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如何选择污水处理工程的人工湿地植物?

华清科技
快讯
2021 01-26

人工湿地植物的选择原则

1、因地制宜,适地适种

   湿地植物种类丰富,但不同植物的生长习性也不相同。同时湿地植物具有高度的入侵性,外来物种可能会对原有的生态环境造成严重的威胁。因此,湿地植物的选择应结合当地气候、地貌、水文等条件,优先选用本土植物,做到因地制宜,将构建的人工湿地融入周围景观中。根据湿地设计要求,考虑水生植物对水位的要求以及所在水体的环境特点,选用适宜的水生植物。例如原生于实土环境的一些植物如美人蕉、芦苇、灯芯草、风车草、皇竹草等,其根系生长有一定的向土性,配置于表面流湿地系统中,生长会更茂盛,但由于它们的根系大都垂直向下生长,净化处理的效果不及应用于潜流式湿地中。对于一些原生于沼泽、腐殖层、草炭湿地、湖泊水面的植物,如水葱、茭白、山姜、香蒲、菖蒲等,由于其已经适应无土环境生长,因此更适宜配置于潜流式人工湿地。对于一些块根块茎类的水生植物,如荷花、睡莲、慈姑、芋头等则适宜配置于表面流湿地中。

   有些湿地植物种分布广泛,适应多个地区的环境,湿地中的广布种主要属于淡水水生植物、盐生植物和伴生植物。前两大类多属于湿生植物,挺水植物如芦苇、香蒲;浮生植物如浮萍;沉水植物如篦齿眼子菜、菹草、金鱼藻、轮叶狐尾藻、大茨藻、轮叶黑藻;沼生植物如莎草灯芯草等。我国湿地植物种以温带成分为主,这些植物广泛分布在我国东北地区和青藏高原地区。选择湿地植物应优先选用本土植物,慎重引入外来植物,避免引发生物安全性问题。

人工湿地植物选择

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2、选择抗逆性强的植物

由于人工湿地中植物根系要长期浸泡在水中接触浓度较高且变化较大的污染物,抗逆性较差的植物将直接影响污水净化效果。因此选择一些抗逆性强(包括抗病虫害能力、耐污性、耐盐性、耐高温性以及耐寒性等)的植物,即使在恶劣的环境下也能正常生长,保证污水净化效果和景观稳定性。此外,人工湿地中由于污染物的存在植物容易滋生病虫害,抗病虫害能力不仅直接关系植物自身的生长发育,也影响其对污水的净化效果。

3、选择净化效果好的植物

净化能力是选择人工湿地植物要考虑的另一重要因素。为了提高人工湿地的去污能力,在选择植物时不但要选择耐污能力强的植物,同时也要求植物的净化能力强。主要从两方面考虑:一方面是植物的生物量较大;另一方面是植物体内污染物的浓度较高。例如鸢尾对湿地中磷的吸收能力较强,具有高生产力的凤眼莲也有较高的吸收潜能,而沉水植物的潜力则相对较小。水芹、油菜、灯芯草、虎耳草、德国鸢尾和菖蒲的净化能力较强。另外,在去除重金属污染方面应用较多的超累积植物也可以应用到人工湿地中。具体应用时可根据所要处理污水中的主要污染物来选择相应种类的超累积植物。例如凤眼莲在处理污水中的重金属元素方面,具有非常好的应用前景。

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4、选择根系发达的植物

植物具有发达的根系是被选为人工湿地植物的重要因素之一。发达的植物根系可以分泌较多的根分泌物,为微生物的生存创造良好的条件,促进根系的生物降解,提高人工湿地净化能力。研究表明,根茎型植物的耐污能力较强,而根须植物的根须较发达。污水中的BOD5、COD、TN和TP主要是靠附着生长在水生植物根区表面及附近的微生物去除的,植物根系生物量与反硝化菌、脲酶,酸、碱性磷酸酶的活性都正相关,因此应选择根系比较发达的物种,如芦苇、菖蒲和吉祥草等。香蒲等大型种类具有粗壮的根系和许多发达的不定根,也是较佳的净水植物,且香蒲根系对外泌氧速率较大。植物各器官对N和P的积累与根系表面积显著相关,大花美人蕉及千屈菜有较大根系表面积,并且它们对营养物的吸收和存储率也高于其他植物。


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5、选择兼具景观价值和经济价值的植物

园林设计的理念被引入人工湿地污水处理系统,从而实现治理污染与美化环境的统一。结合景观生态学理论,巧妙运用具有较高观赏价值的水生植物、湿生植物,营造环境优雅的人工湿地植物景观。在相关水生植物去污研究报道中,所涉及的植物包括挺水植物(茭白、芦苇、水葱和慈姑等)、漂浮植物(凤眼莲、浮萍等)及沉水植物(金鱼藻等)。

在经济价值方面,可以考虑推广种植生产生物质能源的植物。生产生物质能源的植物通常指具有合成较高还原性烃的能力,可产生接近石油成分和可替代石油使用的产品的植物,以及富含油脂的植物,包括速生薪炭林、含糖或淀粉植物、可榨油或产油植物以及其他可提供能源的植物。例如水芹处理富营养化水体,不仅获得了很好的去氮除磷效果,而且可以通过收获其茎叶部分取得一定的经济效益。千屈菜、水葱不但景观效果好,而且可以入药;香蒲常用于花卉观赏,花粉、叶、茎均有较高经济价值。

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The End
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