植物在人工湿地净化污水过程中的作用_徐伟伟

植物在人工湿地净化污水过程中的作用徐伟伟,章北平,肖波,王瑾,郭勇(华中科技大学环境科学与工程学院,武汉430074)摘要:阐述了植物在人工湿地净化污水过程中的作用,并指出为进一步发挥植物在湿地系统净化污水过程中的作用和完善人工湿地污水处理技术,湿地植物筛选、培植和合适搭配技术将是今后湿地系统的研究热点。关键词:植物;人工湿地;净化作用中图分类号:X703.5文献标识码:A文章编号:1671-1556(2005)02-0041-04TheFunctionsofPlantinConstructedWetlandforWastewaterTreatmentXUWei-wei,ZHANGBei-ping,XIAOBo,WANGJin,GUOYong(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:Thispaperdescibesmainlythefunctionsofplantforwastewatertreatmentandindicatesthatthetechnologyofthechoice,implantationandreasonablearrangementshouldbeprimarilydevelopedforfur-therexertingtheroleofplantandenhancingthetechnologyofconstructedwetland.Keywords:plant;constructedwetland;purifingfunctions0引言人工湿地是20世纪70年代末发展起来的一种污水处理新技术,具有建造及运行费用低、维护简单、出水水质好和对负荷变化适应能力强等优点,比较适合于技术管理水平不很高、规模较小的城镇或乡村的污水处理[1,2]。人工湿地是由砾石、煤渣、沙和土壤等按一定比例组成基质,并栽种经过选择的水生植物,而构成的一个独特的动植物生态系统[3]。其中植物作为人工湿地系统中的一个重要组成部分,在污水净化过程中发挥着重要作用。本文主要阐述了植物在人工湿地净化污水过程中的作用,并提出今后湿地植物的研究设想。1植物的直接净化作用植物在人工湿地净化污水的过程中起着重要作用,可分为直接净化作用和间接净化作用。直接净化作用是指植物通过吸收、吸附和富集等作用直接去除污水中污染物;间接净化作用是指植物能为湿地系统其他去除污水中污染物的过程提供有利环境。1.1植物的直接净化作用人工湿地成熟以后,当污水进入湿地,植物能通过吸收、吸附和富集等作用而去除污水中的污染物,包括对氮、磷的吸收利用和重金属的吸附和富集。1.1.1植物对氮的吸收利用第12卷第2期2005年6月安全与环境工程SafetyandEnvironmentalEngineeringVol.12No.2Jun.2005收稿日期:2004-10-13基金项目:国家“十五”“863”课题资助项目(2003AA601110)。作者简介:徐伟伟(1981—),男,硕士研究生,主要从事城市污水处理研究。氮是植物生长不可缺少的一种元素,被称为植物生命元素。当植物缺氮时,植株矮小,叶小而薄,分枝能力弱,光合作用减弱,营养不良,影响植物的生长,使植物生长发育受阻[4]。因而,湿地植物为维持正常的生长发育,必须从外界补充氮元素作为其营养物质。污水中的氮以有机氮和无机氮两种形式存在,其中无机氮作为植物生长过程中不可缺少的营养物质,能以离子形式(NH+4和NO-3)被植物吸收利用,部分有机氮被微生物分解成氨氮后,也能被植物吸收利用。植物对氮的吸收是与植物呼吸作用密切相关的一个复杂的生理过程,它是依靠植物呼吸作用产生的能量,通过根系吸收污水中NH+4离子和NO-3离子来实现的[5]。靖元孝等[6]对风车草净化生活污水的实验表明,每克干重风车草能净吸收污水中2.25mg氮。Tanner等[7]通过对潜流湿地系统中芦苇、香蒲的收割实验发现,每克干重芦苇、香蒲能净吸收污水中15～32mg氮。这表明湿地植物对氮均具有一定的吸收作用,但不同植物的吸收能力不同。当植物从污水中吸收氮元素后,将氮元素合成植物蛋白质等有机氮,最后通过对植物的收割将它们从湿地系统中去除。1.1.2植物对磷的吸收利用磷和氮一样,都是植物的必需元素。植物生命活动所需要的能量以及能量的传递与储备都依靠磷酸化合物。如果缺磷,植物的能量代谢就受阻,光合作用、呼吸作用和植物的吸收与运输等过程都会受到影响,其根系生长受抑制最为严重,会阻碍碳水化合物的运输,从而影响植物的正常生长[4]。同样,湿地植物为维持正常的生长发育,也要从外界摄取磷元素作