■王俊华

（广州华浩能源环保集团有限公司 广东广州 510080）

人工湿地在中国面源污染管理中的研究进展

■王俊华

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本文概述了人工湿地在面源污染管理中的机理，总结了我国近年来将人工湿地应用到城市面源污染管理和农村面源污染管理中的研究进展。作者认为，在我国构建人工湿地因其系统复杂，影响因素较多，在面源污染管理中的应用应因地制宜。

人工湿地面源污染因地制宜

1 引言

随着城镇生活电源污染和工业点源污染逐步得到治理，面源污染已经成为水环境恶化的主要原因之一，尤其是农村面源污染的恶化，给水环境带来了严重污染。人工湿地是一个包含基质、微生物和植物的复合生态系统，其通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解等物理、化学和生物的协调作用来实现对污染物的净化[1]。在我国，构建人工湿地已成为成功控制面源污染的重要控制措施之一。本文概述了人工湿地的分类和净化机理，并分别从城市面源污染管理和农村面源污染管理两方面，探讨了人工湿地在面源污染管理中的应用研究。

2 人工湿地的分类及净化机理

2.1 人工湿地的分类

在拉姆萨尔湿地公约中，广义的人工湿地包括池塘、稻田、灌渠、水沟、水库蓄水区、运河和氧化塘等多种湿地类型。狭义的人工湿地通常是指基于污染物降解功能而建造的工程化的湿地系统，通过模拟天然湿地的结构与功能，选择一定的地理位置和地形，根据需要人工建造并监督控制。其营建的目的是利用湿地生态系统中的物理、化学、生物的过程协同进行污水的处理[2]。以狭义的人工湿地定义为基础，根据人工湿地内水流方式的不同，可将人工湿地分为：表面流人工湿地和潜流人工湿地。

2.2 人工湿地的净化机理

人工湿地主要由基质、微生物以及植物三部分构成，其对污染物的净化通过三者协同作用完成。基质为微生物的生长提供稳定的依附表面，为水生植物提供载体和营养物质，并提供湿地化学反应的主要界面之一。微生物是人工湿地降解有机污染物的主要构成部分，好氧微生物将有机物质分解成CO2和水，硝化细菌将有机氮化物降解，好氧微生物在降解有机物质的同时促进硝化细菌对有机氮化物的降解，进一步加强了对重金属的吸附。湿地植被作为湿地生态系统主要的初级生产者，为湿地其他生物类群的生长和新陈代谢提供所需能量，是湿地生态系统功能完整性的必要基础。

3 人工湿地在面源污染管理中的应用

3.1 人工湿地在城市面源污染管理中的应用

我国对城市面源污染控制处在起步阶段，对于将人工湿地应用到城市面源污染管理中也处于探索阶段。为了更好的管理城市面源污染，我国学者对人工湿地管理面源污染展开了相应研究，探讨了人工湿地在处理暴雨径流导致的面源污染管理办法，研究表明采用人工湿地处理暴雨径流时，必须针对暴雨径流的特点进行合理设计。暴雨径流颗粒物浓度较高时，在进入湿地前应进行预处理，去除大粒径的颗粒物，以避免堵塞湿地基质。并指出在雨季，湿地最高水位应限制在一个合理的范围内，避免植物长时间被淹没；在旱季，水面则应保持足够深度，以利于水生植物的生存。暴雨湿地选种的植物应耐冲击，且能适应长期干旱或浸泡的环境[3]。

3.2 人工湿地在农村面源污染管理中的应用

虽然我国人工湿地的研究起步较晚，但是相对于城市面源污染的管理，农村面源污染管理研究得到了更好的发展，人工湿地技术在农业面源污染治理中已经得到了广泛的应用。

在太湖流域农业面源污染管理中，学者结合人工湿地原理和快速渗滤机理，开发了人工湿地透水坝技术并进行了运行试验。利用平原河网地区现有河道的容积来承受农村面源污染水量、水质的冲击负荷，通过控制透水坝的渗流量，拦蓄径流为后续的处理单元提供自流动力。研究表明透水坝对氮、磷有较好的去除效果[4]。在滇池防护带农田径流污染控制研究中，研究者将人工湿地技术用于农田径流废水的净化和处理，利用低洼废弃耕地改造成人工湿地，并控制流域面积。同时以适应性、经济性和高效性为原则，将植物进行垂直结构总体设计，上层为滇池地区常见的浮水植物小叶浮萍，四周布置挺水植物，下层采用扎根深水植物，并用天然草种形成草滤带。研究表明，垂直结构增加了系统的复杂性和稳定性，可以提高系统的处理效率，对农业面源污染具有较好的净化作用。且具有投资少、效益好、运行管理方便、抗面源负荷冲击能力强等优点[5]。

4 人工湿地应用到面源污染管理中的不足

（1）后续管理不足，导致不少湿地出现了堵塞、出水不达标等问题。人工湿地的长期运行缺少安全保障，系统内产生的生物量不断增加，过多地种植植物和维护不及时，有机负荷过高都是导致堵塞的原因[6]。

（2）对气候条件的制约研究不足，缺乏有效控制，导致污染物去除率降低。

（3）人工湿地与城市发展的冲突：一方面造成土地利用的矛盾；另一方面因进水负荷过高，释放出难闻的气体，影响城市生态环境[7]。

（4）引入外来物种，威胁当地的湿地生态系统，甚至是人工湿地以外的生态环境[8]。

5 结语

人工湿地是一项复杂的系统，不同的地理位置、气候、水流等因素均会对面源污染的管理提出挑战，因此，人工湿地在应用时应充分考虑各种因素，因地制宜。与此同时还应当建立相配套的法规政策及激励机制，尤其是制定适合我国国情的面源污染控制政策，全面管理我国的面源污染问题。

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[5]汤承彬,施甘霖.滇池水源地农田径流污染控制工程的研究 [J].云南环境科学, 1997,16(2):3-5.

[6]雷明,李凌云.人工湿地土壤堵塞现象及机理探讨 [J].工业水处理,2004,24(10): 9-12.

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X5[文献码]B

1000-405X（2015）-10-290-1