人工湿地的氮去除机理

第26卷第8期2006年8月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.26,No.8Aug.,2006人工湿地的氮去除机理卢少勇1,2,金相灿1,余刚2(1.中国环境科学研究院湖泊生态环境创新基地国家环境保护湖泊污染控制重点实验室100012;2.清华大学环境科学与工程系,北京100084)基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(2002CB412302);国家重大科技专项资助项目(K99-05-35-02)收稿日期:2005-06-09;修订日期:2006-02-15作者简介:卢少勇(1976～),男,湖南人,博士,主要从事水污染治理与生态修复.E-mail:lushy2000@163.com致谢:非常感谢美国CaryT.Chiou教授对本文英文摘要的润色Foundationitem:TheprojectwassupportedbyTheMajorStateBasicResearchDevelopmentProgramofChina(973Program)(No.2002CB412304);TheMajorSpecialProgramoftheMinistryofScienceandTechnology“Non-pointsourcepollutioncontrolinDianchiLakebasin”(863Program)(No.K99-05-35-02)Receiveddate:2005-06-09;Accepteddate:2006-02-15Biography:LUShao-Yong,Ph.D.,mainlyengagedinwaterpollutioncontrolandecologicalrestoration.E-mail:lushy2000@163.com摘要:湖泊等水环境的富营养化给人类带来诸多损害,如环境、生态和经济等方面的损害。富营养化的原因和控制途径引起了包括中国在内的很多国家的关注。我国针对水环境的富营养化问题开展了大量的工作。氮是引发水环境富营养化的主要营养物之一。外源氮负荷(分点源和非点源两部分)是水环境污染负荷的重要组成部分。传统污水处理技术应用于收集系统欠缺的非点源污染的治理时成本过高。人工湿地是有效削减水环境中外源氮负荷的重要技术手段,在处理非点源污染源带来的氮负荷时更是如此。人工湿地具有氮去除效果好、耐冲击负荷能力强、投资低和生态环境友好等优点。因此人工湿地非常适合于水环境富营养化的防治。阐明人工湿地中氮的去除机理对水环境的富营养化等具有重要的意义。防渗人工湿地的氮去除机理主要包括挥发、氨化、硝化反硝化、植物摄取和基质吸附。未防渗的人工湿地中,周围水体与人工湿地的氮交换影响着人工湿地中氮的去除。一般情况下,人工湿地中硝化反硝化是最主要的氮去除机理。pH值小于7.5时,氨挥发可忽略。pH值在9.3以上时,氨挥发很显著。处理生活污水的人工湿地中氮的去除主要是依靠微生物的硝化反硝化作用。在进水负荷低、气候适宜、植物物种适宜和收割频率与时机适宜的条件下,植物收割可能成为主要的去氮途径。人工合理导向的湿地的氮去除效果通常优于天然湿地。合理的设计(填料的搭配、植物物种的配置以及布水和集水的优化)对人工湿地系统中氮去除的改善有重要影响。合理的运行,如有效的水位控制,正确的植物培育、合理的植物收割等,能有效地改善湿地中的氮去除。关键词:富营养化;人工湿地;氮;去除机理文章编号:1000-0933(2006)08-2670-08中图分类号:Q178文献标识码:ANitrogenremovalmechanismofconstructedwetlandLUShao-Yong1,2,JINXiang-Can1,YUGang2(1.ResearchCenterofLakeEnvironment,ChineseResearchAcademyofEnvironmentSciences,StateEnvironmentalProtectionKeyLaboratoryforLakePollutionControl,Beijing100012,China;2.DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China).ActaEcologicaSinica,2006,26(8):2670～2677.Abstract:Eutrophicationoflakesandaquaticsystemsdeterioratetheecosystemandeconomy.Thecausesandcontrolsofeutrophicationhaveattractedattentionsworldwide,i