淺析在實際應(yīng)用中人工濕地存在的問題及解決對策

王鵬舉，劉 星

（中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司，四川 成都 610081）

0 引言

陸地、水域以及濕地是地球的三大生態(tài)系統(tǒng)，其中濕地生態(tài)系統(tǒng)與陸地、水域不同，屬于水體與陸地兩者之間的生態(tài)交錯區(qū)，其本身在生產(chǎn)力、過渡性和生物多樣性等多方面有著獨有的特性。濕地按形成方式主要分為人工濕地和自然濕地，其中人工濕地是通過人為手段建成的一種復(fù)雜性生態(tài)系統(tǒng)，也是現(xiàn)階段使用比較廣泛的污廢水處理技術(shù)。對于人工濕地，現(xiàn)今已在世界諸多國家開始應(yīng)用實踐，對于環(huán)境的保護(hù)與治理有著重要的工程意義。然而其本身在運行模式、豎向構(gòu)成等方面存在特殊性，實際應(yīng)用時存在一些問題，需要對其提出針對性的解決對策。

1 在實際應(yīng)用中人工濕地存在的問題

人工濕地的構(gòu)建，占地面積較大，容易受地形地質(zhì)等各種因素影響，其中氣候氣溫、植物類型、填料等因素均會對人工濕地的成功運行造成偏差，以至于影響污水凈化效果。

1.1 氣候與溫度的影響

在一定范圍內(nèi)氣溫的持續(xù)上升，一般有利于植物的正常生長。生物量的增長，加強了濕地的凈化功能，即加快了生物吸收、凈化污染物的速度，使污水處理最終效果趨于理想[1]。 相反，效果則變差。通常來說，秋冬兩季的人工濕地凈化污水的能力比較差，而春夏季節(jié)則恰好相反。

1.2 濕地植物類型的影響

若濕地種植的植物在選擇上缺乏合理性，或者其類型過于單一，便會對濕地凈化能力造成限制，甚至還會產(chǎn)生負(fù)面的處理效果。一方面，濕地植物搭配合理與否，直接影響污水凈化效果的好壞，由于植物之間的彼此影響、相互作用，如各自釋放出化學(xué)物質(zhì)，共同作用反應(yīng)后對周圍的植物造成或有利或不利的影響。另一方面，環(huán)境因素之間帶有競爭性和抑制性，這對于人工濕地作用的發(fā)揮也一定限制。此外，濕地植物的單一性，使凈化作用無法充分有效發(fā)揮，同時對于污染物濃度劇烈變化后的抗沖擊性也較弱。

1.3 填料堵塞問題

人工濕地的污水凈化功能，主要是通過填料中微生物的新陳代謝來實現(xiàn)的，隨著時間的推移，其中的微生物最終將長期處于繁殖狀態(tài)，這時在新陳代謝的作用下也會形成更多的雜質(zhì)，從而導(dǎo)致堵塞問題[2]。為了避免這一問題，需要對人工濕地進(jìn)行定期的養(yǎng)護(hù)工作，適時清淤，避免堵塞和淤積等問題的出現(xiàn)。與此同時，污水處理所需要的時間不斷延長，基質(zhì)吸附性能隨之減弱，進(jìn)而導(dǎo)致其趨于飽和狀態(tài)，濕地的凈化功能在該因素的影響下逐漸消失，這是人工濕地亟待優(yōu)化解決的核心問題。

1.4 水力與污染因素

水力坡降增大的同時，使人工濕地受污染程度逐漸提升，水力坡降與受污染程度的提升，會降低污染物凈化率，出水不達(dá)標(biāo)，同時亦導(dǎo)致更嚴(yán)重的堵塞問題。

1.5 管理因素

人工濕地的管理工作是其后期維護(hù)的重要環(huán)節(jié)，然而現(xiàn)今一些人工濕地管理者對于管理工作重視程度不足，導(dǎo)致除了影響污水處理成效以外，使得濕地?zé)o法有效形成良性的生態(tài)循環(huán)，大大降低了其實際使用價值。

2 人工濕地存在問題的解決對策

2.1 全面規(guī)避氣候與溫度問題

2.1.1 以“因地制宜”為核心原則加強管理

對于人工濕地的管理，需要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蝾愋椭贫ㄡ槍π缘姆桨?，其核心在于“因地制宜”這一原則[3]。例如，北方地區(qū)天氣較為寒冷，并且在冬季會形成地表結(jié)冰的現(xiàn)象，可以采用潛流式人工濕地系統(tǒng)。南方地區(qū)天氣溫暖，對于人工濕地形式的選取則沒有太多約束。所以在實際考慮構(gòu)建人工濕地的過程中，主要是結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況合理選擇人工濕地的類型。

2.1.2 積極采用人工保溫手段

第一，植物覆蓋法。這一方法的實際操作十分方便，但是如果出現(xiàn)植物腐爛現(xiàn)象，便會釋放污染物，導(dǎo)致二次污染，所以務(wù)必在次年春天之前清除所有覆蓋植物。第二，冰層覆蓋法。使用該方法，主要是在冬天結(jié)冰前最好進(jìn)行放水這一項措施，使?jié)竦乇韺涌梢孕纬杀鶎?，發(fā)揮保護(hù)層的作用，充分隔離外界環(huán)境，以達(dá)到保溫的效果。但是如果形成的冰層融化，則要反復(fù)重復(fù)此措施。第三，其他方法。如果在寒冷的冬季出現(xiàn)水質(zhì)下降這一問題，可以通過投放工程細(xì)菌等方式降解污染物，使出水滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 選擇合適的濕地植物進(jìn)行種植

2.2.1 濕地植物選擇

第一，生存凈化能力。濕地植物的生長都帶有穩(wěn)定性，所以選擇植物時需要重點考慮其凈化能力。生長穩(wěn)定的植物種群一方面能夠避免其他物種入侵，也能夠?qū)⒊莨芾砹鞒毯喕Ｍ瑫r，如果濕地植物的生長能力非常旺盛，則其在各個季節(jié)下覆蓋率都能夠得到保證。此外，如果濕地植物的根系十分發(fā)達(dá)，亦可以擁有優(yōu)異的去污水平，達(dá)到凈化水質(zhì)的最終效果。第二，生態(tài)美學(xué)價值。這是選擇濕地植物時需要重點關(guān)注的內(nèi)容，因為人工濕地系統(tǒng)多融于城市近郊，加上占地面積大，所以需要保證美學(xué)價值，如此才能夠同時達(dá)到自然美化和污水處理的效果。第三，經(jīng)濟效益。這也是植物選擇的重點，例如蘆葦?shù)戎参?，?yīng)用于人工濕地中，既能夠作為工業(yè)原料，同時也可以作為肥料，體現(xiàn)了較高的附屬價值。

2.2.2 植物品種的選擇

搭配濕地植物時，不能選擇單一的品種，否則將會因為季節(jié)性問題而降低濕地功能，一方面會對濕地系統(tǒng)的作用帶來限制，另一方面也會導(dǎo)致資源浪費。地區(qū)、氣候不同，地質(zhì)條件也就存在很大的差異性，所以在考慮問題時必須要具有全面性[4]。具體如可以將根系深淺的植物進(jìn)行搭配，通過空間組合的方式減少浪費問題的發(fā)生，又如將能夠吸收不同氣體的植物進(jìn)行相互搭配。

2.3 在構(gòu)建生態(tài)美學(xué)的同時實現(xiàn)調(diào)蓄內(nèi)澇功能

人工濕地作為一個多元化的生態(tài)系統(tǒng)，不僅是為了滿足城市水體的凈化功能，同時也是一個提供城市美學(xué)價值與減緩內(nèi)澇災(zāi)害的綜合體系。一方面，在保障基礎(chǔ)功能的前提下，應(yīng)更多地考慮將人工濕地構(gòu)建成為一個休閑放松的人與自然和諧景觀區(qū)域。另一方面，為了減緩城鎮(zhèn)內(nèi)澇問題，需要適宜地考慮其滿足雨水調(diào)蓄功能。例如某濕地公園，地形是外圍高、中心低，湖體位于公園內(nèi)偏中地帶，降雨時雨水可以自動流入湖水中，但位于公園西側(cè)地勢較低處的人行景觀橋卻成為水患頻發(fā)的地帶，針對這一問題，可以通過工程手段將橋下積水引入到公園湖內(nèi)，一方面可以解決積水的問題，另一方面也可以補充湖內(nèi)水量，通過雨水資源緩解城市內(nèi)澇。

2.4 改善城市水體環(huán)境

一般地，城市道路初期雨水徑流部分污染物指標(biāo)（如TN）的平均濃度超出地表水環(huán)境治理V類標(biāo)準(zhǔn)，故建議在道路雨水徑流引入人工濕地之前，增設(shè)預(yù)處理工藝。其中浮動生化床處理工藝技術(shù)是一種可考慮的預(yù)處理形式。在該工藝中，污水連續(xù)通過浮動生化床內(nèi)的一種懸浮填料，隨著時間的推移，填料表面形成的生物膜與污水發(fā)生接觸，污水內(nèi)有機物被生物膜中的微生物吸收代謝轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到污水凈化的目的，改善城市水環(huán)境。

2.5 加強管理并組織定期檢查

建造人工濕地的目的，主要是為了借助其持續(xù)的生物自然凈化能力，達(dá)到長期凈化、美化城市環(huán)境的目的。所以從時間尺度來看，濕地建成后的后期運營管理更加重要，后期管理不善將會導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化等嚴(yán)重的后果并造成不良的社會影響。為此，需要組織專業(yè)技術(shù)人員對人工濕地進(jìn)行定期維護(hù)檢查，安排專人進(jìn)行管理運營，通過管理工作實現(xiàn)濕地生態(tài)效益、經(jīng)濟效益以及社會效益的最大化。

3 結(jié)語

綜上所述，人工濕地系統(tǒng)作為地球三大生態(tài)系統(tǒng)之一，對于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)有著重大意義，尤其是人工濕地，不僅能夠凈化空氣，更重要的是可以促進(jìn)污廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)，并充分發(fā)揮有機資源再利用潛力。本文以實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展為前提，針對人工濕地的應(yīng)用，分析了存在的問題，并且從全面規(guī)避氣候與溫度問題、選擇合適的濕地植物進(jìn)行種植、最大程度避免堵塞問題、加強管理并且組織定期檢查等方面提出了針對性的解決建議，目的在于通過發(fā)揮濕地生態(tài)學(xué)系統(tǒng)作用改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。