摘要：随着我国经济的迅速发展，特别是近年来工业化和城市化的发展，环境污染问题越来越严重，人工湿地技术在各个国家得到了迅速发展，湿地污水净化系统已获得愈来愈多的应用。
关键词：人工湿地,植物,植物选择
湿地是地球上具有多功能的独特生态系统,是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一,与森林、海洋并称为全球三大生态系统,被誉为“地球之肾”,具有涵养水源、蓄洪防旱、净化水质、调节气候、美化环境、保护生物多样性等重要生态功能。人工湿地是从生态学原理出发，由配水系统、集水系统、基质、防渗层及水生植物与动物等组成的类似于自然湿地的新型污水净化系统。
人工湿地技术能够去除污染水体中各种污染物，包括重金属、N、有机物等，而且具有建造和运行费用便宜、易于维护、可以美化景观的优点，越来越多的被应用于处理生活污水、市政污水、工业污水、采矿污水等。
自西德1974年简称第一座人工湿地以来，人工湿地技术在世界各个国家得到了迅速发展。人工湿地模拟天然湿地，利用植物和微生物处理废水，湿地植物在湿地污水处理系统中发挥关键作用，它与微生物、基质、水体及动物相互协同，使得整个湿地生态系统平衡运转。按照水生植物在水域中的不同分布，人工湿地可分为浮水植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统三种类型，由于水生植物具有极高的观赏价值，还具有可收割、便于回收等优点，人工湿地在污水处理的领域受到越来越多的青睐。人工湿地中的植物最大的功能在于它能直接吸收利用废水中的营养物质，同时还吸附和富集部分水体中的有毒有害物质。此外，由于水生植物具有庞大的根系，空气中的氧通过叶片最终被输送到植物的根区，这样，就为根区附近的微生物群落提供了生存所需的氧，微生物则利用被水生植物输送到根区的氧分解有机物，最后产生二氧化碳和水。常见的用于人工湿地的水生植物有蔍草、芦苇、香蒲、灯心草、菖蒲、莎草、茭草、水花生、田边草、黑麦草、兰花草和池杉等。
一、湿地植物去除水中污染物的原理
人工湿地对BOD、COD、SS、P等有显著的去除效率。作用机理为：可沉降及可絮凝固体通过颗粒间相互引力作用及植物根系的阻截作用被阻截而去除;悬浮物、胶体、可溶性固体利用悬浮的底泥和寄生于植物上的细菌的代谢作用被分解成无机物;通过生物硝化-反硝化作用去除氮;部分微量元素被微生物、植物利用氧化并经阻截或结合而被去除。细菌和病毒处于不适宜环境中会引起自然衰败及死亡，利用植物及微生物的同化吸收作用而去除磷，多年生沼泽生植物，每年收割一次，可将氮、磷吸收合成后分移出人工湿地系统。除营养元素外,大型水生植物还可吸收铅、镉、砷、汞和铬等重金属，以金属螯合物的形式蓄积于植物体内的某些部位，达到对污水和受污染土壤的生物修复。植物对重金属的处理主要分为3 部分:(1)利用金属积累植物或超金属积累植物从废水中吸取、沉淀或富集重金属;(2)利用微生物活性原则和重金属与微生物的亲和作用, 把重金属转化为较低毒性的产物;(3)通过收割或移去已积累和富集了重金属植物的枝条, 从而降低水体重金属的浓度。
二、选择湿地植物时应的考虑因素
人工湿地污水净化系统除了综合考虑湿地的功能及流域要求、工程所在区域中的污染源控制、污水处理以及景观作用和出水再利用、当地地势、风向、地质条件和卫生防护距离等因素外，还应考虑植物的选择，植物在湿地污水处理系统中发挥着关键作用，在选择植物物种时，可根据耐污性﹑生长适应能力﹑根系的发达程
度及经济价值和美观要求确定，同时也要考虑因地制宜。选择湿地植物时应考虑以下因素：
1、植物类型
在滩地及浅水处( 0-1.2m)，可选择具较强净化能力的植物：湿生植物(菖蒲、黄花鸢尾、水芹和千屈菜)、挺水植物(水葱、香蒲、芦苇、茭白);水深较深处(1.0-2.0m)，选择具有净化能力和观赏能力的浮叶植物(荷花、野菱、睡莲和芡实)。通过构建、修复水生植被，以提高湿地系统的水质净化能力及生态稳定性。在湿地系统内的深水区，选种常见的喜温、且具较强净化能力的金鱼藻、苦草、黑藻、红线草及喜凉的菹草，不同植物分片进行种植。
2、植物的富集能力。
人工湿地植物植物修复重金属污染的关键是寻找富集重金属能力强的植物，如香蒲、(水生)美人蕉等。在处理含重金属(混合)污水时，要考虑植物的单一重金属耐性或对多种重金属的综合耐性，甚至综合考虑植物对COD、NH3以及重金属的综合耐性。在引入旱生(超富集)植物到漂浮栽培处理废水时，还要考虑植物的适水性，应选择能适应水环境而又有一定富集吸收重金属能力的植物。
2、去污需要
去污能力是选择湿地植物的重要因素，湿地系统应根据不同的污水性质选择不同的湿地植物。水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附着生长在根区表面及附近的微生物去除的,因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强的水生植物。去污能力相对较强，并且具有很好的景观效果的湿地植物种类包括：千屈菜、灯芯草、水芹、菖蒲、鸢尾、黑三棱、水葱、茭白、红蓼、泽泻、慈菇、马兰、美人蕉等。若要去除污水中的重金属锌和铬，可以选择美人蕉和凤眼莲搭配，这样对污水中的锌和铬都有很好的去除效果;若要去除污水中的重金属锰、铜以及铁，可以将美人蕉、黄菖蒲和凤眼莲进行组合，会有很好的去除效果。
3、景观协调与观赏价值
湿地植物在进行水质净化的同时，应结合景观设计，提升湿地系统景观效果。搭配时考虑到以高矮搭配、花叶搭配、生长季搭配、深根与须根系搭配等。香蒲、芦苇、菰、菖蒲、菱、风车草、泽泻、慈姑等属观赏植株的植物，芡实、水葱等属观赏叶的植物，睡莲、美人蕉、千屈菜等属于观赏花的植物。
4、湿地区位
湿地中心水域区主要以漂浮植物为主,挺水植物为辅。湿地水岸主要种植挺水植物和适应高土壤湿度及高空气湿度的植物。如柽柳、美人蕉、黄花鸢尾等。
5、季节性
人工湿地的净化作用是随着生长在其中的植物生物量大小改变的,夏季植物生长茂盛净化效果好,冬季植物生物量变化小,甚至负增长导致净化效果显著降低,所以在冬季可以选择一些周年生常绿植物,如石菖蒲、麦冬、菹草、菰、香根草等,以提高冬季植物的覆盖度,增强人工湿地的净化能力,同时也增加人工湿地的景观效果。
6、地域性
植物生长具有明显的地域性, 充分利用本地植物资源，选用本地土著植物作为人工湿地植物有利于增加人工湿地的净化能力,可以确保生物多样性的恢复，确保有充足的植物种源，同时也能降低引用外来植物的高额费用,还可避免引种带来的生物入侵的危险。湿地植物的选择应遵循因地制宜的原则，根据当地气候、土壤类型和污水水质等条件，选择适合当地生境的植物，并使去污能力高的植物占有一定的数量。目前,中国湿地系统中外来入侵的植物已有10种,包括香根草、凤眼莲、空心莲子草、互花米草等,这些植物的净化污水效果较好,但由于其生长速度和繁殖速度比较快,容易导致生物入侵,因此必须慎重采用,在工程实践中,对于面积比较小的人工湿地,可以适当的采用,以便通过人工收割而控制,但人工湿地植物的选择最好以当地植物为主。
结束语
作为一种经济有效的污水处理技术，人工湿地污水净化系统已获得愈来愈多的应用。它模拟了自然生态系统，在实现水污染防治功能的同时，美化了环境，为野生动物营造了一个良好的栖息地。人工湿地以最自然的方式在水环境污染防治方面发挥着越来越重要的作用。
参考文献
陈长太等人工湿地植物的选择原则《中国给水排水》2003
孙黎,余李新,罗言云,等.湿地植物对去除重金属污染的研究[J].北方园艺,2009(12): 125-129.
