影响人工湿地植物净化效果的因素

时间:2017-11-29 00:12 作者: 点击:次

[提要]　影响人工湿地植物净化效果的因素：由于人工湿地工程建在野外,受自然环境的影响很大,因此季节变化对湿地净化功能的有一定的影响,其影响主要是温度变化、季节的突变和植物生长对磷的净化效果。 2.1温 由于人工湿地工程建在野外,受自然环境的影响很大,因此季节变化对湿地净化功能的有一定的影响,其影响主要是温度变化、季节的突变和植物生长对磷的净化效果。

2. 1 　温度变化对人工湿地净化的影响

由于湿地的净化作用主要是通过湿地微生物来完成,而温度对微生物的生长繁殖以及活性都有显著的影响[11 ] 。不同季节植物的生长状况和代谢活动都不同,因而湿地植物吸收和利用有机物质的能力也存在着显著差异。杨昌风[12 ] 等人在模拟人工湿地处理污水的实验研究中发现气温在22～32 ℃范围内,池杉系统对氮的去除率随着温度的升高而增大。不过,也有人发现短期的温度变化对氮磷的去除影响不大,但如果长期的温度变化将会导致营养物质的去除率发生变化,据分析可能是因为短期温度变化中湿地中的微生物种群并没有发生变化,但温度变化的时间相对长一些,如几个星期,则人工湿地中的微生物群落将会由于适应新的环境而导致数目和种类的改变,从而影响了人工湿地对污水中营养物质的去除效果[13 ] 。梁威[14 ] 等人在人工湿地中植物根区微生物与净化效果的季节变化的实验研究中发现夏秋两季的根区微生物数量有显著的变化,秋季其根区细菌数量较夏季有明显的增加,同时还发现除香蒲湿地系统外,其他湿地系统秋季对KN的去除率较夏季有明显的增加。

2. 2 　气候突变的影响

气候突变对湿地植物影响主要表现在低温对植物的影响。因为植物长期生长在营养物质充分、温度适宜的环境下,抗寒能力较弱,突变急剧降温和大风会造成寒害。在相同的环境因素下,不同的植物和相同植物的不同生长阶段表现了不同的抗寒能力,其原因是植物的抗寒能力与细胞含水密切相关,寒害过程也是原生质脱水的黏稠化的过程,即植物细胞的抗脱水能力越强就越抗寒。从生物化学角度看,抗寒性强的植物组织内含有较多的亲水化合物,可以保证原生质在低温环境下具有较大的稳定性。植物要栽种在它的适宜气候条件下,在不同的季节内生长其生长情况和处理效果也会不同,植物在移栽时也应注意多样性和稳定性。湿地植物在不同季节生长情况表现出明显的差异,如在沙田人工湿地中栽种热带或温带植物,其生长情况如表1 所示:

2. 3 　植物生长状况对湿地磷净化效果的影响

人工湿地对污水中磷的去除主要是通过基质的吸附、植物吸收及微生物富集等途径来完成[16 ] 。如同无机氮一样,污水中的无机磷在植物吸收及同化作用下,可变成植物的有机成分(如ATP、DNA、RNA等) 。吴振斌等[17 ] 通过对芦苇、茭白以及对照人工湿地系统对污水磷的净化效果的研究中发现,有无植物系统在磷的去除方面影响很大,有植物的系统比无植物的系统具有更高的去除率,系统在各阶段的净化效果及稳定性均比无植物系统好。此外,在不同的季节,磷的净化效果也不同,春夏较秋冬季节高。梁威[17 ] 等在人工湿地植物根区微生物与净化效果的季节变化的实验中也发现了相似的规律,夏季芦苇、菱白和香蒲湿地系统对总磷的去除率分别为58. 3 % ,36 %和66. 2 % ,无植物的对照系统对总磷基本没有去除效果,芦苇等系统秋季磷的净化效果较夏季显著降低,而香蒲系统的总磷去除率也只有26. 5 %。由此可见,有无植物以及植物的生长状况对总磷的去除有很大关系。因此,为了提高系统的总磷去除率,应对湿地植物定期进行收割,以防植物残体腐烂以及营养物质重新释放进入人工湿地废水处理系统;如果湿地用于净化重金属以及某些难降解的有机和无机污染物,对湿地植物也应该及时处理,以防对环境造成二次污染。

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