專家：細數植物在人工濕地污水處理中的作用

時間：2021-01-27 11:01:11 來源：中國給水排水 作者：Jan Vymazal

天然的濕地植物在形態和解剖學上均能適應氧含量較低的生態環境，因此，它們可用于人工濕地系統中處理污水。而人工濕地中的植物不僅將人工濕地與穩定塘區分開，同時為污染物的去除創造適合的條件。人工濕地中的植物不僅能減弱強光與風力對濕地的影響，為濕地基質提供保溫作用，滿足根區微生物生長對氧氣和其他營養成分的需求，還能截留部分污染物預防濕地堵塞，并具有其特有的美學價值，在不同類型的人工濕地中發揮不同程度的作用。最常見的人工濕地植物有漂浮植物如鳳眼蓮、浮萍；沉水植物如狐尾藻屬、金魚藻屬；挺水植物如蘆葦、香蒲屬。而國內人工濕地除了常見以上這些植物外，還常用一些其他的沉水植物，比如蘆竹、再力花、風車草以及美人蕉等。

Jan Vymazal (1955- )，捷克生命科學大學環境科學學院 教授，研究方向為人工濕地污水處理。

01 濕地植物概述

濕地植物根據生活形態不同可分為四種：挺水、漂浮、浮葉根生和沉水植物（見表1）。從形態學上看濕地植物適于生長在水體底泥中，一方面由于其具有龐大的根系，因而能借助發達的通氣組織向根和根莖輸送氧氣，輸送至根系的部分氧氣在周圍缺氧的環境中創造了氧化條件，從而促進了有機物的分解以及硝化細菌的生長；另一方面由于植物本身的形態，物理和行為特性及其可再生性等特點，均使植物適合在缺氧/厭氧的土壤和沉積物中生長。

表1 濕地植物種類

漂浮植物極具多樣性，無論從其形態還是生長環境來看，不同種類之間的差異非常大。有的漂浮植物植株高大，枝葉叢生呈蓮狀或漂浮在水面且根系于水中非常發達，例如水葫蘆；而有的漂浮植物卻很簡單，不管是漂在水面的枝葉還是長在水里的根部，形態上均看起來非常短小，例如浮萍。自然條件下，漂浮植物喜歡生長于富含養分的流動水域，它們從水中汲取養分后快速生長繁殖，非常容易覆蓋整個水體表面，破壞水生生態平衡，為水體帶來災難，因此它們在熱帶和亞熱帶地區也是臭名昭著的水生害草。

浮葉根生植物的根部或莖扎于水底底泥中，莖葉漂浮于水面。為適應風浪，其葉柄通常柔韌細長，長度可達3 m。水面上莖葉的壽命很短（30~50 d），因此到了生長季，水面上的枝葉一年會換4~8次。這些根莖的生物量相對較大，沉到水底使得水底有機物沉積速度加快，抬升湖底高度。

沉水植物一般生長在水面下大約10 m的透光區內，其植物體完全沉于水汽界面以下，根扎于底泥中。通常認為沉水植物從水底底泥中吸收營養物質，但特別的是他們從水體中吸收磷源。很多沉水植物主要是以二氧化碳作為主要的甚至唯一碳源，但也有研究顯示，大量沉水植物在自然環境中可以利用HCO3-作為碳源。沉水植物在水下吸收CO2，經過光合作用后釋放出氧氣，同時使得水中的化學成分被改變。

挺水植物是世界范圍內最主要的濕地植物類型。他們的生長范圍非常廣，耐水深度為0.5~2 m甚至更多。其細胞壁含有的纖維素使其具有一定的韌性。挺水植物的根部從底泥中吸收營養物質后再傳遞給莖葉，待其生長季結束后，再將營養物質轉移到根部，其上部的莖葉部分衰老后，腐殖質又浸入水中，營養物質重新回到水中或水底底泥。

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