浅析在实际应用中人工湿地存在的问题及解决对策

王鹏举，刘 星

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川 成都 610081）

0 引言

陆地、水域以及湿地是地球的三大生态系统，其中湿地生态系统与陆地、水域不同，属于水体与陆地两者之间的生态交错区，其本身在生产力、过渡性和生物多样性等多方面有着独有的特性。湿地按形成方式主要分为人工湿地和自然湿地，其中人工湿地是通过人为手段建成的一种复杂性生态系统，也是现阶段使用比较广泛的污废水处理技术。对于人工湿地，现今已在世界诸多国家开始应用实践，对于环境的保护与治理有着重要的工程意义。然而其本身在运行模式、竖向构成等方面存在特殊性，实际应用时存在一些问题，需要对其提出针对性的解决对策。

1 在实际应用中人工湿地存在的问题

人工湿地的构建，占地面积较大，容易受地形地质等各种因素影响，其中气候气温、植物类型、填料等因素均会对人工湿地的成功运行造成偏差，以至于影响污水净化效果。

1.1 气候与温度的影响

在一定范围内气温的持续上升，一般有利于植物的正常生长。生物量的增长，加强了湿地的净化功能，即加快了生物吸收、净化污染物的速度，使污水处理最终效果趋于理想[1]。 相反，效果则变差。通常来说，秋冬两季的人工湿地净化污水的能力比较差，而春夏季节则恰好相反。

1.2 湿地植物类型的影响

若湿地种植的植物在选择上缺乏合理性，或者其类型过于单一，便会对湿地净化能力造成限制，甚至还会产生负面的处理效果。一方面，湿地植物搭配合理与否，直接影响污水净化效果的好坏，由于植物之间的彼此影响、相互作用，如各自释放出化学物质，共同作用反应后对周围的植物造成或有利或不利的影响。另一方面，环境因素之间带有竞争性和抑制性，这对于人工湿地作用的发挥也一定限制。此外，湿地植物的单一性，使净化作用无法充分有效发挥，同时对于污染物浓度剧烈变化后的抗冲击性也较弱。

1.3 填料堵塞问题

人工湿地的污水净化功能，主要是通过填料中微生物的新陈代谢来实现的，随着时间的推移，其中的微生物最终将长期处于繁殖状态，这时在新陈代谢的作用下也会形成更多的杂质，从而导致堵塞问题[2]。为了避免这一问题，需要对人工湿地进行定期的养护工作，适时清淤，避免堵塞和淤积等问题的出现。与此同时，污水处理所需要的时间不断延长，基质吸附性能随之减弱，进而导致其趋于饱和状态，湿地的净化功能在该因素的影响下逐渐消失，这是人工湿地亟待优化解决的核心问题。

1.4 水力与污染因素

水力坡降增大的同时，使人工湿地受污染程度逐渐提升，水力坡降与受污染程度的提升，会降低污染物净化率，出水不达标，同时亦导致更严重的堵塞问题。

1.5 管理因素

人工湿地的管理工作是其后期维护的重要环节，然而现今一些人工湿地管理者对于管理工作重视程度不足，导致除了影响污水处理成效以外，使得湿地无法有效形成良性的生态循环，大大降低了其实际使用价值。

2 人工湿地存在问题的解决对策

2.1 全面规避气候与温度问题

2.1.1 以“因地制宜”为核心原则加强管理

对于人工湿地的管理，需要结合当地气候类型制定针对性的方案，其核心在于“因地制宜”这一原则[3]。例如，北方地区天气较为寒冷，并且在冬季会形成地表结冰的现象，可以采用潜流式人工湿地系统。南方地区天气温暖，对于人工湿地形式的选取则没有太多约束。所以在实际考虑构建人工湿地的过程中，主要是结合当地实际情况合理选择人工湿地的类型。

2.1.2 积极采用人工保温手段

第一，植物覆盖法。这一方法的实际操作十分方便，但是如果出现植物腐烂现象，便会释放污染物，导致二次污染，所以务必在次年春天之前清除所有覆盖植物。第二，冰层覆盖法。使用该方法，主要是在冬天结冰前最好进行放水这一项措施，使湿地表层可以形成冰层，发挥保护层的作用，充分隔离外界环境，以达到保温的效果。但是如果形成的冰层融化，则要反复重复此措施。第三，其他方法。如果在寒冷的冬季出现水质下降这一问题，可以通过投放工程细菌等方式降解污染物，使出水满足排放标准要求。

2.2 选择合适的湿地植物进行种植

2.2.1 湿地植物选择

第一，生存净化能力。湿地植物的生长都带有稳定性，所以选择植物时需要重点考虑其净化能力。生长稳定的植物种群一方面能够避免其他物种入侵，也能够将除草管理流程简化。同时，如果湿地植物的生长能力非常旺盛，则其在各个季节下覆盖率都能够得到保证。此外，如果湿地植物的根系十分发达，亦可以拥有优异的去污水平，达到净化水质的最终效果。第二，生态美学价值。这是选择湿地植物时需要重点关注的内容，因为人工湿地系统多融于城市近郊，加上占地面积大，所以需要保证美学价值，如此才能够同时达到自然美化和污水处理的效果。第三，经济效益。这也是植物选择的重点，例如芦苇等植物，应用于人工湿地中，既能够作为工业原料，同时也可以作为肥料，体现了较高的附属价值。

2.2.2 植物品种的选择

搭配湿地植物时，不能选择单一的品种，否则将会因为季节性问题而降低湿地功能，一方面会对湿地系统的作用带来限制，另一方面也会导致资源浪费。地区、气候不同，地质条件也就存在很大的差异性，所以在考虑问题时必须要具有全面性[4]。具体如可以将根系深浅的植物进行搭配，通过空间组合的方式减少浪费问题的发生，又如将能够吸收不同气体的植物进行相互搭配。

2.3 在构建生态美学的同时实现调蓄内涝功能

人工湿地作为一个多元化的生态系统，不仅是为了满足城市水体的净化功能，同时也是一个提供城市美学价值与减缓内涝灾害的综合体系。一方面，在保障基础功能的前提下，应更多地考虑将人工湿地构建成为一个休闲放松的人与自然和谐景观区域。另一方面，为了减缓城镇内涝问题，需要适宜地考虑其满足雨水调蓄功能。例如某湿地公园，地形是外围高、中心低，湖体位于公园内偏中地带，降雨时雨水可以自动流入湖水中，但位于公园西侧地势较低处的人行景观桥却成为水患频发的地带，针对这一问题，可以通过工程手段将桥下积水引入到公园湖内，一方面可以解决积水的问题，另一方面也可以补充湖内水量，通过雨水资源缓解城市内涝。

2.4 改善城市水体环境

一般地，城市道路初期雨水径流部分污染物指标（如TN）的平均浓度超出地表水环境治理V类标准，故建议在道路雨水径流引入人工湿地之前，增设预处理工艺。其中浮动生化床处理工艺技术是一种可考虑的预处理形式。在该工艺中，污水连续通过浮动生化床内的一种悬浮填料，随着时间的推移，填料表面形成的生物膜与污水发生接触，污水内有机物被生物膜中的微生物吸收代谢转化，从而达到污水净化的目的，改善城市水环境。

2.5 加强管理并组织定期检查

建造人工湿地的目的，主要是为了借助其持续的生物自然净化能力，达到长期净化、美化城市环境的目的。所以从时间尺度来看，湿地建成后的后期运营管理更加重要，后期管理不善将会导致出水水质恶化等严重的后果并造成不良的社会影响。为此，需要组织专业技术人员对人工湿地进行定期维护检查，安排专人进行管理运营，通过管理工作实现湿地生态效益、经济效益以及社会效益的最大化。

3 结语

综上所述，人工湿地系统作为地球三大生态系统之一，对于生态环境的保护有着重大意义，尤其是人工湿地，不仅能够净化空气，更重要的是可以促进污废水中污染物质良性循环，并充分发挥有机资源再利用潜力。本文以实现环境保护的可持续发展为前提，针对人工湿地的应用，分析了存在的问题，并且从全面规避气候与温度问题、选择合适的湿地植物进行种植、最大程度避免堵塞问题、加强管理并且组织定期检查等方面提出了针对性的解决建议，目的在于通过发挥湿地生态学系统作用改善生态环境，促进人与自然和谐发展。