)地是否適合建設(shè)，只有用對(duì)地方才能發(fā)揮其低成本的效益。

（二）植物選擇

選擇適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的植物尤其重要。以寧夏為例.根據(jù)楊涓、鄭國(guó)琦[1]于寧夏幾種水生植物組合對(duì)氮磷吸收作用的研究發(fā)現(xiàn)，香蒲+睡蓮和蘆葦+荇菜這2種組合對(duì)氮磷的去除和生物量的增加表現(xiàn)較高，25d對(duì)N的去除率達(dá)80%，對(duì)P的去除率達(dá)94%，且觀賞性很好。

同時(shí)，水生植物的種植方式與種植密度應(yīng)符合當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)，切忌抱著當(dāng)季成林、當(dāng)季見(jiàn)效的想法，否則后期將會(huì)出現(xiàn)植物競(jìng)爭(zhēng)、維護(hù)不便等問(wèn)題，且宜分框種植為宜，便于后期的移栽、補(bǔ)植。

（三）保溫措施

人工濕地植物的保溫通常有植物保溫、冰雪覆蓋和地膜覆蓋等措施，沈陽(yáng)滿堂河人工濕地利用冬季枯敗的濕地蘆葦?shù)戎参镒鳛楦采w保溫材料，有著姣好的保溫效果，處理效率僅比夏季降低了l0%-15%，證明植物覆蓋有效。根據(jù)劉學(xué)燕翻于北京官?gòu)d水庫(kù)岸邊人工濕地的冬季保溫措施研究發(fā)現(xiàn)，冰層覆蓋與植物保溫都有著不錯(cuò)的效果，但前兩者保溫效果較地膜法差。

（四）維護(hù)管理

人工濕地日常的維護(hù)管理非常重要，管理的程度與出水的水質(zhì)具有很大關(guān)系。日常的管理包括巡檢、水位控制、除雜草、植物補(bǔ)栽、固廢清理、植物收割與處置、填料更換和病蟲(chóng)防害等。其中，著重注意以下幾點(diǎn)：

1.確保每周分區(qū)域巡查不少于兩次，檢查水生植物的病害、有無(wú)枯黃、雜草等情況。

2.不同的水生植物對(duì)水位要求不同，即使同一種植物，在不同的生長(zhǎng)期耐水深度也不一樣。所以，注意水位控制。

3.在植物生長(zhǎng)茂盛、成熟后應(yīng)對(duì)植物進(jìn)行及時(shí)的收割，以防枯死植物分解釋放污染物質(zhì)。一般的植物收割時(shí)間為上半年的5-6月份和下半年的9-11月份。秋末初冬植物枯萎后收割前，先降低人工濕地內(nèi)的水位，待表土干燥后再進(jìn)行收割，避免工人操作時(shí)破壞濕地土壤。收割的植物最好交由專業(yè)的再生資源回收公司進(jìn)行處理和利用。

四、結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合上述內(nèi)容可以看出，北方人工濕地的運(yùn)行良好與否與很多因素相關(guān)，本文中提到的問(wèn)題是制約北方人工濕地運(yùn)行的主要因素，也是容易忽略的因素。搞清楚濕地植物的越冬、種植、管理及建設(shè)初衷等問(wèn)題，對(duì)于人工濕地的應(yīng)用具有指導(dǎo)作用。隨著潛流人工濕地應(yīng)用的不斷深入，技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越成熟，組合工藝的人工濕地系統(tǒng)將會(huì)應(yīng)用越來(lái)越廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊涓，鄭國(guó)琦，張磊.寧夏幾種水生植物組合對(duì)氮磷吸收作用的研究[J].北方園藝，2012 （16）：56-59.

[2]劉學(xué)燕，代明利，劉培斌.人工濕地在我國(guó)北方地區(qū)應(yīng)用的研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，23 （6）：1077-1081

[3]HJ20052010人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范.